搪玻璃反应釜的设计文献综述

5000L 搪玻璃 F 型反应锅的设计 摘要 本文主要搪玻璃反应釜的特点和国内外研究状况以及搪玻璃 损伤等情况 关键字 搪玻璃 工艺 腐蚀 引言引言 搪玻璃反应锅具有玻璃的稳定性和金属强度的双重优点 是一种优良的耐 腐蚀设备 搪玻璃反应釜必须由有相应压力容器设计资格的单位设计 有相应 压力容器制造证的单位制造 有搪玻璃生产许可证的单位搪瓷 金属胎设计与 制造须符合 GB150 钢制压力容器 标准 搪玻璃符合 HG2432 2001 搪玻璃设 备技术条件 规定 并满足 压力容器安全技术监察规程 要求 综述 1 1 搪玻璃反应釜特点搪玻璃反应釜特点 搪玻璃反应釜俗称搪瓷釜 因其具有独特的优越性 在许多方面替代了不锈 钢 有色金属 塑料等设备 因此对其进行全面系统的了解有重要意义 搪玻璃 设备由含硅量高的玻璃质釉喷涂于金属胎表面 经 920 960 C 多次高温搪烧 使玻璃质釉密着于金属胎表面制成 因此它具有类似玻璃的化学稳定性和金属的 良好机械性能双重优点 1 耐腐蚀性 能耐大多数无机酸 有机酸 有机溶剂及弱碱等介质 尤其在 盐酸 硝酸 王水等介质中具有优良的耐腐蚀性能 2 不粘性 光滑的玻璃面对介质不粘且易清洗 3 绝缘性 适用于介质在生产过程中易产生静电的场合 4 隔离性 玻璃层将介质与金属隔离 使铁离子难以溶入介质 5 保鲜性 玻璃层对介质具有优良的保鲜性能 搪玻璃反应罐是将高二氧化硅的玻璃 经高温灼烧而牢固地结合在金属设备 的内表面上的一种常用化学反应设备 由于其具备玻璃的良好耐腐蚀性和金属 本身高强度的优点而被广泛地应用于化工 农药 医药 染料 食品以及冶金 等行业 压力容器安全技术监察规程 将搪玻璃反应罐列为第二类压力容器 但搪玻璃反应罐又属于高值易耗产品 由于制造 运输 安装 使用 检修不当 极 易使搪玻璃反应罐釉层发生损伤 受目前国内搪玻璃反应罐烧成工艺的限制 搪 玻璃反应罐难以避免地要产生一些制造缺陷 影响产品质量和使用寿命 搪玻璃 设备烧成炉是搪玻璃设备制造工艺的关键设备 2 2 搪玻璃反应罐烧成工艺搪玻璃反应罐烧成工艺 1 国内搪玻璃烧成工艺概况 在大口径搪玻璃制品如反应罐 储罐等的制造中 其内壁的搪玻璃层需要多次进 行高温焙烧 即烧成 目前 国内烧成工艺多采用传统式的中小型燃煤 燃油 燃气室式的隔焰炉 俗称马弗炉 或钟罩式电炉 烧成时 制品置于炉体中央 热 量由制品外壁传导至内壁进行烧成 马弗炉的热效率低 炉温波动大 温度均匀 性差 而钟罩式电炉的体积大 造价高 结构复杂 耗电量大 2 国外搪玻璃烧成工艺概况 国外搪玻璃烧成炉已实现了规格大型化 燃料电气化 控制自动化 结构轻 型化 但造价昂贵 随着搪玻璃行业烧成设备的不断改进和更新 对烧成设备的 热效率 温度的均匀性和快速烧成新工艺提出了更高的要求 实用新型专利 带有可升降辅助加热器的内热式电炉 有效地满足了上述要求 且投资大大降 低 内热式电炉烧成工艺采用的是一种悬挂烧成方式 从搪玻璃反应罐的腔内对 其内壁加热 使其搪玻璃层直接受热辐射加热至 900 左右进行烧成 同时在比 较难以 烧熟 的部位适当辅以辅助外加热器强化加热 从而减少了热损失 提 高了热效率 生产效率和产品质量 整个设备无论在体积 造价和能耗方面均 有较大的降低 3 3 搪玻璃反应釜的破损机理搪玻璃反应釜的破损机理 