設(shè)備工藝設(shè)計-文庫吧
2025-02-08 01:17 本頁面
【正文】 裝臵為可移動式。密封式反應釜由釜蓋（上封頭）、筒體與筒底組成。在釜蓋上安裝傳動和密封裝臵，以連接攪拌裝臵，并設(shè)臵人孔、視鏡、溫度計孔、取樣裝臵及各種接管、閥門等。根據(jù)生產(chǎn)品種和加熱方式裝配不同的釜內(nèi)和釜外傳熱裝臵，在筒底大多有出料閥。圖 2為生產(chǎn)醇酸樹脂的密封式反應釜結(jié)構(gòu)示意圖。 圖 2 醇酸樹脂反應釜（熱載體加熱） １－減速機（帶電機）；２－機架；３－填料箱；４－上封頭；５－打沫翅；６－夾套； ７－攪拌軸；８－蛇管；９－攪拌器；１０－筒體；１１－下封頭 不同用途的反應釜開孔數(shù)量不同，例如醇酸樹脂釜蓋開孔至少有 10個，圖 3為釜蓋開孔示意圖。 圖 3 反應釜釜蓋開孔示意圖 １－人孔；２－惰性氣體通入口；３－回流液入口；４－溫度計；５－投光孔； ６－視鏡；７－排空或安全閥接口；８－攪拌軸（軸封）；９－蒸汽出口； １０－取樣孔；１１－加料口 ?反應釜釜蓋的開孔配臵，也隨釜蓋直徑的大小、出料方式的不同而略有差異。如釜蓋直徑較小，布孔布臵不足，有的可一孔多用，如在人孔蓋上設(shè)視鏡；在一個進料口上設(shè)臵一個水平總管，供幾種原料管路并聯(lián)連接；若布孔位臵富余，為了減少打開人孔的次數(shù)并減輕勞動強度，有的反應釜另外開設(shè)手孔；直接火加熱的反應釜，從安全角度考慮，都不在釜底接管，出料采用一個插底管，大多利用抽真空的方法從釜蓋上出料；取樣則大多利用插入液面下的取樣管用真空取樣，也有從釜體下部側(cè)面取樣的。 ?反應釜的壁厚，隨反應釜的容積增大而增加，如釜徑 1m以下的不銹鋼的筒體壁厚為 34mm；釜徑 2m以上時，則最低壁厚為 810mm。具體尺寸依據(jù)反應釜操作情況而定。釜底厚度一般要比筒體為大。例如 12m3以熱載體加熱的醇樹脂反應釜的釜底厚度為 20mm，筒體厚度為 16mm。 ?反應釜筒體的長徑比（ H/D）通常在 1~，依據(jù)反應釜容積的大小而有變化。如一般樹脂反應釜容積在 12m3以下時，長徑比通常在 ,若容積增大至 20m3以上，由于需要的傳熱面積增大，因而長徑比通常要增大 ~。此外，根據(jù)生產(chǎn)品種不同，反應釜的長徑比也有差別。 ?一般不銹鋼反應釜的釜蓋和釜底多采用標準的橢圓形封頭，如圖 4所示。 圖 4 橢圓形封頭 T－封頭內(nèi)徑； h１ －直邊高度； h２ －曲面高度；Ｓ－厚度 反應釜的傳熱裝臵 ?反應釜中物料在反應過程中要吸熱或放熱，有時還要反復進行。反應釜作為傳熱容器，使外來熱源傳入物料以加熱物料，或使物料的熱能用熱載體吸收以冷卻物料。依據(jù)熱源不同反應釜釜體可設(shè)計成不同形式。 ?為反應釜物料提供熱源有兩種形式，即直接加熱和間接加熱。如用燃料燃燒的直接火焰、電阻或電感應等直接加熱發(fā)方式對反應釜加熱時，反應釜釜體多為單層圓筒形容器，由金屬板材制成。用氣相或液相熱載體對反應釜間接加熱，釜體就有各種型式的傳熱裝臵。釜體外部最常用的是平滑夾套和螺旋盤管夾套；釜體內(nèi)部常用浸入式熱交換盤管（蛇管）。為了增加傳熱面積，有的釜內(nèi)設(shè)臵了傳熱擋板。 平滑夾套 ?在筒體和筒底底裝設(shè)平滑的夾套是間接方式最通用的傳熱設(shè)施，也叫整體夾套或簡稱為夾套，適用于液態(tài)或氣態(tài)的各種熱載體加熱反應釜中物料。 ?通常，平滑夾套設(shè)計的高度為筒體高的 右，相當于反應釜的裝料系數(shù)的下限。容積１ m3以下的反應釜，夾套的寬度一般在５０ mm左右；３ m3以上反應釜，約為７５ mm；１０ m3反應釜夾套約寬１００ mm。 ?在夾套內(nèi)通入氣態(tài)或液態(tài)熱載體，筒體承受外來壓力，帶夾套的筒體要按外壓容器考慮，厚度要經(jīng)過計算。在操作中要注意控制夾套內(nèi)的壓力不超過設(shè)計規(guī)定值，否則筒體可能被壓癟。 ?原則上釜內(nèi)裝料高度應超過夾套高度，以避免形成“干燒”，使釜內(nèi)物料出現(xiàn)局部過熱和結(jié)焦現(xiàn)象。為了適應反應物料不同的液面高度，同時也便于調(diào)節(jié)加熱速度，可將夾套設(shè)計成２～３段。對于原料分段加入的反應釜，例如醇酸樹脂反應釜，可避免器壁反應物過熱。經(jīng)驗表明，夾套位臵適當降低較好，設(shè)計成兩段是比較恰當?shù)摹? ?另外，為了提高加熱效率，需要提高熱載體在夾套內(nèi)的流速，以提高夾套側(cè)流體的給熱系數(shù)，并防止流體從進口走“短路”直達出口，形成部分“死角”，有必要在夾套中間設(shè)臵螺旋導板，螺旋導板與夾套壁的間隙要小些，以減少熱載體從間隙處通過的流量。 ?為了減少由于筒壁與夾套壁溫度不同而產(chǎn)生的溫差應力，常在高溫樹脂反應釜的上部夾套中設(shè)臵膨脹節(jié)，底部夾套由于封頭有一定的補償能力，不再設(shè)臵膨脹節(jié)。 螺旋盤管夾套 ?在反應釜筒體釜底焊接整管、半管或成型軋材的螺旋盤管式夾套，是近年來通行的釜體外部傳熱裝臵，其中以半管式應用為廣泛。 ?螺旋半管夾套有３個特點： ?可以減少筒體和封頭的壁厚，節(jié)省金屬材料。由于蒸汽或?qū)嵊偷葻彷d體都有一定壓力，夾套反應釜按外壓容器計算，所以筒體和封頭壁厚較大。而半管式反應釜，由于半管尺寸小，加上筒體和封頭上焊了較多螺旋半圓管，大大增加了剛性和承壓能力，不必按外壓容器計算，壁厚大大減小。例如同樣為１２ m3的醇酸樹脂反應釜，夾套式反應釜筒體的名義壁厚為１６ mm，釜底為２０ mm；而半管式反應釜的筒體和釜底的名義壁厚僅為１０ mm。 ?提高傳熱效率 由于半管截面積小，熱載體流速大，所以給熱系數(shù)也大，提高了傳熱效率。適合于液態(tài)熱載體對反應釜的加熱。 ?節(jié)約能量 半管的總?cè)莘e比夾套的總?cè)莘e小得多，以１２ m3樹脂反應釜為例，夾套的總?cè)莘e為 ，而半管總?cè)莘e僅為 ，兩者相差８倍。樹脂反應釜在生產(chǎn)過程中，要不斷進行升溫和降溫，夾套容量大，在反復升溫、降溫過程中，就要多消耗一些能量。 ?但半管反應釜也有不足之處；它的制造難度大，所以雖然節(jié)省一些材料，但因制造費工，設(shè)備總造價還是與夾套反應釜相近。其次，半管式反應釜焊縫太多，焊接質(zhì)量難以保證，加上溫差應力的影響，半管焊縫泄漏的可能性和幾率比夾套大得多。使用過程中有發(fā)生過焊縫泄漏事故的實例。在實踐中發(fā)現(xiàn)需要反復進行加熱和冷卻的反應釜，泄漏嚴重，而只進行加熱、不需要強制冷卻的反應釜，在制造質(zhì)量較高情況下很少出現(xiàn)泄漏。 ?因此，半管式反應釜最適宜用于液相熱載體加熱和冷卻的低溫樹脂反應釜和只作加熱用的高溫樹脂反應釜。 浸入式傳熱裝臵 ?為了加大傳熱面積，加快升、降溫速度，不論夾套釜或半管釜，都可以在釜內(nèi)設(shè)臵浸入式熱交換裝臵。一般反應釜容量大于６ m3時，就要考慮加浸入式盤管。盤管有單排式和雙排式等。以分段設(shè)臵為宜。盤管設(shè)臵數(shù)量按工藝要求而定。盤管設(shè)計成能經(jīng)受較高的壓力，其制造質(zhì)量應經(jīng)嚴格的檢驗，以防
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