釜 式 反 应 器的 传 热
? 换热装置
换热装置是用来加热或冷却反应物料，使之符合工艺要求
的温度条件的设备。
其结构型式主要有夹套式、蛇管式、列管式、外部循环式
等，也可用直接火焰或电感加热。
? 夹套式
夹套是套在反应器筒体外面能形成密封空间的容器，既简单
又方便。
夹套的高度取决于传热面积，而传热面积由工艺要求确定。
夹套高度一般应高于料液的高度，应比釜内液面高出 50－
100mm左右，以保证传热。
夹套内通蒸汽时，其蒸汽压力一般不超过 0.6MPa。当
反应器的直径大或者加热蒸汽压力较高时，夹套必须采取加
强措施。分支撑短管加强的, 蜂窝夹套,,冲压式蜂窝夹套，
角钢焊在釜的外壁上夹套。
? 蛇管式
当工艺需要的传热面积大，单靠夹套传热不能满足要求时，或
者是反应器内壁衬有橡胶、瓷砖等非金属材料时，可采用蛇管、插入
套管、插入 D形管等传热。
蛇管浸没在物料中，热量损失少，且由于蛇管内传热介质流速
高，它的给热系数比夹套大很多。
对于含有固体颗粒的物料及粘稠的物料,容易引起物料堆积和挂
料,影响传热效果,
? 列管式
对于大型反应釜，需高速传热时，可在釜内安装列
管式换热器。
? 外部循环式
当反应器的夹套和蛇管传热面积仍不能满足工艺要求，或
由于工艺的特殊要求无法在反应器内安装蛇管而夹套的传热
面积又不能满足工艺要求时，可以通过泵将反应器内的料液
抽出，经过外部换热器换热后再循环回反应器内。
? 回流冷凝式,反应在沸腾下进行或蒸发量大的场合。
? 冷、热源的选择
? 低温冷源的选择
? 冷却用水,水的冷却效果好，最为常用。随水的硬
度不同，对换热后的水出口温度有一定限制，一般不
宜超过 60℃,在不宜清洗的场合不宜超过 50℃,以免
水垢的迅速生成。
? 空气：在缺乏水资源的地方可采用空气冷却，其主要
缺点是给热系数低，需要的传热面积大。
?低温冷却剂
有些化工生产过程采用一般冷却方法难以达到，必须采用特殊的制
冷装置进行人工制冷。
一般多采用直接冷却方式，即利用制冷剂的蒸发直接冷却冷间内的
空气，或直接冷却被冷却物体。制冷剂一般有液氨、液氮等。成本
较高。
有些情况下则采用间接冷却方式，即被冷却对象的热量是通过中间
介质传送给在蒸发器中蒸发的制冷剂。中间介质起传送和分配冷量
的媒介作用，称为载冷剂。常用的载冷剂有三类，即水、盐水及有
机物载冷剂。
? 高温热源的选择
一般的低压饱和水蒸汽加热时最高只能达到 150-160℃,需要更高
温度时则需考虑高温热源的选择问题。化工厂常用的高温热源有以下
几种,
?压力高的饱和水蒸汽
压力可达一至数 MPa，来源有高压蒸汽锅炉、利用反应热的废热
锅炉或热电站的蒸汽透平。
缺点,需高压管道输送蒸汽，费用高，且远距离输送时热损失大。
?高压汽水混合物
个别设备需高温加热时，较经济可行。可用于温度为 200-250℃ 的
加热要求。
?有机载热体
利用某些有机物常压沸点高、熔点低、热稳定性好等特点可
提供高温的热源。它的突出优点是 能在较低的压力下得到较高
的加热温度。
当加热温度在 250℃ 时，可采用液体联苯混合物加热，可有
三种加热方案：自然循环加热法、强制循环加热法、夹套浴热
法。
当加热温度超过 250℃ 时，可采用联苯混合物的蒸汽加热，
根据其冷凝液回流方法的不同，也可分为自然循环与强制循环。
?电加热
是一种操作方便、热效率高、便于实现自控和遥控的一种高温加
热方法。有电阻加热、感应电流加热、短路电流加热三种类型。
?烟道气加热
用煤气、天然气、石油加工废气或燃料油等燃烧时产生的高温烟
道气作热源加热设备，可用于 300℃ 以上的高温加热。缺点是热
效率低，给热系数小，温度不易控制。可用于 300℃ 以上的高温
加热。
?练习
? 适用于粘稠物料的搅拌器是 ________。
A、框式 B、推进式 C、涡轮式 D、桨式
? 对低粘度均相液体混合，应优先选择 ____________搅拌器。
A、螺带式 B、涡轮式 C、桨式 D、推进式
? 对于气 -液分散过程，应优先选择 ____________搅拌器。
A、锚式 B、涡轮式 C、桨式 D、推进式
? 为维持 200℃ 的反应温度，工业生产上常用 _______作载热体。
A、水 B、导生油 C、熔盐 D、烟道气
? 反应器内壁衬有橡胶、瓷砖等非金属材料时，不宜采用夹套式换热。
? 含有固体颗粒的物料及粘稠的物料，不宜采用蛇管式换热器。
