8.1概述 过程设备设计 8.1概述 教学重点： 常见反应器的特点。 教学难点： 无
8.1 概述 过程设备设计 教学重点： 常见反应器的特点。 8.1 概述 3 教学难点： 无
8.1概述 过程设备设计 8.1.1反应设备的应用 反应设备是发生化学反应或生物质变化等过程 的场所，是流程性材料产品生产中的核心设备。 通过化学反应或生物变化等将原料加工成产品， 是化工、冶金、石油、新能源、医药、食品和轻 工等领域的重要生产方式
8.1 概述 过程设备设计 8.1.1 反应设备的应用 反应设备是发生化学反应或生物质变化等过程 的场所，是流程性材料产品生产中的核心设备 ，是流程性材料产品生产中的核心设备。 通过化学反应或生物变化等将原料加工成产品， 是化工、冶金、石油、新能源、医药、食品和轻 4 是化工、冶金、石油、新能源、医药、食品和轻 工等领域的重要生产方式
8.1概述 过程设备设计 反应设备开发应考虑以下因素： ①物料性质，如粘度、密度、腐蚀性、相态等； ②反应条件，如温度、压力、浓度等； ③反应过程的特点，如气相的生成、固相的沉积和多 相的输送等。 反应设备应满足传质、传热和流体流动的要求， 其通过影响反应速率、选择性和化学平衡等，对产品 的生产成本、能耗和环保等起决定作用
8.1 概述 过程设备设计 反应设备开发应考虑以下因素： ①物料性质，如粘度、密度、腐蚀性、相态等； ②反应条件，如温度、压力、浓度等； ③反应过程的特点 ③反应过程的特点，如气相的生成 ，如气相的生成、固相的沉积和多 、固相的沉积和多 相的输送等。 5 反应设备应满足传质、传热和流体流动的要求 、传热和流体流动的要求， 其通过影响反应速率、选择性和化学平衡等 、选择性和化学平衡等，对产品 的生产成本、能耗和环保等起决定作用 、能耗和环保等起决定作用
8.1概述 过程设备设计 8.1.2反应设备的分类与特征 化学反应设备 生物反应设备 工业反应设备 电化学反应设备 微反应设备 6
过程设备设计 8.1.2 反应设备的分类与特征 工业反应设备 化学反应设备 生物反应设备 8.1 概述 6 工业反应设备 电化学反应设备 微反应设备
8.1概述 过程设备设计 一均相反应器 绝热 按反应物系相态 多相反应器 按过程传热学划分 等温 非等温非绝热 间歇式反应器 按操作方式划分半连续式反应器 连续式反应器 管式 釜式 塔式 固定床 泡状流型 按结构原理划分 流化床 按过程流体 移动床 柱塞流型 力学划分 滴流床 全混流型 电极式 微反应器 7
8.1 概述 过程设备设计 按反应物系相态 多相反应器 按操作方式划分 按过程传热学划分 均相反应器 间歇式反应器 半连续式反应器 连续式反应器 等温 非等温非绝热 管式 绝热 7 按过程流体 力学划分 按结构原理划分 连续式反应器 泡状流型 柱塞流型 全混流型 管式 釜式 塔式 固定床 流化床 移动床 滴流床 电极式 微反应器
8.1概述 过程设备设计 表8-1化学反应设备的主要结构型式与特征 物料相态 操作方式 流动状态 传热情况 结构特征 均相 气相 间歇操作 活塞流型 绝热式 搅拌釜式 液相 连续操作 全混流型 等温式 管式 非均相 气一液相 半连续操作 非等温非绝热式 固定床 液一液相 流化床 气一固相 移动床 液一固相 塔式 气一液一固相 滴流床
8.1 概述 过程设备设计 表8-1 化学反应设备的主要结构型式与特征 化学反应设备的主要结构型式与特征 物料相态 操作方式 流动状态 传热情况 结构特征 均相 气相 液相 间歇操作 连续操作 活塞流型 全混流型 绝热式 等温式 搅拌釜式 管式 8 非均相 气—液相 液—液相 气—固相 液—固相 气—液—固相 半连续操作 非等温非绝热式 固定床 流化床 移动床 塔式 滴流床
