HY-ZJT-01连续生产动态管式反应器

反应器广泛应用于化工、制药等领域，一般用于固液多相混合操作。即使在高温高压环境下，在工作过程中也会出现许多问题，如混合效果差或轴端密封失效。针对这些问题，有必要对反应器搅拌轴密封方法的优化进行研究。对卧式反应器搅拌轴的密封结构进行了分析，希望能为反应器搅拌轴密封结构的优化提供参考。

卧式反应器搅拌轴的特点:受力复杂，搅拌轴水平放置在设备中，搅拌轴需要承受自身重量和附着在轴上的物料的径向载荷，使轴产生一定的偏转;介质复杂，一般为气、液、固多相混合物。综上所述，卧式反应器搅拌轴的密封结构需要考虑更多的因素来保证其密封性能。

密封的基本原理。为了达到隔离密封空间或防止泄漏的目的，一般的密封方法大致可分为以下几类:

1)减少密封，少使用密封连接。

2)增加泄漏通道内的流动阻力，如在通道内增加许多齿或槽，以增加泄漏时的阻力;对于密封垫片，增加垫片的宽度，增加垫片的密封比压力，以增加泄漏阻力。

3)堵塞或隔离泄漏通道，如采用各种垫片进行静态密封，采用软填料密封进行动态密封等。

4)永久性或半永久性连接，如焊接或使用粘合剂等。

5)在通道内增加因流体泄漏而产生背压的工作元件，抵消因泄漏而产生的压差，防止介质泄漏，如离心密封等。

6)引注，将泄漏流体引导回吸力侧，如泵送密封，或将对密封流体无害的流体注入密封腔内，防止被密封流体泄漏，如氮气密封。

7)组合密封是指将两种或两种以上的密封方法结合起来，以达到更好的密封效果。

2密封分类及应用特点

对于密封件，在保证良好密封性能的前提下，还要求安全可靠，使用寿命长，结构简单，成本低，维修方便。由于密封件易受损，也应保证其互换性。根据连接表面的状态，密封件可分为两类:静态密封和动态密封。静密封的密封部分是静态的，如管道法兰和压力容器盖的密封，而动密封的密封部分是相对运动的。

根据不同的工况，一般轴封可采用液体密封、法兰密封、填料密封、机械密封等密封方式。以某工程水解反应器为例。该设备主要在亚临界水解条件下将有机废物转化为固体燃料。本设备为卧式混合反应容器，属于高温高压工况。介质为固液两相混合物，对搅拌轴的密封性要求较高。

该设备可采用填料密封，在轴与壳体之间填充填料(俗称填料)，用压盖和螺杆加压，以堵塞泄漏通道，达到密封的目的，其基本结构如图1所示。密封的优点是结构简单，价格便宜，加工方便，安装拆卸方便，缺点是填料和搅拌轴随着时间的推移，会有一定的磨损，导致材料和功率消耗较大，并且需要定期维护。

1-填料；2-转轴；3-填料函；4-压盖；5-液封环

图1 填料密封基本结构

也可采用机械密封，也称端面密封，主要用于旋转轴动密封，典型的机械密封见图2。

1-紧钉螺钉；2-弹簧座；3弹簧；4-轴；5-动环；6-动环密封圈；7-静环；8-防转销；9-静环密封圈；10-压盖

图2 机械密封基本结构

与填料密封相比，机械密封性能可靠，泄漏量小(约为填料密封的1%)，能耗低(约为填料密封的30%)，使用寿命长，能适应高温、高压、强腐蚀性介质等恶劣条件下的密封要求，但缺点是成本高。

对于卧式反应器，选择合适的密封结构，并对密封结构进行一定程度的优化，提高其密封性能，不仅可以减少材料损耗，改善运行环境，有效提高设备的工作效率，还可以降低维护成本，对安全环保具有一定的意义。

应用案例1：三相催化

该反应器最大搅拌速度为1500 rpm。最佳内径在 40 至 60 毫米之间，长度可定制，在 200 至 800 毫米之间。

图1. 三相反应器实图

图 2. 邻甲酚氢化为邻甲基环己醇

应用案例2：乳品废水处理

中试多区水平流反应器（a）示意图，（b）照片。 1——进水； 2——废水； 3—污泥再循环； 4—搅拌叶片； 5—隔热； 6—膜组件； 7——压力表； 8—沼渣； 9——齿轮电机； 10——取样口； GM——微波发生器； GU——超声波发生器。

设计参数：总长度—4.0 m，总直径—0.3 m，总截面积—0.070 m2，工作截面积—0.063 m2，填充高度—0.25 m，总体积—0.28 m3 ，工作体积—0.25 m3

应用案例3：石墨废物处理

卧式螺杆反应器通过气化石墨颗粒表面上的放射性碳以及石墨基体的一部分来净化放射性石墨废物。

图 1. (a) 卧式螺杆反应器示意图。 (b) 卧式螺杆反应器尺寸

卧式螺杆反应器具有由隔热材料体分开的三个加热区和单个旋转螺杆，可热气化在 373 K 下干燥的石墨颗粒。反应器长度 L、反应器管直径 D 和螺距 Lp 分别为 0.5、0.022 和 0.016m。

应用案例4：小试液-液反应器

如下图所示：小试液-液反应器（额定压力 40 bar），两相通过塔底部入口处的 T 形件泵送，混合物通过一个小开口在塔的每个区域（或室）之间流动，转化率随着每个连续阶段的增加而增加，反应时间（在反应器内的停留时间）通过进料的流速来控制。

下图为带顶置搅拌器(a，b)和搅拌器(c)的反应器。搅拌器直径28 mm，每个分隔腔高度/直径为0.6，腔室数量为13，腔室通过三个支架来固定。多层搅拌器安装在穿过板中心的轴上，并连接到顶置的磁力耦合搅拌器，确保了每个腔室的高效混合。

应用案例5：木质素热解反应

1.料斗；2.进料阀;3.电机;4.加热器;5.输料螺杆；6.隔热环；7.滤网；8.安全阀；9.预热器；10.热解气裂解器；11.换热器；12.油气分离器；13.储油罐；14.套管冷凝器；15.三相分离器；16.轻油收集罐；17.储水罐；18.盘管冷凝器；19.气体流量计；20.热解气燃烧器；21.控制系统；22.进水口；23.斜螺旋；24.循环水套筒25.出水口；26.集炭箱

技术参数

应用案例6：用于生物质热解

本设备的应用是将木质纤维素、农业废弃物等转化为清洁能源。

上图为50kg螺杆式生物质连续热解反应器，最高使用温度为600℃，不锈钢材质。反应器的长度、内径以及螺杆的转速取决于生物质的停留时间。

应用案例7：用于木质素热解

本设备的应用是将木质纤维素、农业废弃物等转化为清洁能源。

上图为20kg/小时的连续螺杆式热解反应器。反应器温度PID控制器，5个加热区分区控温。

航烨能源公司专注于卧式搅拌技术的研发与生产，其搅拌轴设计先进，机械密封性能卓越，确保生产过程的高效稳定。此外，公司在中间体生产领域也有深厚的积累，尤其擅长处理高粘度物料。管式反应器和微通道反应器作为公司的核心产品，以其高效、节能的特点赢得了市场的广泛认可。航烨能源公司始终致力于为客户提供专业的技术咨询和优质服务，是行业内值得信赖的专业生产厂家。