由于釜內(nèi)設(shè)計(jì)壓力為0.22MPa，選取機(jī)械密封212-90。支撐按JB/T4712.4-2007《容器支座》選擇A4 支座。在對(duì)客戶(hù)之前用的反應(yīng)釜使用過(guò)程中，機(jī)封部分在使用一段時(shí)間后出現(xiàn)微量泄露，在此次設(shè)計(jì)中增加了底軸承來(lái)控制軸的徑向跳動(dòng)，延長(zhǎng)了機(jī)械密封的使用壽命。反應(yīng)釜的爐溫控制實(shí)踐，運(yùn)用常規(guī)PID控制法，可有效控制動(dòng)態(tài)特性，比如溫度慣性大以及容量滯后等。針對(duì)客戶(hù)提出反應(yīng)物料有少量粗化晶粒，在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中特別在內(nèi)筒四周設(shè)置了擋板，增強(qiáng)了攪拌的均勻程度，在之后用戶(hù)反饋意見(jiàn)收到用戶(hù)滿(mǎn)意的評(píng)價(jià)。:從安全的角度出發(fā), 給出反應(yīng)釜頂蓋與筒體焊接, 在一側(cè)開(kāi)人孔的結(jié)構(gòu)。基于開(kāi)人孔的位置悖于常規(guī), 先采用常規(guī)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出頂蓋厚度, 然后分別采用無(wú)力矩理論和有限元軟件ANSYS作了應(yīng)力分析, 給出人孔接管與頂蓋及筒體相貫線(xiàn)上的一系列應(yīng)力分布曲線(xiàn), 并參照J(rèn)B4732— 95《壓力容器分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》作了強(qiáng)度評(píng)定, 結(jié)果表明強(qiáng)度不足。然后采用內(nèi)部貼補(bǔ)強(qiáng)圈的局部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu), 經(jīng)過(guò)二次分析評(píng)定, 強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。并對(duì)設(shè)備的無(wú)損檢測(cè)作了相關(guān)說(shuō)明。

因油加熱反應(yīng)釜傳熱系數(shù)相對(duì)較低,應(yīng)盡可能布置較多的傳熱面。在保持容積不變的前提下, 適當(dāng)減小筒體直徑可以增大傳熱面。雙相不銹鋼是一類(lèi)集耐蝕、高強(qiáng)度和易于加工制造等諸多優(yōu)異性能于一體的鋼種。加熱面與冷卻面的配置簡(jiǎn)單的夾套中, 流體處于自然流動(dòng)狀態(tài), 傳熱情況不良。為了提高給熱系數(shù), 必須增加流體的擾動(dòng), 使流體處于湍流狀態(tài)。常采用的辦法是將夾套做成外蛇管式結(jié)構(gòu), 在夾套中裝設(shè)導(dǎo)流板或擾流噴嘴。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中從某造漆廠(chǎng)了解到, 在高溫及溫變較大的情況下, 不銹鋼半圓蛇管與釜壁因溫差應(yīng)力有焊點(diǎn)開(kāi)焊的現(xiàn)象, 因此, 我們從加工制造角度和安全性考慮, 采用了導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)。

該化工反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)優(yōu)化與改進(jìn)方案是針對(duì)其傳統(tǒng)反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)及其作業(yè)影響，能夠有效解決其化工反應(yīng)中溫度控制困難以及容器內(nèi)部清洗困難等問(wèn)題，從而有效防止化工反應(yīng)釜作業(yè)過(guò)程中超壓及腐蝕等問(wèn)題發(fā)生，確?；どa(chǎn)的安全性。實(shí)驗(yàn)反應(yīng)釜加料口安裝有球鉸式壓蓋和加料漏斗,壓緊力可根據(jù)釜內(nèi)壓力無(wú)級(jí)調(diào)節(jié),以確保加料口的密封。值得注意的是，首先，針對(duì)傳統(tǒng)化工反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)在化工反應(yīng)中攪拌不理想問(wèn)題，通過(guò)在反應(yīng)釜的反應(yīng)腔內(nèi)進(jìn)行兩個(gè)攪拌裝置的增加設(shè)置，并且在每個(gè)攪拌軸上進(jìn)行減速器安裝應(yīng)用，對(duì)攪拌軸的底部還安裝設(shè)置有4層攪拌片，各層之間保持相互垂直狀態(tài)，每層分別有兩片，其攪拌片的角度設(shè)置對(duì)液體流動(dòng)具有較大的適宜性，攪拌片的表面還進(jìn)行了導(dǎo)料孔布置，使兩個(gè)攪拌裝置呈相反方向進(jìn)行攪拌運(yùn)行，以對(duì)原有反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)的攪拌效果進(jìn)行優(yōu)化，以促進(jìn)反應(yīng)腔內(nèi)物料的反應(yīng)更加。

造成反應(yīng)釜腐蝕的根源可歸結(jié)為一點(diǎn), 即物料中含有一定量的Cl- , 特別是含有HCl。含有Cl-的物料一方面會(huì)使金屬發(fā)生晶間腐蝕, 這是由于設(shè)備在制造過(guò)程中焊接及熱變形, 溫度可升到910 ℃以上, 而奧氏體不銹鋼在400 ～ 850 ℃范圍緩慢冷卻時(shí), 在晶界上有高鉻的碳化物Cr23C6 析出, 因此就出現(xiàn)了貧鉻區(qū), 含鉻低于11%的不銹鋼在腐蝕的溶液(含Cl-溶液)中是不抗腐蝕的。若余熱排放過(guò)多，會(huì)使得整體穩(wěn)定性被降低，影響化工產(chǎn)品的質(zhì)量和效益，因此必須做好溫度的有效控制。從表面深入到內(nèi)部, 使金屬失去了強(qiáng)度。另一方面, 含有Cl -的物料有時(shí)還會(huì)導(dǎo)致奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕(是金屬在拉應(yīng)力和腐蝕及一定的溫度的共同作用下所引起的)。