8.1概述 过程设备设计 表8-2生物反应设备的主要结构型式与特征 生物催化剂 操作方式 流动状态 输入能量 结构特征 酶催化反应器 间隙操作 活塞流 搅拌浆叶式 搅拌釜式 气体喷射式 细胞催化反应器 连续操作 全混流 气升式 (气升式) (发酵罐) 半连续操作 流化床 固定床 9
过程设备设计 生物催化剂 操作方式 流动状态 结构特征 酶催化反应器 细胞催化反应器 间隙操作 连续操作 活塞流 全混流 搅拌浆叶式 气体喷射式 （气升式） 搅拌釜式 气升式 表8-2 生物反应设备的主要结构型式与特征 输入能量 8.1 概述 9 （发酵罐） 半连续操作 ） 半连续操作 流化床 固定床
8.1概述 过程设备设计 表8-3电化学反应设备的主要结构型式与特征 应用领域 操作方式 功能特点 电极联接形式 结构特征 工业电解 间歇操作 电解槽 单极式电联接 箱式 化学电源 连续操作 次电池 复极式电联接 压滤机式 电镀 半连续操作 二次电池 特殊结构形式 燃料电池 电镀槽 10
表8-3 电化学反应设备的主要结构型式与特征 应用领域 操作方式 功能特点 电极联接形式 结构特征 工业电解 化学电源 电镀 间歇操作 连续操作 半连续操作 电解槽 一次电池 二次电池 单极式电联接 复极式电联接 箱式 压滤机式 特殊结构形式 8.1 概述 过程设备设计 10 燃料电池 电镀槽
8.1概述 过程设备设计 表8-4 微反应设备的主要结构型式与特征 物料相态 操作方式 功能特点 处理规模 结构特征 均相气相 间歇操作 化学分析与生 分析检测型 微混合器式 液相 连续操作 物检测 制备生产型 微换热器式 非均相气一液相半连续操作化学工程的产 微分离器式 液-液相 品加工 微多相反应器式 气-固相 多功能集成的微 液-固相 芯片式 气-液-固相 11
表8-4 微反应设备的主要结构型式与特征 物料相态 操作方式 功能特点 处理规模 结构特征 均相 气相 液相 非均相 气-液相 间歇操作 连续操作 半连续操作 化学分析与生 物检测 化学工程的产 分析检测型 制备生产型 微混合器式 微换热器式 微分离器式 8.1 概述 过程设备设计 11 液-液相 气-固相 液-固相 气-液-固相 品加工 微多相反应器式 多功能集成的微 芯片式
8.1概述 过程设备设计 8.1.3常见反应设备的特点 机械搅拌式反应器 @1. 可用于均相和多相（如液一液、气一液、液一固） 反应，可间歇或连续操作。 ■2。连续操作时，几个釜串联起来，通用性很大，停留 时间可以得到有效地控制。 ©3.灵活性大；根据生产需要，可生产不同规格、不同 品种产品，生产时间可长可短。 ■4，可在常压、加压、真空下生产操作，可控范围大。 。5.反应结束后出料容易，反应器的清洗方便，机械设 计十分成熟。 ■6.将在本章第二节详细介绍。 12
8.1.3 常见反应设备的特点 一、机械搅拌式反应器 机械搅拌式反应器 1. 可用于均相和多相（如液—液、气—液、液—固） 反应，可间歇或连续操作 ，可间歇或连续操作。 2. 连续操作时，几个釜串联起来 ，几个釜串联起来，通用性很大，停留 时间可以得到有效地控制。 8.1 概述 过程设备设计 12 3. 灵活性大；根据生产需要 ；根据生产需要，可生产不同规格 ，可生产不同规格、不同 品种产品，生产时间可长可短 ，生产时间可长可短。 4. 可在常压、加压、真空下生产操作 、真空下生产操作，可控范围大。 5. 反应结束后出料容易，反应器的清洗方便 ，反应器的清洗方便，机械设 计十分成熟。 6. 将在本章第二节详细介绍