二手蒸汽加热搪瓷反应釜是反应装置的主体设备 。 对反应釜有不同命名方法 。 如前所述, 反应釜可按生产的产品命名为醇酸树脂反应釜、 氨基树脂反应釜、 乳液反应釜等 。 可按所进行的反应,称为醇解釜、酯化釜、聚合釜等。也可按反应温度的高低,称为高温树脂反应釜(150~ 300℃)和低温树脂反应釜(60~150℃)。有的按反应釜加热的方式,称为直接火加热反应釜、 电阻远红外加热反应釜、 工频电感加热反应釜等 。 习惯上多从制造材质上进行分类命名,主要有碳钢反应釜、复合钢板反应釜、不锈钢反应釜和搪玻璃反应釜4类。

二手蒸汽加热搪瓷反应釜由于易生锈和不耐化学介质腐蚀, 又有使反应产物颜色加深的弊病, 现在已基本不用 。 复合钢板反应釜所用复合钢板是由一层不锈钢板和一层碳钢板热轧而成, 它主要用在采用工频电感应加热的场合, 与物料接触的是不锈钢，碳钢层主要用于电感应加热。使用不锈钢反应釜和搪玻璃反应釜。

(1)不锈钢反应釜 制作反应釜的不锈钢大多是铬镍奥氏体型不锈钢,不能淬火强化·无磁性,塑性、韧性、工艺性能及耐腐蚀性能良好。碳含量不大于 0.03%的超低碳不锈钢还有很好的抗晶间腐蚀性能 。 含钼的奥氏体型不锈钢在有机酸和某些还原性酸中有更好的耐蚀性 。制作反应釜的不锈钢热轧钢板,其主要牌号为 OCr19Ni9和 OCr18Ni12Mo2,相当于进口钢材牌号304和316。不锈钢反应釜坚固耐用, 既可用于制造高温树脂反应釜, 也可以用于制造低温树脂反应釜 。 它具有下列特点 。

①不锈钢的力学性能好, 只要设计合理, 可承受较高的工作压力, 也可承受加料时小块固体物料的冲击。

②耐热性能好,工作温度范围广(-196~600℃)。在较高温度下不会氧化起皮,可用于直接火加热。 .

③具有很好的耐腐蚀性能, 不生锈 。

④ 传热效果比搪玻璃反应釜好, 升温和降温的速度较快。

⑤有良好的加工性能, 可按工艺要求, 制成各种不同形状和结构的反应釜 。 还可以将釜壁打磨抛光,使放料时不挂料,也便于清洗。不锈钢反应釜的缺点是价格高, 比搪玻璃反应釜要贵很多 。 此外在耐腐蚀性能方面也有局限性,如在接触卤族元素(氟、氯、溴等)时会产生晶间腐蚀,因此,不锈钢反应釜不能在有卤族元素介质存在的情况下工作 。

(2)搪玻璃反应釜 搪玻璃反应釜俗称搪瓷反应釜或搪瓷釜,是将含有二氧化硅的玻璃质釉涂于低碳钢制成的容器表面,经高温(约8oo~9oo℃)烧结而成。形成的搪玻璃衬里耐腐蚀性能好, 能耐一般无机酸、有机酸、弱碱液(≤60℃, pH≤12)、有机溶剂等介质的腐蚀,但不耐氢氟酸、高浓度强碱及温度高于180℃的浓磷酸的腐蚀。此外,搪玻璃衬里硬度高.耐磨,像玻璃一样光滑,不易黏附物料,容易清洗。

但是, 由于搪玻璃反应釜毕竟是用两种不同物理性能的材料复合而成, 且玻璃釉质脆性大, 因此它在耐压、 耐温、 抗机械冲击等方面还是有许多不足之处 。

①允许工作压力有限制 一般釜内为 0. 2MPa(轴封为软填料密封)或 0.39~1MPa (轴封为单端面或双端面机械密封) , 夹套为 0. 59MPa。 由于搪玻璃设备的法兰密封及轴封的严密程度要比非搪玻璃设备差 (因烧结时变形所致) , 所以它也不宜用于真空度大于80kPa 的工作场合 。

②允许工作温度有限制 通常只能在200℃以下使用。

③温度急剧变化时, 瓷釉层可能出现破损 按中国国家标准, 搪玻璃设备的耐温差急变性数值是:冷冲击不大于110℃,热冲击不大于120℃。

④瓷釉层很脆,抗机械冲击能力很低 要严防重物、工具掉落釜中,在安装搅拌器时要防止由于转向不对而脱扣坠落 。 不许碰撞或锤击搪玻璃设备 。

⑤传热较慢, 而且导电性差 物料在釜内运动时容易造成静电荷的积聚 。 因此, 必须采取有效的防静电措施。基于上述缺点, 搪玻璃反应釜主要适用于较低温度下反应的树脂生产, 如氨基树脂、 乳液, 以及反应介质呈酸性的情况下。

