反應(yīng)釜的頂蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從安全的角度考慮, 如果把頂蓋與筒體相連接的部位設(shè)計(jì)成法蘭螺栓連接, 因其密封面大, 工作溫度高, 介質(zhì)具有腐蝕性, 密封難以保證, 會(huì)造成安全隱患;另一方面從經(jīng)濟(jì)的角度考慮, 所使用的材料為0Cr18Ni9奧氏體不銹鋼, 價(jià)格昂貴, 如果增加一對(duì)容器蘭(約1 萬元), 則提高了容器的制造成本。終決定采用如圖1所示的結(jié)構(gòu), 使筒體與頂蓋采用焊接連接結(jié)構(gòu), 為了方便內(nèi)件的裝卸和檢修,在一側(cè)開了一個(gè)426 mm×10 mm的人孔?！∮捎谌丝椎闹睆捷^大, 頂蓋直徑相對(duì)較小, 且其上還開有其他接管, 開人孔時(shí), 必須同時(shí)跨頂蓋和筒體, 這對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)產(chǎn)生了新的問題———頂蓋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)如何解決。在設(shè)計(jì)的過程中從某造漆廠了解到,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)。

釜體結(jié)構(gòu)反應(yīng)釜采用三層式釜體結(jié)構(gòu), 上圓下錐,底部出料;外為保溫層, 內(nèi)為反應(yīng)層。采用這種釜體結(jié)構(gòu), 可有效地保證釜內(nèi)溫度, 使物料在溫度下進(jìn)行反應(yīng)。釜體各部件均采用1Cr18Ni9Ti 焊接,抗腐蝕性好。攪拌系統(tǒng)反應(yīng)釜采用了雙螺帶式攪拌裝置, 攪拌, 可對(duì)物料進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)翻動(dòng), 保證了物料快速、充分、均勻地完成反應(yīng);同時(shí), 避免了物料在攪拌裝置上的粘附。為防止物料在釜壁上部的粘附, 攪拌裝置上部安裝有刮料板, 刮料板與釜壁間的距離可調(diào);刮料板為尼龍制成, 具有一定的彈性, 在清除釜壁粘附物料的同時(shí), 不損傷釜壁。攪拌裝置各部件均采用1C r18Ni9Ti 加工, 抗腐蝕性好。另外,由于反應(yīng)釜外部所接管線比較多,特別是頂蓋上面,所以選擇了在內(nèi)部貼680mm×8mm的補(bǔ)強(qiáng)圈。液壓控制系統(tǒng)反應(yīng)釜自動(dòng)化程度高, 其加料、出料方式均采用液壓控制。

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)壓力無級(jí)調(diào)節(jié), 以確保加料口的密封。通過旋轉(zhuǎn)油缸的動(dòng)作, 實(shí)現(xiàn)壓緊動(dòng)作與加料動(dòng)作的有序轉(zhuǎn)換。卸料口處安裝有密封環(huán)和滑動(dòng)軌道, 壓緊液壓缸推動(dòng)密封定位楔塊, 將出料倉蓋與密封環(huán)定位壓緊;啟閉液壓缸安裝在出料倉蓋下部, 帶動(dòng)出料倉蓋沿滑動(dòng)軌道做前后自由滑動(dòng), 實(shí)現(xiàn)卸料口的開閉。采用雙向液壓鎖作為保壓元件, 使壓緊液壓缸及加料口啟閉液壓缸始終保持正常工作壓力, 防止因油液泄漏失壓而造成密封失效。原反應(yīng)釜出現(xiàn)的問題及原因分析反應(yīng)釜是生產(chǎn)黃連素的主要設(shè)備之一,原反應(yīng)釜的釜體采用的材質(zhì)是普通不銹鋼(304)。

通常情況下, 可能有以下幾種材料可選作釜體的材質(zhì):①304 不銹鋼;②316 L 不銹鋼;③鈦等, 但通過對(duì)這些材料的鹽酸腐蝕速率圖及以上腐蝕原因分析可知, 普通的奧氏體不銹鋼已不在可選的范圍了, 而鈦又是一種很貴重的金屬, 且它與鋼之間的焊接技術(shù)還不成熟。其實(shí)選擇就是雙相不銹鋼2205, 主要有以下兩個(gè)原因:一是雙相不銹鋼在抗晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕方面, 特別是耐氯化物腐蝕的性能優(yōu)于奧氏體不銹鋼。試驗(yàn)表明, 在1 %的沸騰鹽酸中, 304、316L、鈦和2205 的腐蝕速率分別為:材料304, 316, TA, 2205, 腐蝕速率(mm/a)分別為304 ,0.3 , 0.2 , 0.1?？梢?205 鋼的耐鹽酸腐蝕性能明顯優(yōu)于其它三種材質(zhì);二是它的價(jià)格也不太昂貴。基于304 不銹鋼不能保證反應(yīng)釜長(zhǎng)期實(shí)際使用的事實(shí), 而雙相不銹鋼又對(duì)含Cl-等介質(zhì)具有良好的耐蝕性能, 故擬選擇2205 雙相不銹鋼作為反應(yīng)釜釜體的主要材質(zhì)。4mm(封頭成型后的實(shí)際厚度減去腐蝕裕量),接管厚度為9mm。