釜式反应器的传热换热装置
低温冷却剂
有些化工生产过程采用一般冷却方法难以达到,必须采用特殊的制 冷装置进行人工制冷。 一般多采用直接冷却方式,即利用制冷剂的蒸发直接冷却冷间内的 空气,或直接冷却被冷却物体。制冷剂一般有液氨、液氮等。成本 较高。 有些情况下则采用间接冷却方式,即被冷却对象的热量是通过中间 介质传送给在蒸发器中蒸发的制冷剂。中间介质起传送和分配冷量 的媒介作用,称为载冷剂。常用的载冷剂有三类,即水、盐水及有 机物载冷剂。
电加热 是一种操作方便、热效率高、便于实现自控和遥控的一种高温加
热方法。有电阻加热、感应电流加热、短路电流加热三种类型。
烟道气加热 用煤气、天然气、石油加工废气或燃料油等燃烧时产生的高温烟 道气作热源加热设备,可用于300℃以上的高温加热。缺点是热 效率低,给热系数小,温度不易控制。可用于300℃以上的高温 加热。
蛇管浸没在物料中,热量损失少,且由于蛇管内传热介质流速 高,它的给热系数比夹套大很多。 对于含有固体颗粒的物料及粘稠的物料,容易引起物料堆积和挂 料,影响传热效果.
列管式
对于大型反应釜,需高速传热时,可在釜内安装列 管式换热器。
外部循环式
当反应器的夹套和蛇管传热面积仍不能满足工艺要求,或 由于工艺的特殊要求无法在反应器内安装蛇管而夹套的传热 面积又不能满足工艺要求时,可以通过泵将反应器内的料液 抽出,经过外部换热器换热后再循环回反应器内。
釜式反应器的传热
换热装置
换热装置是用来加热或冷却反应物料,使之符合工艺要求 的温度条件的设备。 其结构型式主要有夹套式、蛇管式、列管式、外部循环式
等,也可用直接火焰或电感加热。
夹套式 夹套是套在反应器筒体外面能形成密封空间的容器,既简单 又方便。
夹套的高度取决于传热面积,而传热面积由工艺要求确定。 夹套高度一般应高于料液的高度,应比釜内液面高出50- 100mm左右,以保证传热。
A、水 B、导生油 C、熔盐 D、烟道气
反应器内壁衬有橡胶、瓷砖等非金属材料时,不宜采用夹套式换热。 含有固体颗粒的物料及粘稠的物料,不宜采用蛇管式换热器。
高温热源的选择
一般的低压饱和水蒸汽加热时最高只能达到150-160℃,需要更高 温度时则需考虑高温热源的选择问题。化工厂常用的高温热源有以下 几种: 压力高的饱和水蒸汽
压力可达一至数MPa,来源有高压蒸汽锅炉、利用反应热的废热 锅炉或热电站的蒸汽透平。
缺点:需高压管道输送蒸汽,费用高,且远距离输送时热损失大。 高压汽水混合物 个别设备需高温加热时,较经济可行。可用于温度为200-250℃的 加热要求。
练习
适用于粘稠物料的搅拌器是 ________。
A、框式
B、推进式
C、涡轮式
D、桨式
对低粘度均相液体混合,应优先选择____________搅拌器。 A、螺带式 B、涡轮式 C、桨式 D、推进式
对于气-液分散过程,应优先选择____________搅拌器。
A、锚式 B、涡轮式 C、桨式 D、推进式 为维持200℃的反应温度,工业生产上常用_______作载热体。
有机载热体 利用某些有机物常压沸点高、熔点低、热稳定性好等特点可
提供高温的热源。它的突出优点是能在较低的压力下得到较高
的加热温度。 当加热温度在250℃时,可采用液体联苯混合物加热,可有
三种加热方案:自然循环加热法、强制循环加热法、夹套浴热
法。 当加热温度超过250℃时,可采用联苯混合物的蒸汽加热, 根据其冷凝液回流方法的不同,也可分为自然循环与强制循环。
回流冷凝式:反应在沸腾下进行或蒸发量大的场合。
冷、热源的选择
低温冷源的选择
冷却用水 :水的冷却效果好,最为常用。随水的硬 度不同,对换热后的水出口温度有一定限制,一般不 宜超过60℃,在不宜清洗的场合不宜超过50℃,以免 水垢的迅速生成。
空气:在缺乏水资源的地方可采用空气冷却,其主要 缺点是给热系数低,需要的传MPa。当
反应器的直径大或者加热蒸汽压力较高时,夹套必须采取加
强措施。分支撑短管加强的“蜂窝夹套”,冲压式蜂窝夹套, 角钢焊在釜的外壁上夹套。
蛇管式
当工艺需要的传热面积大,单靠夹套传热不能满足要求时,或 者是反应器内壁衬有橡胶、瓷砖等非金属材料时,可采用蛇管、插入 套管、插入D形管等传热。