8.2机械搅拌反应器

1绪论1.1 搅拌器的概述1.1.1搅拌器的应用范围机械搅拌反应器适用于各种物性（如粘度、密度）和各种操作条件（温度、压力）的反应过程，广泛应用于合成材料、合成纤维、合成橡胶、医药、农药、化肥、染料、涂料、食品、冶金、废水处理等行业。

如实验室的搅拌反应器可小至数十毫升，而污水处理、湿法冶金、磷肥等工业大型反应器的容积可达数千立方米。

除用作化学反应器和生物反应器外，搅拌反应器还可大量用于混合、分散、溶解、结晶、萃取、吸收或解吸、传热等操作。

搅拌反应器由搅拌容器和搅拌机两大部分组成。

搅拌容器包括筒体、换热元件及内构件。

搅拌器、搅拌轴、及其密封装置、传动装置等统称为搅拌机。

1.1.2搅拌器的工作原理通常搅拌装置由作为原动机的马达(电动、风动或液压)，减速机与其输出轴相连的搅拌抽，和安装在搅拌轴上的叶轮组成减速机体通过一个支架或底板与搅拌容器相连。

当容器内部有压力时，搅拌轴穿过底板进入容器时应有一个密封装置，常用填料密封或机械密封。

通常马达与密封均外购，研究的重点是叶轮。

叶轮的搅拌作用表现为“泵送”和涡流”，即产生流体速度和流体剪切，前者导至全容器中的回流，介质易位，防止固体的沉淀并产生对换热热管束 (如果有)的冲刷；剪切是一种大回流中的微混合，可以打碎气泡或不可溶的液滴，造成“均匀”。

1.1.3化工反应中的搅拌设备根据搅拌器叶轮的形状可以分成直叶桨式、开启涡轮式、推进式、圆盘涡轮式、锚式、螺带式、螺旋式等}根据处理的掖体牯度不同可以分为低粘度液搅拌器。

低粘度液搅拌器，如：三叶推进式、折叶桨叶，6直叶涡轮式、超级混合叶轮式 HR 100，HV 100等；中高粘度液搅拌器如：锚式、螺杆叶轮式、双螺旋螺带叶轮型，MR 205，305超混合搅拌器等等。

1.2化工搅拌器的适应条件和构造1.2.1化工搅拌器的适应条件搅拌加速传热和传质，在化工设备中广泛运用。

化工搅拌器的作用使化工生产中的液体充分混合，以满足化学反应能够最大程度的进行，该设备可以代替手动搅拌对人体有毒或对皮肤有伤害的化工原料减少对人体的危害，同时通过电动机带动轴加速搅拌，提高生产率。

第8章 反应设备§8-1 概述一、反应设备的应用及基本要求 1、反应设备应满足化学反应过程的要求物料的性质（粘度、密度、腐蚀性等）； 相态；反应条件（温度、压力等）；反应过程的特点（气相的生成、固相的沉积等）；2、反应设备应满足传质、传热和流体动力过程的要求 二、反应设备设计的几个问题（1） 反应物的混合 （2） 适宜温度的维持 （3） 停留时间的控制三、反应设备的分类 （1） 化学反应器分类（2） 生物反应器分类按结构特征：机械搅拌式、气升式、流化床、固定床等⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧固相反应器—液—气固相反应器—液固相反应器—气液相反应器—液液相反应器—气非均相反应器固相反应器液相反应器气相反应器均相反应器、按物料相态分1⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧其它形式流化床反应器固定床反应器管式反应器搅拌反应器、按设备结构形式分2四、常见反应器的特点(1) 机械搅拌式反应器(2) 管式反应器管式反应器可用于连续生产，也可用于间隙操作，反应物不返混，也可在高温、高压下操作。

(3) 固定床反应器气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置称为固定床反应器。

它主要用于气固相催化反应，具有结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和生物反应中应用很广泛的反应器固定床反应器有三种基本形式：轴向绝热式、径向绝热式和列管式。

(4) 流化床反应器流体（气体或液体）以较高的流速通过床层，带动床内的固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主体流中进行反应，并具有类似流体流动的一些特性的装置称为流化床反应器。