? 换热装置
换热装置是用来加热或冷却反应物料，使之符合工艺要求
的温度条件的设备。
其结构型式主要有夹套式、蛇管式、列管式、外部循环式
等，也可用直接火焰或电感加热。
? 夹套式
夹套是套在反应器筒体外面能形成密封空间的容器，既简单
又方便。
夹套的高度取决于传热面积，而传热面积由工艺要求确定。
夹套高度一般应高于料液的高度，应比釜内液面高出 50－
100mm左右，以保证传热。
夹套内通蒸汽时，其蒸汽压力一般不超过 0.6MPa。当
反应器的直径大或者加热蒸汽压力较高时，夹套必须采取加
强措施。分支撑短管加强的, 蜂窝夹套,,冲压式蜂窝夹套，
角钢焊在釜的外壁上夹套。
? 蛇管式
当工艺需要的传热面积大，单靠夹套传热不能满足要求时，或
者是反应器内壁衬有橡胶、瓷砖等非金属材料时，可采用蛇管、插入
套管、插入 D形管等传热。
蛇管浸没在物料中，热量损失少，且由于蛇管内传热介质流速
高，它的给热系数比夹套大很多。
对于含有固体颗粒的物料及粘稠的物料,容易引起物料堆积和挂
料,影响传热效果,
? 列管式
对于大型反应釜，需高速传热时，可在釜内安装列
管式换热器。
? 外部循环式
当反应器的夹套和蛇管传热面积仍不能满足工艺要求，或
由于工艺的特殊要求无法在反应器内安装蛇管而夹套的传热
面积又不能满足工艺要求时，可以通过泵将反应器内的料液
抽出，经过外部换热器换热后再循环回反应器内。
? 回流冷凝式,反应在沸腾下进行或蒸发量大的场合。
? 冷、热源的选择
? 低温冷源的选择
? 冷却用水,水的冷却效果好，最为常用。随水的硬
度不同，对换热后的水出口温度有一定限制，一般不
宜超过 60℃,在不宜清洗的场合不宜超过 50℃,以免
水垢的迅速生成。
? 空气：在缺乏水资源的地方可采用空气冷却，其主要
缺点是给热系数低，需要的传热面积大。
?低温冷却剂
有些化工生产过程采用一般冷却方法难以达到，必须采用特殊的制
冷装置进行人工制冷。
一般多采用直接冷却方式，即利用制冷剂的蒸发直接冷却冷间内的
空气，或直接冷却被冷却物体。制冷剂一般有液氨、液氮等。成本
较高。
有些情况下则采用间接冷却方式，即被冷却对象的热量是通过中间
介质传送给在蒸发器中蒸发的制冷剂。中间介质起传送和分配冷量
的媒介作用，称为载冷剂。常用的载冷剂有三类，即水、盐水及有
机物载冷剂。
? 高温热源的选择
一般的低压饱和水蒸汽加热时最高只能达到 150-160℃,需要更高
温度时则需考虑高温热源的选择问题。化工厂常用的高温热源有以下
几种,
?压力高的饱和水蒸汽
压力可达一至数 MPa，来源有高压蒸汽锅炉、利用反应热的废热
锅炉或热电站的蒸汽透平。
缺点,需高压管道输送蒸汽，费用高，且远距离输送时热损失大。
?高压汽水混合物
个别设备需高温加热时，较经济可行。可用于温度为 200-250℃ 的
加热要求。
?有机载热体
利用某些有机物常压沸点高、熔点低、热稳定性好等特点可
提供高温的热源。它的突出优点是 能在较低的压力下得到较高
的加热温度。
当加热温度在 250℃ 时，可采用液体联苯混合物加热，可有
三种加热方案：自然循环加热法、强制循环加热法、夹套浴热
法。
当加热温度超过 250℃ 时，可采用联苯混合物的蒸汽加热，
根据其冷凝液回流方法的不同，也可分为自然循环与强制循环。
?电加热
是一种操作方便、热效率高、便于实现自控和遥控的一种高温加
热方法。有电阻加热、感应电流加热、短路电流加热三种类型。
?烟道气加热
用煤气、天然气、石油加工废气或燃料油等燃烧时产生的高温烟
道气作热源加热设备，可用于 300℃ 以上的高温加热。缺点是热
效率低，给热系数小，温度不易控制。可用于 300℃ 以上的高温
加热。
?练习
? 适用于粘稠物料的搅拌器是 ________。
A、框式 B、推进式 C、涡轮式 D、桨式
? 对低粘度均相液体混合，应优先选择 ____________搅拌器。
A、螺带式 B、涡轮式 C、桨式 D、推进式
? 对于气 -液分散过程，应优先选择 ____________搅拌器。
A、锚式 B、涡轮式 C、桨式 D、推进式
? 为维持 200℃ 的反应温度，工业生产上常用 _______作载热体。
A、水 B、导生油 C、熔盐 D、烟道气
? 反应器内壁衬有橡胶、瓷砖等非金属材料时，不宜采用夹套式换热。
? 含有固体颗粒的物料及粘稠的物料，不宜采用蛇管式换热器。