2. 反应釜的结构

( 1 ) 概述

反应釜从形式上有敞开式和密闭式之分 。 敞开式反应釜结构比较简单·由筒体和筒底(下封头) 组成, 一般装有活动釜盖, 传动和搅拌装置为可移动式。在树脂、漆料生产中,除个别品种外,现在广泛使用密闭式反应釜。 除特殊注明外, 下面讨论的反应釜就指密闭式反应釜。这两部分可由多个不同专业生产厂分工制造, 然后进行组装, 以达到优质、 高效、 降低成本的目的。

反应釜的主体由筒体和釜底(下封头)、釜盖(上封头)组成,其传热结构是外有夹套、 内有蛇管。 利用导热油进行加热和冷却 。 釜盖上安装传动装置和轴封装置, 它们带动搅拌器运转并防止轴封处泄漏。 釜盖上设置人孔、 视镜、加料孔、出气孔、取样孔及温度计孔等。支座、放料阀及保温层 。

(2) 筒体与封头 除了直径很小时用无缝钢管做筒体的情况外, 容器公称直径是指筒体的内径。 其数值多为100mm的整数倍,可按有关标准选取。筒体大多用钢板卷成圆筒. 再焊接而成。 反应釜筒体的高度与内径的比值称为长径比,通常推荐值约为1~1. 3。 它与反应釜容积大小及产品品种等因素有关。 不同的加热方式, 也对反应釜的长径比提出了不同的要求。如用直接火加热釜底,要求釜底面积大些,则长径比要稍小。 如果需要通过筒体部分加热的, 长径比需要大些。

反应釜的封头主要有椭圆形封头和蝶形封头两种 。 碟形封头是一种带圆弧折边的球形封头。 碟形封头的深度较椭圆形封头浅, 如目前国内标准的碟形封头 R, = T, r=0.15T,其曲面高度 h,=0.226T。它的受力情况比椭圆形封头略差。椭圆形封头为半个旋转椭球面再加上一段直边 。 由于椭圆曲线的曲率变化是连续的, 所以受力情况较好。 国内标准椭圆形封头取长轴与短轴之比为2, 也就是封头曲面高度等于封头内径的1/4, 目前国内这两种封头的直边高度 fi2依据封头直径选取。封头直径 T≤2m, h2取25mm; T>2m, h2取40mm。

不同用途的反应釜,釜盖开孔数量不同。反应釜盖的开孔配置, 也随釜盖直径的大小及出料方式的不同而有差异。如釜盖直径较小,布孔位置不足,可一孔多用。 如在人孔盖上设视镜; 在进料孔上设置一个水平总管, 供几种原料管路并联连接等 。 若布孔位置富余, 为操作方便, 除人孔外可再设置手孔 。 对直接火加热的反应釜,为安全计,都不在釜底开孔接管,出料采用一 个插底管, 利用真空或气压从釜盖上出料 。 取样大多用插人液面下的取样管借助真空取样, 也有从釜体下部侧壁取样的 。 因为温度控制特别重要, 一般留两个管孔, 可装两支不同的温度计。

反应釜的筒体与釜底 (下封头) 都是焊接的, 所有内部的焊缝都要打磨, 以免挂料 。 筒体与釜盖(上封头) 的连接, 常用两种方式一法兰连接和焊接 。 法兰连接的釜盖可拆开, 便于反应釜的检查、 清洗和检修, 但其制造成本高, 增加了泄漏的可能性 。 而且若长期不拆卸, 螺栓、 螺母都锈住了, 拆卸起来很困难。 所以一般只推荐在小容积(≤3m3 ) 的反应釜中使用 。

现在不用大法兰的焊接式反应釜使用较普遍。 由于没有大法兰, 釜盖上必须开设人孔, 以便检修。 搅詳器如不能通过人孔装卸, 应制成可拆卸式结构 。 人孔应是带回转盖的快开结构, 开启轻便, 以方便工人操作, 减轻体力劳动强度 。

3. 反应釜的传热结构

反应釜中物料在反应过程中要吸热或放热, 有时还要反复进行 。 反应釜作为传热容器, 使外来热源传入以加热物料, 或使物料的热能用热载体吸收以冷却物料 。 依据热源不同, 反应釜釜体可设计成不同形式。

反应釜加热有两种形式, 即直接加热和间接加热。 直接加热, 如燃料燃烧的直接火加热、 电阻远红外加热或工频电感加热, 都是直接对釜底和筒体进行加热 。 间接加热, 使用气相或液相热载体对反应釜进行加热. 如蒸汽加热和导热油加热。 间接加热的反应釜, 就要设置各种形式的传热结构 。 釜体外部的是普通夹套和半管夹套, 釜体内部常用蛇管 (盘管) 。 为了增加传热面积, 有的釜内设置了传热挡板 。 这些传热结构, 如通人冷却水等冷却介质, 即可用于冷却 。