搪瓷反應罐

搪瓷反應罐常用於石油化工、橡膠、農藥、染料、醫藥等行業，用以完成磺化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過程，以及有機染料和中間體的許多其它工藝過程的反應設備。低壓反應釜，一般是指1.6MPa以下的反應釜。由於工藝條件和介質的不同，反應釜的材料選擇及結構也不盡相同，但基本組成是相同的，它包括傳動裝置、傳熱和攪拌裝置、釜體（上蓋、筒體、釜底）、工藝接管等。設備的外觀尺寸，一般取反應釜有效高度Hgz/反應釜內徑Di=1.0~1.2，如果Hgz/Di>1.5，則需增設槳葉數。槳葉直徑di通常取1/3/Di，上、下槳葉的間距應略大於槳徑。在設備的結構上設置必要的傳熱和攪拌裝置是為了強化反應過程。反應釜體普遍採用鋼製（或襯裡）、鑄鐵或搪玻璃。

反應釜所用的材料、攪拌裝置、加熱方法、軸封結構、容積大小、溫度、壓力等各有異同、種類很多，它們的基本特點分述如下：一、結構

反應釜結構基本相同，除有反應釜體外，還有傳動裝置、攪拌和加熱（或冷卻）裝置等，可改善傳熱條件，使反應溫度控制得比較均勻，並不強化傳質過程。

二、操作壓力

反應釜操作壓力較高。釜內的壓力是化學反應產生或由溫度升高而形成，壓力波動較大，有時操作不穩定，突然的壓力升高可能超過正常壓力的幾倍，因此，大部分反應釜屬於受壓容器。

三、操作溫度

反應釜操作溫度較高，通常化學反應需要在一定的溫度條件下才能進行，所以反應釜既承受壓力又承受溫度。獲得高溫的方法通常有以下幾種：

1、水加溫

要求溫度不高時可採用，其加熱系統有敞開式和密閉式兩種。敞開式較簡單，它由循環泵、水槽、管道及控制閥門的調節器所組成，當採用高壓水時，設備機械強度要求高，反應釜外表面焊上蛇管，蛇管與釜壁有間隙，使熱阻增加，傳熱效果降低。

2、蒸汽加熱

加熱溫度在100℃以下時，可用一個大氣壓以下的蒸汽來加熱；100~180℃範圍內，用飽和蒸汽；當溫度更高時，可採用高壓過熱蒸汽。

3、用其它介質加熱

若工藝要求必須在高溫下操作或欲避免採用高壓的加熱系統時，可用其它介質來代替水和蒸汽，如礦物油（275～300℃）、聯苯醚混合劑（沸點258℃）、熔鹽（140～540℃）、液態鉛（熔點327℃）等。

4、電加熱

將電阻絲纏繞在反應釜筒體的絕緣層上，或安裝在離反應釜若干距離的特設絕緣體上，因此，在電阻絲與反應釜體之間形成了不大的空間間隙。

前三種方法獲得高溫均需在釜體上增設夾套，由於溫度變化的幅度大，使釜的夾套及殼體承受溫度變化而產生溫差壓力。採用電加熱時，設備較輕便簡單，溫度較易調節，而且不用泵、爐子、煙囪等設施，開動也非常簡單，危險性不高，成本費用較低，但操作費用較其它加熱方法高，熱效率在85%以下，因此適用於加熱溫度在400℃以下和電能價格較低的地方。

四、攪拌結構

在反應釜中通常要進行化學反應，為保證反應能均勻而較快的進行，提高效率，通常在反應釜中裝有相應的攪拌裝置，於是便帶來傳動軸的動密封及防止泄漏的問題。

五、反應釜的工作

反應釜多屬間隙操作，有時為保證產品質量，每批出料后都需進行清洗；釜頂裝有快開人孔及手孔，便於取樣、測體積、觀察反應情況和進入設備內部檢修。

化工生產對反應釜的要求和發展趨勢

1、大容積化，這是增加產量、減少批量生產之間的質量誤差、降低產品成本的有效途徑和發展趨勢。染料生產用反應釜國內多為6000L以下，其它行業有的達30m³；國外在染料行業有20000～40000L，而其它行業可達120 m³。

2、反應釜的攪拌器，已由單一攪拌器發展到用雙攪拌器或外加泵強制循環。國外，除了裝有攪拌器外，尚使釜體沿水平線旋轉，從而提高反應速度。

3、以生產自動化和連續化代替笨重的間隙手工操作，如採用程序控制，既可保證穩定生產，提高產品質量，增加收益，減輕體力勞動，又可消除對環境的污染。

4、合理地利用熱能，選擇最佳的工藝操作條件，加強保溫措施，提高傳熱效率，使熱損失降至最低限度，餘熱或反應后產生的熱能充分地綜合利用。熱管技術的應用，將是今後發展的方向。

搪瓷罐是將含硅量高的瓷釉噴塗到低碳鋼胎表面，經900 oC左右的高溫焙燒，使瓷釉密著於金屬鋼胎表面而形成，由於這兩種材料的機械性能和物理性能各不相同，因此搪瓷罐的破損原因也多樣，一般有以下幾種原因：

