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2.3 反应设备
化工生产中实现化学反应的主要设备。可以有很多种类和结构 ，原因是具体情况有很多种：
-反应物料的物态（气体、液体或固体）
-操作条件（压力、温度以及物料静止还是流动）
-反应的热效应（吸热反应还是放热反应）
搅拌反应釜是一种典型的反应设备，广泛应用于化工、轻工、化纤、医药等工业。它是在一定的压力和温度下，将一定容积的两种或多种液态物料（或以液态为主）搅拌混合，促进其化学反应的设备；通常伴随有热效应，由换热装置输入或移出热量。
2.3.1总体结构中的主要部件
及其用途
搅拌反应釜的结构：
（1）釜体
（2）传热装置
（3）搅拌装置
（4）轴封装置
（5）其它结构
2.3.2夹套传热及其结构
搅拌反应釜最常用的传热方式为夹套和蛇管传热。在釜体外侧，以焊接或法兰连接的方法装设各种形状的外套，与釜体外表面形成密闭的空间，在此空间内通入蒸汽或者冷水等，加热或冷却釜内的物料，维持物料的温度在规定范围，这种结构称为夹套。
常用的夹套形式为整体夹套。
整体夹套与筒体的连接方式有可拆卸式和不可拆卸式两种。
2.3.3蛇管传热及其结构
夹套传热不能满足要求时可采用。密集排列，沉浸在物料中，热量损失小，传热效果好，还能导流，改变流动状况，减小漩涡，强化搅拌，但检修较麻烦。
蛇管长度不宜过长，否则，冷凝液会积聚，降低传热效果；也难排出蒸汽所夹带的惰性气体。
如果要求传热面积很大时，
可制成并联的同心圆蛇管组。
2.3.4搅拌器的型式
型式很多，形状、尺寸、结构与被搅拌液体的性质和要求实现的流型有关。
常用的搅拌器按结构来分有：
-桨式搅拌器
-框式和锚式搅拌器
-涡轮式搅拌器
-推进式搅拌器等
（1）桨式搅拌器：结构最为简单。
（2）框式和锚式搅拌器： 结构简单。
（3）推进式搅拌器：也称旋桨式。
（4）涡轮式搅拌器
按流体的流动形态来分，可分为轴向流搅拌器、径向流搅拌器和混合流搅拌器。见图2-50所示。
2.3.5.其它反应类设备
（1）固定床反应器
多用于大规模气相反应。有些场合采用许多管子，这时称为管式反应器。
外形有圆筒式和列管式，如图2-55所示。
2.3.5.其它反应类设备
（2）流化床反应器
多用于固体和气体参加的反应,其结构如图2-56所示。气体向上吹动固体，固体呈沸腾状，浮动、翻腾在半空中。
2.3.5.其它反应类设备
（3）鼓泡反应器
液体中含有溶解了的非挥发性催化剂或其它反应物料，反应气体可以鼓泡通过液体进行反应，产物可随气流从反应器中带出。
（4）流动床反应器
固体在床层顶部加入，并向下移，自器底取出，流体向上通过填充层。这种反应器已用于二甲苯的催化异构反应以及离子交换法的连续水处理过程。
2.4 加热炉和废热锅炉
2.4.1加热炉
现代化工生产中通常使用的加热炉是管式加热炉，与其它加热炉不同，它是利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温火焰和烟气作为热源，加热在炉管内高速流动的物料，使其在管内进行化学反应，或达到后续工艺过程中所需的温度。
2.4.1.1管式加热炉的一般构成
由辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧及通风系统五部分组成。如图2-57所示，其结构通常包括：钢结构、炉管、炉墙（内衬）、燃烧器、孔类配件等。
2.4.1.2加热炉的类型
各种管式加热炉通常可按外形和用途来分类。
（一）按外形来分类
大致可分为以下四类：
（1）箱式炉
①横管和立管大型箱式炉 如图2-58、图2-59所示。
②顶烧式炉 图2-60。
（2）立式炉
①底烧横管立式炉 图2-61。
②附墙火焰立式炉 图2-62。
③环形管立式炉 图2-63。
④立管立式炉
图2-65为立管立式炉，是我国首创的炉型。 ⑤无焰燃烧炉
无焰燃烧炉（图2-66）属于单排管双面辐射炉型。
（3）立式圆管炉
①螺旋式、纯辐射式炉
图2－67为螺旋管式炉，图2-68为纯辐射式炉。
②辐射－对流式炉，如图2-69所示，它已成为现代被普遍采用的炉型。
（4）大型方炉
图2-70为大型方炉
(二)按用途分类
管式加热炉按用途可大致分为以下几类。
（1）炉管内进行化学反应的炉子
（2）加热液体的炉子
①管内无物相变化，是单纯的液体加热炉
②炉管入口为液相，出口为气、液混相的炉子
③管子进口为液相，出口全部汽化的炉子
④气体加热炉
④加热混相流的炉子
2.4.2废热锅炉
通过换热，回收工艺物料中不需要的热量，产生蒸汽。常采用管式换热器结构，或普通锅炉结构。
2.4.2.1.废热锅炉分类
（1）按炉管方向分类
按照炉管是水平还是垂直放置，分为卧式和立式两大类。
（2）按压力高低分类
按照锅炉操作压力的大小，有低压、中压和高压三大类。
（3）按结构和工艺用途分类
1）按照炉管的结构形式有：列管式、U形管式、刺刀管式、螺旋盘管式以及双套管式等。
2）按照生产工艺或使用场合：重油气化废热锅炉、乙烯生产裂解气急冷废热锅炉、甲烷—氢转化气废热锅炉、合成氨前置式、中置式、或后置式废热锅炉等。
2.4.2.2废热锅炉结构
化工厂常用的废热锅炉的结构形式有固定管式、U形管式、烟道式及螺旋管式等。
（1）固定平管板式废热锅炉
内部结构与固定管板式换器的结构基本相同，通常采用卧式，管内是高温工艺气体，而管外是饱和水和水蒸气。
如图2-71所示。下部是换热器，上部是蒸汽包。
（2）U形管废热锅炉
直立水管式锅炉，外形：上小下大，像啤洒瓶，基本结构如图2-72所示。
（3）烟道式废热锅炉
与普通燃烧锅炉很类似，其结构如图2-73所示。
（4）螺旋管式废热锅炉
其炉管采用了螺旋管，结构型式如图2-74所示。

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