攪拌罐式反應(yīng)器的設(shè)計與制造

攪拌罐是制藥生產(chǎn)和科研中最常見的一種，由罐體、攪拌、換熱裝置、進出料口、檢測裝置、人孔等部分構(gòu)成。其中罐體通常為帶上下橢圓封頭的圓柱體。用于檢修的人孔、用于觀測內(nèi)部情況的視鏡、加料口和部分檢測裝置通常安裝在上封頭。出料口一般安裝在罐底最低處。對反應(yīng)器性能影響最大，樣式變化最多的是攪拌和換熱裝置。

攪拌的作用可歸結(jié)為三個方面：
1、幫助傳質(zhì)，即通過攪拌使內(nèi)各點物質(zhì)的組成更均勻一致，使罐氣體更快釋放，或者使氣體更易溶于罐內(nèi)液體；
2、幫助傳熱，即攪拌使得罐內(nèi)各處溫度更均勻，反應(yīng)需要加熱時能讓熱量更快傳進來，交運時能讓熱量盡快傳出去；
3、提高反應(yīng)速率，即通過提高傳質(zhì)和傳熱效果，以及攪拌本身輸入的能量使反應(yīng)物接觸更充分從而提高反應(yīng)速率。
攪拌罐式反應(yīng)器的攪拌裝置
用于攪拌罐的攪拌可分為三大類：機械攪拌、通氣攪拌和罐外循環(huán)式攪拌。
1、機械攪拌
機械攪拌靠機械力向內(nèi)輸入能量產(chǎn)生攪拌效果，是最常見的一種攪拌形式。機械包括攪拌葉、攪拌軸和攪拌電機。影響機械效果的主要因素有攪拌轉(zhuǎn)速、攪拌葉開關(guān)和反應(yīng)罐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
（1）攪拌速度對攪拌效果的影響 一般講，攪拌速度越大，攪拌效果越好，但是攪拌速度過大容易在攪拌附近形成局部渦流，增加能耗，降低攪拌效果。因此，攪拌速度存在最佳值，需要試驗確定。
（2）攪拌葉開關(guān)對攪拌效果的影響 攪拌葉的開關(guān)影響攪拌效率：同樣輸入功率情況下，攪拌葉形狀不同，攪拌效果不一樣。攪拌葉開關(guān)有多種，各有優(yōu)缺點，適用不同的場合。
（3）反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)對攪拌效果的影響 影響機械攪拌效果的第三個因素是內(nèi)部結(jié)構(gòu)。為改善攪拌效果，內(nèi)部常常附加各種裝置，比如，擋板、導(dǎo)流筒、軸上聯(lián)有多個攪拌葉以及特殊的罐底形狀等。
2、通氣攪拌
通氣攪拌是在反應(yīng)器的底部通入空氣或其他惰性氣體（如氮氣），由于密度較輕，氣體形成氣泡向上運動，攪動液體產(chǎn)生。氣體通過分配器進入罐內(nèi)，分配器通常是一個環(huán)形管道，上面布滿小孔，將氣體均勻地分配到反應(yīng)器底部。通氣攪拌的優(yōu)點是能耗低，攪拌柔和，適合有氣相參與、需要柔和攪拌的場合；缺點是攪拌力度小，不適用于黏度較大，和有固體參與的反應(yīng)。通氣攪拌后來發(fā)展成為氣升式反應(yīng)器。
3、罐外循環(huán)式攪拌
罐外循環(huán)式攪拌是將罐內(nèi)液體從底部引出，然后通過泵將其打回反應(yīng)器頂部，形成混合。它的優(yōu)點是攪拌基本沒有死角，能耗也較小，適用于液體或有少量固體參與的反應(yīng)，缺點是攪拌強度低，不適用于黏度較大或者有大量固體參與的反應(yīng)。
攪拌罐式反應(yīng)器的換熱裝置
由于大部分反應(yīng)都放出或吸收熱量，因此，必須有換熱裝置以便及時移出或移入熱量。攪拌罐中常見的換熱裝置有三種：夾套式換熱、蛇管式換熱和夾套盤管式換熱。
1、夾套和蛇管換熱
有些即有夾套換熱器，也安裝有蛇管換熱器。夾套換熱器是包裹在反應(yīng)外面的夾層，換熱介質(zhì)在夾層里通過。如果換熱介質(zhì)是液體（水或油），則從下面進入夾套，從上面出來，這樣可以充滿整個夾套；如果是蒸汽，則上進下出，目的是防止蒸汽入口被底部的冷凝水淹沒，產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。夾套換熱器的優(yōu)點是不易堵塞、制作相對簡單，因此，標(biāo)準(zhǔn)的攪拌一般都帶有夾套；它的缺點是單位體積換熱面積相對較小，換熱面積較難調(diào)節(jié)。蛇管換熱器通常由一組或多組盤繞成環(huán)狀的管道組成，直接放入內(nèi)。它的優(yōu)點是換熱效果較好，單位體積換熱面積大且可根據(jù)情況增減；缺點是占據(jù)內(nèi)有效體積，易堵且清洗困難。當(dāng)夾套換熱器不足以達到換熱效果時，通常在內(nèi)加裝一定數(shù)量的蛇管換熱器。
2、夾套盤管換熱
由半圓形的管道纏繞焊接在的周圍，在其中通入換熱介質(zhì)起到換熱作用。夾套盤管換熱器的優(yōu)點是占體積較小，流體在內(nèi)部速度較高，形成湍流提高換熱速率；缺點是換熱面積小，制作相對較復(fù)雜。
除以上換熱方式外，還有在內(nèi)使用空心擋板，里面通過換熱介質(zhì)起到換熱作用。

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