（一）機械損壞

搪瓷抗衝擊力非常差，任何金屬、硬物對其進行撞擊均會導致搪瓷破損。因此搪瓷罐使用過程中嚴防任何金屬、硬物掉進罐內，如遇堵料，必須用塑料棒疏通，檢修時蓋好鍋蓋，嚴防焊渣熔化瓷面出現小坑或爆瓷。複製和轉載請註明出處：美嘉華新浪博客

（二）熱應力損壞

搪瓷罐經900℃高溫焙燒，冷卻后搪瓷與鋼板粘結在一起。由於搪瓷的線膨脹係數和延伸率小於鋼板，因此冷卻后搪玻璃的變形量小於鋼板的變形量，搪瓷受到鋼板的約束產生壓應力。搪瓷罐製成后，其搪玻璃即存在預壓縮應力，而鋼板則存在預拉伸應力。由於預應力與線膨脹係數和延伸率相關，線膨脹係數和延伸率與溫度又密切相關，因此搪瓷罐的工作溫度對搪瓷罐的使用影響很大。如果因溫度變化大而使搪瓷產生的應力超過其使用應力，搪瓷將被破壞。因此搪瓷罐搪瓷層遇冷、熱急變，極易爆瓷。因此搪瓷罐有耐溫限制：溫度 200℃，耐溫急變：冷衝擊<1IO~C，熱衝擊<120℃。投料時物料溫度與罐體溫差太大以及升溫時蒸汽過猛、降溫太急也能導致爆瓷。因此搪瓷罐在使用中升、降溫要緩慢、均勻，分級冷卻。

（三）加工應力損壞

在罐體加工過程中，由於捲筒、衝壓、焊接產生大量的內應力，這些應力在搪瓷前應徹底消除，如消除不徹底會導致搪瓷爆瓷。這種損壞往往發生在投入使用后的頭三個月。所以對胚體進行熱處理或時效處理能防止爆瓷。複製和轉載請註明出處：美嘉華新浪博客

（四）靜電穿刺

搪瓷罐內攪拌帶有懸浮物的液體，懸浮物與搪瓷強烈的磨擦，同時懸浮物自身也產生磨擦，這樣就產生大量的靜電荷，高的靜電荷對搪瓷產生強烈的穿刺作用，從而導致搪瓷點蝕，因此攪拌轉速不宜太快。

（五）析氫腐蝕

搪瓷罐的夾套在使用一段時間後會結垢和生鏽，如果使用酸性除垢劑清除污垢或夾套中的冷卻液偏酸性，都會導致金屬發生析氫腐蝕(Fe+2HCI=FeC12+H2O一部分H原子擴散到金屬內空穴，結合成}b，這些H：由於搪瓷的緻密性而不能再向外擴散，因此當Hz聚積到一定的程度，形成定的動力時，搪瓷就會發生破裂。

因此清洗結垢採用酸洗時，必須加緩衝劑，如果搪瓷罐的價值較高或者不容易更換甚至出現腐蝕性穿孔的話，必須採用腐蝕率低的高品質清洗劑，避免清洗操作不當帶來的嚴重後果，比如“福世泰克”清洗劑等就可以實現極低腐蝕下的水垢清洗。複製和轉載請註明出處：美嘉華新浪博客

（六）基體材料不合格

為了降低成本，有些廠家胚體採用Q235鋼代用，直接導致鋼材中的碳、硫在搪燒過程氣化，使搪瓷層與基體間、搪瓷層內部形成大量氣泡，導致搪瓷結合強度降低。搪瓷層遇冷熱急變，極易爆瓷。所以搪瓷罐選用含碳、硫低的鋼材做胚體能防止爆瓷。

（七）搪燒質量欠佳

有些搪瓷罐生產廠家生產環境簡陋、除銹防塵達不到標準，致使底釉與基體結合不好。有的減少搪燒遍數，增加每層厚度，使內因力過大，影響搪瓷罐使用壽命。因此嚴格按製造規程製造才能保證搪瓷罐的質量。

搪瓷罐大面積搪瓷損壞，需將設備送製造廠重新搪瓷，費用約是新購置的1/4。損壞面積不大的可在現場進行局部修補。採用現場快速修復，不用拆設備，只需打開人孔即可修復，修復后24小時即可投入使用。現場修補劑有環氧樹脂、聚四氟乙烯樹脂、高性能搪瓷修補劑等。下面介紹的是高分子複合材料搪瓷修補劑修復搪瓷罐的方法。

（一）高性能搪瓷現場修補劑

高分子複合材料搪瓷現場修補劑是由高分子聚合物、合金鋼粉末或耐磨陶瓷粉末為基材並配以固化劑的雙組份複合材料。與普通樹脂型的修補劑相比，高分子複合材料依靠自身更為細密的高分子結構，使得材料自身具有更強的粘接力和優異的耐腐蝕、抗腐蝕性能，高分子甚至能夠滲透到金屬裡面，形成更為緊密的高分子複合材料保護層。

（二）修復工藝過程

表面清洗→除銹→無水酒精清洗→塗底層修補劑→塗面層修補劑→固化→使用。