搪瓷反应罐

化工生产对反应釜的要求和发展趋势

1、大容积化，这是增加产量、减少批量生产之间的质量误差、降低产品成本的有效途径和发展趋势。染料生产用反应釜国内多为6000L以下，其它行业有的达30m³;国外在染料行业有20000~40000L，而其它行业可达120 m³。

2、反应釜的搅拌器，已由单一搅拌器发展到用双搅拌器或外加泵强制循环。国外，除了装有搅拌器外，尚使釜体沿水平线旋转，从而提高反应速度。

3、以生产自动化和连续化代替笨重的间隙手工操作，如采用程序控制，既可保证稳定生产，提高产品质量，增加收益，减轻体力劳动，又可消除对环境的污染。

4、合理地利用热能，选择最佳的工艺操作条件，加强保温措施，提高传热效率，使热损失降至最低限度，余热或反应后产生的热能充分地综合利用。热管技术的应用，将是今后发展的方向。

搪瓷罐是将含硅量高的瓷釉喷涂到低碳钢胎表面，经900 oC左右的高温焙烧，使瓷釉密着于金属钢胎表面而形成，由于这两种材料的机械性能和物理性能各不相同， 因此搪瓷罐的破损原因也多样，一般有以下几种原因:

(一) 机械损坏

搪瓷抗冲击力非常差，任何金属、硬物对其进行撞击均会导致搪瓷破损。因此搪瓷罐使用过程中严防任何金属、硬物掉进罐内，如遇堵料，必须用塑料棒疏通，检修时盖好锅盖，严防焊渣熔化瓷面出现小坑或爆瓷。复制和转载请注明出处:美嘉华新浪博客

(二) 热应力损坏

搪瓷罐经900℃高温焙烧，冷却后搪瓷与钢板粘结在一起。由于搪瓷的线膨胀系数和延伸率小于钢板，因此冷却后搪玻璃的变形量小于钢板的变形量，搪瓷受到钢板的约束产生压应力。搪瓷罐制成后，其搪玻璃即存在预压缩应力，而钢板则存在预拉伸应力。由于预应力与线膨胀系数和延伸率相关，线膨胀系数和延伸率与温度又密切相关，因此搪瓷罐的工作温度对搪瓷罐的使用影响很大。如果因温度变化大而使搪瓷产生的应力超过其使用应力，搪瓷将被破坏。因此搪瓷罐搪瓷层遇冷、热急变，极易爆瓷。因此搪瓷罐有耐温限制:温度 200℃，耐温急变:冷冲击<1IO~C，热冲击<120℃。投料时物料温度与罐体温差太大以及升温时蒸汽过猛、降温太急也能导致爆瓷。因此搪瓷罐在使用中升、降温要缓慢、均匀，分级冷却。

(三)加工应力损坏

在罐体加工过程中，由于卷筒、冲压、焊接产生大量的内应力，这些应力在搪瓷前应彻底消除，如消除不彻底会导致搪瓷爆瓷。这种损坏往往发生在投入使用后的头三个月。所以对胚体进行热处理或时效处理能防止爆瓷。复制和转载请注明出处:美嘉华新浪博客

(四)静电穿刺

搪瓷罐内搅拌带有悬浮物的液体，悬浮物与搪瓷强烈的磨擦，同时悬浮物自身也产生磨擦，这样就产生大量的静电荷，高的静电荷对搪瓷产生强烈的穿刺作用，从而导致搪瓷点蚀，因此搅拌转速不宜太快。

(五)析氢腐蚀

搪瓷罐的夹套在使用一段时间后会结垢和生锈，如果使用酸性除垢剂清除污垢或夹套中的冷却液偏酸性，都会导致金属发生析氢腐蚀(Fe+2HCI=FeC12+H2O一部分H原子扩散到金属内空穴，结合成}b，这些H:由于搪瓷的致密性而不能再向外扩散，因此当Hz聚积到一定的程度，形成定的动力时，搪瓷就会发生破裂。

因此清洗结垢采用酸洗时，必须加缓冲剂，如果搪瓷罐的价值较高或者不容易更换甚至出现腐蚀性穿孔的话，必须采用腐蚀率低的高品质清洗剂，避免清洗操作不当带来的严重后果，比如"福世泰克"清洗剂等就可以实现极低腐蚀下的水垢清洗。复制和转载请注明出处:美嘉华新浪博客

(六)基体材料不合格

为了降低成本，有些厂家胚体采用Q235钢代用，直接导致钢材中的碳、硫在搪烧过程气化，使搪瓷层与基体间、搪瓷层内部形成大量气泡，导致搪瓷结合强度降低。搪瓷层遇冷热急变，极易爆瓷。所以搪瓷罐选用含碳、硫低的钢材做胚体能防止爆瓷。