§8-2 机械搅拌反应器一、搅拌反应器的基本结构 （一）搅拌反应器的总体结构1、釜体部分（1） 釜体部分由圆筒和上、下封头组成，提供物料化学反应的空间，其容积由生产能力和产品的化学反应要求决定。

（2） 中、低压筒体通常采用不锈钢板卷焊，也可采用碳钢或铸钢制造，为防止物料腐蚀，可在碳钢或铸钢内表面衬耐蚀材料。

夹套式机械搅拌反应釜设计计算说明书
夹套式机械搅拌反应釜是化工生产中常用的一种反应器，它能够在一定的温度、压力和搅拌条件下进行化学反应，多用于制备溶液、悬浮液和浆料等。

下面我们来介绍一下夹套式机械搅拌反应釜的设计、计算以及需要注意的问题。

首先，反应釜的设计要考虑反应液体的性质、反应条件、生产规模以及其他实际操作需求。

设计时需要确定反应釜的体积、夹套的面积、搅拌器的形式和转速、进、出料口的位置和尺寸等参数。

其次，计算夹套的面积应根据反应液体体积、夹套内部介质温度和外部冷却介质温度来确定。

夹套面积可以根据套管的长度和内径来计算，也可以根据实际使用需求进行选择。

夹套定温区的温差应该尽量缩小，以提高搅拌器对反应液体的混合效果。

再次，搅拌器的选择应根据反应液体的性质，是否易结晶、是否具有高黏度等来确定。

搅拌器的形状也应考虑到热传递和质量传递等方面的因素。

最后，需要注意反应釜的安全操作和维护。

反应釜在使用时需要注意反应液体的温度、压力和化学性质等因素，确保运行过程中不发生安全事故。

此外，反应釜在使用过程中会产生摩擦和磨损，因此需要定期对设备进行维护和保养，保证正常使用。

在停机时，应当进行充分的清洗和消毒，以防止残留物污染下一次生产。

总之，夹套式机械搅拌反应釜的设计、计算和维护，对于化工生产过程中的实际应用具有重要意义。

我们应该认真对待反应釜的使用和维护，避免出现不必要的安全事故，保证生产过程的稳定性和安全性。

过程设备设计复习题及答案换热设备6.1根据结构来分，下面各项中那个不属于管壳式换热器：（B ）A.固定管板式换热器B.蓄热式换热器C.浮头式换热器D.U形管式换热器6.2常见的管壳式换热器和板式换热器属于以下哪种类型的换热器：（C ）A.直接接触式换热器B.蓄热式换热器C.间壁式换热器D.中间载热体式换热器6.3下面那种类型的换热器不是利用管程和壳程来进行传热的：（B ）A.蛇管式换热器B.套管式换热器C.管壳式换热器D.缠绕管式换热器6.4下列关于管式换热器的描述中，错误的是：（C ）A.在高温、高压和大型换热器中，管式换热器仍占绝对优势，是目前使用最广泛的一类换热器。

B.蛇管式换热器是管式换热器的一种，它由金属或者非金属的管子组成，按需要弯曲成所需的形状。

C.套管式换热器单位传热面的金属消耗量小，检测、清洗和拆卸都较为容易。

D.套管式换热器一般适用于高温、高压、小流量流体和所需要的传热面积不大的场合。

6.5下列措施中，不能起到换热器的防振效果的有：（A）A.增加壳程数量或降低横流速度。

B.改变管子的固有频率。

C.在壳程插入平行于管子轴线的纵向隔板或多孔板。

D.在管子的外边面沿周向缠绕金属丝或沿轴向安装金属条。

6.1??按照换热设备热传递原理或传递方式进行分类可以分为以下几种主要形式：（ABC）A. 直接接触式换热器B. 蓄热式换热器C. 间壁式换热器D. 管式换热器6.2 下面属于管壳式换热器结构的有：（ABCD）A. 换热管B. 管板C. 管箱D. 壳体6.3 引起流体诱导振动的原因有：（ACD）A. 卡曼漩涡B. 流体密度过大C. 流体弹性扰动D. 流体流速过快6.4 传热强化的措施有：（BCD）A. 提高流量B. 增加平均传热温差C. 扩大传热面积D. 提高传热系数6.5 下列关于管壳式换热器的描述中，错误的是：（CD）A.管壳式换热器结构简单、紧凑、能承受较高的压力。