搪玻璃破损原因有五个方面即机械损伤 热应力损伤 静电荷穿刺 析氢 腐性和气蚀 搪玻璃反应釜的釜体材料是由搪玻璃和低碳钢板复合而成的 即将雄后浇铸 到钢板上搪玻璃反应釜是用含高二氧化硅的玻璃经高温灼烧而将其牢固结合在 金属内表面的设备 其钢制罐体确保了承压能力 罐内涂搪的玻璃衬里使其具有 可靠的耐腐蚀性 广泛应用于化工 石油化工 农药 医药 冶金 食品等各部 门 由于使用条件苛刻 反应釜的搪玻璃衬里易受损破坏 若不及时进行修复 将 造成设备报废 生产无法进行 搪玻璃反应釡的成本一般较高 为降低生产成本 搪玻璃反应釜的修补问题已成了各生产厂家共同关注的课题 1 磨损损伤 生产中选用的铝钒土 铝酸钙 铝粉等粉末状原料 其中不溶于盐酸的杂质 含量较高 在连续快速搅拌反应 10 多个小时的条件下 磨损较大 尤其是搅拌器 以及反应釜内壁中部反应介质局部流动最快的区域 磨损现象最为明显 2 热应力损伤 搪玻璃反应釜的材质是由搪玻璃与钢板组成的 这两种材质的热膨胀系数 延伸率等存在较大的差异 粘结在一起的搪玻璃和壳体钢板 在温度发生变化时 将产生不同的变形 PACS 絮凝剂生产温度达 110 左右 反应操作过程中产生的 热应力必将使搪玻璃受到损伤或破坏 3 静电荷的穿刺 静电荷对搪玻璃的破坏主要基于如下理论 任何一种物质 绝缘体或导体 与 一绝缘体互相接触 分开时在其界面上产生静电荷 所产生的电荷数量和极性与 这两种接触材料的介电常数 电导率 厚度 接触的紧密度以及分离时的速度 有关 由于釜内是生产 PACS 絮凝剂 悬浮物与搪玻璃产生强烈的摩擦 同时悬浮 物自身也相互摩擦 结果产生大量的静电荷 高的静电势对搪玻璃产生强烈的穿 刺作用 导致搪玻璃发生点蚀 4 析氢腐蚀 搪玻璃反应釜的夹套或盘管在使用一段时间后结垢和生锈 将会导致金属发 生析氢腐蚀 其机理如下 阳极反应 Fe Fe2 2e 阴极反应 2H 2e H2 二者在同一腐蚀电位 Ecorr 下以同一腐蚀电流 Icorr 腐蚀速度 均匀地在 整个金属表面上反应 当氢气积聚到一定程度形成一定压力时 搪玻璃就会发生 类似鱼磷状破裂 参考文献 1 HG 2432 2001 搪玻璃设备技术条件 S 2 李玮 易树春 一台立式底搅拌反应釜的结构设计 J 中国井矿盐 2004 4 38 40 3 陈小红 黄兴红 顾其俊 搪玻璃反应釜应用 J 化工装备技术 第 28 卷第 5 期 2007 4 郑会娥 浅谈球罐的焊接施工 J 焊接 2008 9 65 66 5 化工厂机械手册 化学工业出版社 1989 6 F Schmitt M Funck A Boglea Development and application of m iniaturized scanners for laserbeam micro welding Microsyst Technol 2008 14 1861 1869 7 朱建春等 搪玻璃反应罐制造和修理工艺探讨 化工生产与技术 第七卷第 二期 2000 8 Chun lei Wang Reactor temperature control system of integral separated PID algorithm and simulation Mechanical engineering and automation facto