
Внутренние устройства реактора-сосуда под давлением являются основными функциональными компонентами, установленными внутри корпуса реактора, которые обеспечивают смешивание материалов, теплопередачу, массоперенос и процесс реакции. Их выбор и конструкция напрямую определяют эффективность реакции в реакторе, равномерность смешивания материалов и стабильность процесса.
Внутренние устройства реактора-сосуда под давлением являются основными функциональными компонентами, установленными внутри корпуса реактора, которые обеспечивают смешивание материалов, теплопередачу, массоперенос и процесс реакции. Их выбор и конструкция напрямую определяют эффективность реакции в реакторе, равномерность смешивания материалов и стабильность процесса. Внутренние элементы должны быть совместимы с размерами корпуса, характеристиками среды и условиями давления и температуры, а также соответствовать требованиям по коррозионной стойкости, износостойкости и простоте обслуживания.
1.Компоненты для смешивания и перемешивания
Функция: нарушать ламинарное течение материалов для достижения равномерного смешивания, интенсифицировать контакт между газовой и жидкой/жидкой и твердой фазами. Состоит из перемешивающих узлов и вспомогательных элементов, направляющих поток.
2.Компоненты для теплопередачи
Функция: регулировать температуру реакции путем оперативного отвода экзотермического тепла или подачи необходимой тепловой энергии для обеспечения стабильного протекания реакции.
Внутренний змеевик: Спиральный или вертикальный змеевик, непосредственно погружённый в рабочую среду, обладает высокой эффективностью теплопередачи. Материал изготовления может быть выбран в зависимости от среды: углеродистая сталь, нержавеющая сталь, титановый сплав, что обеспечивает стойкость к коррозионным средам. Подходит для реакций с интенсивным выделением или поглощением тепла, таких как реакция этерификации или полимеризации.
Вертикальные теплообменные трубы: Пучок параллельно расположенных теплообменных труб, закреплённых с помощью трубных решёток, что обеспечивает удобство очистки. Применяется для сред средней вязкости, содержащих незначительное количество твёрдых частиц.
Комбинированная система «рубашка + внутренние устройства»: Сочетание внешней рубашки на корпусе реактора с внутренним змеевиком или вертикальными теплообменными трубами используется для удовлетворения потребности в большом тепловом обмене, например, в реакторах для гидрирования под высоким давлением.
3.Внутренние устройства для газо-жидкостного массообмена
Функция заключается в повышении растворимости газов в жидкой фазе и усилении эффективности реакций в газожидкостной фазе, что обычно используется в реакторах газожидкостного типа.
Распределитель газа: Устанавливается в нижней части реактора. Подразделяется на типы: перфорированная плита, трубчатый, форсунка. Диспергирует газ в мелкие пузырьки, значительно увеличивая площадь контакта фаз. Применяется в реакциях окисления, гидрирования, ферментации и других.
Пеногаситель: Подразделяется на типы: зубчатый, скребковый, сетчатый. Устанавливается в верхней части корпуса реактора. Разрушает пену, образующуюся в ходе процесса, предотвращая её перелив или негативное влияние на ход реакции. Применяется для сред, склонных к вспениванию, таких как ферментационные растворы или при синтезе поверхностно-активных веществ.
4.Внутренние устройства для опоры и разделения
Подшипниковая опора мешалки: Подразделяется на промежуточный подшипник и донный подшипник. Поддерживает длинный вал мешалки, предотвращая его вибрацию и деформацию. Применяется в крупных реакторах с отношением высоты к диаметру H/D > 3.
Фильтрующая сетка / Просеивающая тарелка: Устанавливается на входном или выходном патрубке. Фильтрует примеси или твёрдые частицы из потока среды, предотвращая засорение трубопроводов. Применяется в системах жидкость-твёрдое тело, например, в реакторах для реакций с твёрдым катализатором.
Направляющая перегородка: Направляет поток среды по определённой траектории, оптимизируя распределение концентрации реагентов в зоне реакции. Применяется, например, в реакторах для ферментативного гидролиза в фармацевтической промышленности.
Соответствие характеристикам среды: Для коррозионных сред выбираются внутренние устройства из нержавеющей стали; для сред, содержащих твёрдые частицы, выбираются износостойкие лопасти для предотвращения абразивного износа.
Соответствие технологии реакции: Для реакций полимеризации требуется мощная режущая мешалка в сочетании с направляющей трубой; для газо-жидкостных реакций необходимы распределитель газа в сочетании с турбинной мешалкой; для реакций с высокой вязкостью предпочтение отдаётся якорной или рамной мешалке.
Точное машиностроение, полимерные материалы, нефтехимия.