(七)搪烧质量欠佳

有些搪瓷罐生产厂家生产环境简陋、除锈防尘达不到标准，致使底釉与基体结合不好。有的减少搪烧遍数，增加每层厚度，使内因力过大，影响搪瓷罐使用寿命。因此严格按制造规程制造才能保证搪瓷罐的质量。

搪瓷反应罐常用于石油化工、橡胶、农药、染料、医药等行业，用以完成磺化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程，以及有机染料和中间体的许多其它工艺过程的反应设备。低压反应釜，一般是指1.6MPa以下的反应釜。由于工艺条件和介质的不同，反应釜的材料选择及结构也不尽相同，但基本组成是相同的，它包括传动装置、传热和搅拌装置、釜体(上盖、筒体、釜底)、工艺接管等。设备的外观尺寸，一般取反应釜有效高度Hgz/反应釜内径Di=1.0~1.2，如果Hgz/Di>1.5，则需增设桨叶数。桨叶直径di通常取1/3/Di，上、下桨叶的间距应略大于桨径。在设备的结构上设置必要的传热和搅拌装置是为了强化反应过程。反应釜体普遍采用钢制(或衬里)、铸铁或搪玻璃。

反应釜所用的材料、搅拌装置、加热方法、轴封结构、容积大小、温度、压力等各有异同、种类很多，它们的基本特点分述如下:一、结构

反应釜结构基本相同，除有反应釜体外，还有传动装置、搅拌和加热(或冷却)装置等，可改善传热条件，使反应温度控制得比较均匀，并不强化传质过程。

二、操作压力

反应釜操作压力较高。釜内的压力是化学反应产生或由温度升高而形成，压力波动较大，有时操作不稳定，突然的压力升高可能超过正常压力的几倍，因此，大部分反应釜属于受压容器。

三、操作温度

反应釜操作温度较高，通常化学反应需要在一定的温度条件下才能进行，所以反应釜既承受压力又承受温度。获得高温的方法通常有以下几种:

1、水加温

要求温度不高时可采用，其加热系统有敞开式和密闭式两种。敞开式较简单，它由循环泵、水槽、管道及控制阀门的调节器所组成，当采用高压水时，设备机械强度要求高，反应釜外表面焊上蛇管，蛇管与釜壁有间隙，使热阻增加，传热效果降低。

2、蒸汽加热

加热温度在100℃以下时，可用一个大气压以下的蒸汽来加热;100~180℃范围内，用饱和蒸汽;当温度更高时，可采用高压过热蒸汽。

3、用其它介质加热

若工艺要求必须在高温下操作或欲避免采用高压的加热系统时，可用其它介质来代替水和蒸汽，如矿物油(275~300℃)、联苯醚混合剂(沸点258℃)、熔盐(140~540℃)、液态铅(熔点327℃)等。

4、电加热

将电阻丝缠绕在反应釜筒体的绝缘层上，或安装在离反应釜若干距离的特设绝缘体上，因此，在电阻丝与反应釜体之间形成了不大的空间间隙。

前三种方法获得高温均需在釜体上增设夹套，由于温度变化的幅度大，使釜的夹套及壳体承受温度变化而产生温差压力。采用电加热时，设备较轻便简单，温度较易调节，而且不用泵、炉子、烟囱等设施，开动也非常简单，危险性不高，成本费用较低，但操作费用较其它加热方法高，热效率在85%以下，因此适用于加热温度在400℃以下和电能价格较低的地方。

四、搅拌结构

在反应釜中通常要进行化学反应，为保证反应能均匀而较快的进行，提高效率，通常在反应釜中装有相应的搅拌装置，于是便带来传动轴的动密封及防止泄漏的问题。

五、反应釜的工作

反应釜多属间隙操作，有时为保证产品质量，每批出料后都需进行清洗;釜顶装有快开人孔及手孔，便于取样、测体积、观察反应情况和进入设备内部检修。

搪瓷罐大面积搪瓷损坏，需将设备送制造厂重新搪瓷，费用约是新购置的1/4。损坏面积不大的可在现场进行局部修补。采用现场快速修复，不用拆设备，只需打开人孔即可修复，修复后24小时即可投入使用。现场修补剂有环氧树脂、聚四氟乙烯树脂、高性能搪瓷修补剂等。下面介绍的是高分子复合材料搪瓷修补剂修复搪瓷罐的方法。

(一)高性能搪瓷现场修补剂

高分子复合材料搪瓷现场修补剂是由高分子聚合物、合金钢粉末或耐磨陶瓷粉末为基材并配以固化剂的双组份复合材料。与普通树脂型的修补剂相比，高分子复合材料依靠自身更为细密的高分子结构，使得材料自身具有更强的粘接力和优异的耐腐蚀、抗腐蚀性能，高分子甚至能够渗透到金属里面，形成更为紧密的高分子复合材料保护层。

(二)修复工艺过程

表面清洗→除锈→无水酒精清洗→涂底层修补剂→涂面层修补剂→固化→使用。