反應(yīng)罐是一種實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過(guò)程的設(shè)備,廣泛應(yīng)用于化工、煉油、冶金等領(lǐng)域。反應(yīng)器用于實(shí)現(xiàn)液相單相反應(yīng)過(guò)程和液液、氣液、液固、氣液固等多相反應(yīng)過(guò)程。
反應(yīng)罐的應(yīng)用始于古代,制造陶器的窯爐就是一種原始的反應(yīng)器。近代工業(yè)中的反應(yīng)器形式多樣,例如:冶金工業(yè)中的高爐和轉(zhuǎn)爐;生物工程中的發(fā)酵罐以及各種燃燒器,都是不同形式的反應(yīng)器。
多數(shù)反應(yīng)有明顯的熱效應(yīng)。為使反應(yīng)在適宜的溫度條件下進(jìn)行,往往需對(duì)反應(yīng)物系進(jìn)行換熱。換熱方式有間接換熱和直接換熱。間接換熱指反應(yīng)物料和載熱體通過(guò)間壁進(jìn)行換熱,直接換熱指反應(yīng)物料和載熱體直接接觸進(jìn)行換熱。對(duì)放熱反應(yīng),可以用反應(yīng)產(chǎn)物攜帶的反應(yīng)熱來(lái)加熱反應(yīng)原料,使之達(dá)到所需的反應(yīng)溫度,這種反應(yīng)器稱(chēng)為自熱式反應(yīng)器。
按反應(yīng)過(guò)程中的換熱狀況,反應(yīng)器可分為:
①等溫反應(yīng)器 反應(yīng)物系溫度處處相等的一種理想反應(yīng)器。反應(yīng)熱效應(yīng)極小,或反應(yīng)物料和載熱體間充分換熱,或反應(yīng)器內(nèi)的熱量反饋極大(如劇烈攪拌的釜式反應(yīng)器)的反應(yīng)器,這樣可近似看作等溫反應(yīng)器。
②絕熱反應(yīng)器 反應(yīng)區(qū)與環(huán)境無(wú)熱量交換的一種理想反應(yīng)器。反應(yīng)區(qū)內(nèi)無(wú)換熱裝置的大型工業(yè)反應(yīng)器,與外界換熱可忽略時(shí),可近似看作絕熱反應(yīng)器。
③非等溫非絕熱反應(yīng)器 與外界有熱量交換,反應(yīng)器內(nèi)也有熱反饋,但達(dá)不到等溫條件的反應(yīng)器,如列管式固定床反應(yīng)器。
換熱可在反應(yīng)區(qū)進(jìn)行,如通過(guò)夾套進(jìn)行換熱的攪拌釜,也可在反應(yīng)區(qū)間進(jìn)行,如級(jí)間換熱的多級(jí)反應(yīng)器