B.管壳式换热器适用于壳侧介质清洁且不易结垢并能进行清洗的场合。

搅拌式生物反应器(bilfinger型)标准操作规程搅拌式生物反应器（bilfinger型）标准操作规程搅拌式生物反应器（bilfinger型）是一种常用于生物工程领域的设备，用于培养微生物、细胞和酶等生物体的生长和代谢过程。

为了确保反应器的正常运行和实验的准确性，制定一套标准的操作规程是非常重要的。

下面是搅拌式生物反应器（bilfinger型）的标准操作规程。

1. 准备工作a. 检查反应器的设备和配件是否完好无损，确保所有连接口和阀门处于关闭状态。

b. 清洗反应器和配件，使用适当的清洗剂和工具，彻底清除残留物和污垢。

c. 检查反应器的传感器和控制系统是否正常工作，确保温度、压力和pH等参数的准确测量和控制。

2. 培养基的制备a. 根据实验需求，准备适当的培养基，确保培养基的成分和浓度符合实验要求。

b. 使用无菌技术，将培养基倒入反应器中，确保反应器内部的环境无菌。

3. 微生物或细胞的接种a. 根据实验需求，选择适当的微生物或细胞进行接种。

b. 使用无菌技术，将微生物或细胞接种到反应器中，确保接种过程无菌。

4. 反应器的运行a. 启动搅拌器和加热系统，确保培养基的均匀搅拌和恒定温度。

b. 根据实验需求，调节搅拌速度和温度，确保反应器内的环境适合微生物或细胞的生长和代谢。

c. 定期监测和记录反应器内的温度、pH、溶氧度和压力等参数，确保实验的准确性和稳定性。

d. 根据实验需求，添加适量的营养物质和辅助剂，促进微生物或细胞的生长和代谢。

5. 反应结束和清洗a. 根据实验需求，确定反应的结束时间。

b. 关闭搅拌器和加热系统，停止培养基的搅拌和加热。

c. 使用无菌技术，将反应器内的培养基和微生物或细胞转移到适当的容器中，进行后续处理。

d. 清洗反应器和配件，使用适当的清洗剂和工具，彻底清除残留物和污垢。

e. 检查反应器的设备和配件是否完好无损，确保所有连接口和阀门处于关闭状态。

搅拌式生物反应器（bilfinger型）的标准操作规程对于实验的准确性和稳定性至关重要。

搅拌式生物反应器的原理
搅拌式生物反应器是一种常用的生物工程设备，用于培养微生物、细胞或其他生物体进行生物反应，如发酵、培养、生长等。

其原理包括以下几个方面：
1. 搅拌：搅拌是搅拌式生物反应器的核心原理之一。

通过搅拌设备（如搅拌器、搅拌轴等），能够使反应液体中的生物体均匀分布，保证营养物质、氧气等的充分混合和传递，提供良好的生长环境。

2. 气体传递：搅拌式生物反应器通常需要提供足够的氧气供给生物体进行呼吸代谢。

通过搅拌和气体供给系统（如气体进气装置、气体分配系统等），能够使氧气充分溶解在液体中，满足生物体的需求。

3. 温度控制：生物体的生长和反应通常需要一定的温度条件。

搅拌式生物反应器通过加热或制冷系统（如加热器、冷却器等），能够对反应液体进行温度控制，保持合适的生长温度。

4. pH控制：生物体的生长和反应对pH值也有一定的要求。

搅拌式生物反应器通过pH控制系统（如酸碱自动调节装置、pH传感器等），能够对反应液体的pH值进行实时监测和调节，保持适宜的生长环境。

5. 液体循环：搅拌式生物反应器通常会采用液体循环系统，通过泵等设备将反应液体循环流动，保证养分的供给和废物的排出，维持反应的稳定性。

总体来说，搅拌式生物反应器通过搅拌、气体传递、温度控制、pH控制和液体循环等原理，提供适宜的生长环境和条件，促进微生物、细胞或其他生物体的生长和反应。