反應釜常用于石油化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥等行業(yè)，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。高壓反應釜是國內(nèi)目前進行高溫、高壓化學反應zui為理想的裝置，特別是進行易燃、易爆、有毒介質(zhì)的化學反應，更加顯示出它的*性。但高壓反應釜同時也是危險性較大、容易發(fā)生泄漏和火災爆炸事故的設備。

　　文中主要說明了傳統(tǒng)灌鉛式內(nèi)襯與液壓脹貼式內(nèi)襯的不同襯里結(jié)構(gòu)以及各自的設計制造要點。

　　1、技術參數(shù)的確定

　　技術參數(shù)的確定是進行反應釜設計的*步，也是關鍵的一步，它包括：

　　1.1 設計壓力(或zui高工作壓力)、設計溫度(或zui高工作溫度)當用戶提供的只是zui高工作壓力和zui高工作溫度時，先根據(jù)物料性質(zhì)確定安全排放裝置的形式、種類，再依據(jù)GB150-1998《鋼制壓力容器》附錄B‘超壓泄放裝置’的有關要求確定設計壓力及設計溫度。

　　1.2 釜內(nèi)容積釜內(nèi)容積分為有效容積與全容積，用戶一般給出的為有效容積(即操作容積)。此時，必須根據(jù)安全生產(chǎn)的要求確定物料充裝系數(shù)，充裝數(shù)一般為0.6～0.85，對于有容器法蘭結(jié)構(gòu)的釜體，物料充裝高度不宜超出容器法蘭密封面。

　　1.3 物料名稱及特性是確定結(jié)構(gòu)及選材的重要因素。

　　1.4 攪拌器型式及攪拌轉(zhuǎn)速這關系到攪拌功率的大小及攪拌效果的好壞。

　　1.5 電機功率若用戶不能提供時，則必須要知道物料粘度、攪拌器型式、直徑及攪拌轉(zhuǎn)速，按‘攪拌設備的計算’要求確定所需的攪拌功率，再計入軸封、軸承及減速機與傳動副所損耗的功率，向上圓整標準的電機功率。

　　2、軸封型式的確定

　　目前常用的軸封型式有三種，即：填料密封、機械密封和磁力傳動密封。

　　2.1填料密封一般用于低轉(zhuǎn)速、軸封泄漏要求不是很高的條件下，其zui高壓力一般可達到30MPa;且維護和使用方便，但轉(zhuǎn)速受到填料種類及線速度限制。在P≤6.4MPa，且轉(zhuǎn)速≤100rpm時，可采用無油潤滑的單層填料函結(jié)構(gòu);在P>6.4MPa，且轉(zhuǎn)速>100rpm則要考慮設置高壓油泵加強潤滑，并采用多級(二級)填料結(jié)構(gòu)函，確保每級不少于7層填料函。同時還需考慮對攪拌軸封處進行鍍鉻處理，增加軸的耐磨性，或設置套管以保護攪拌軸不受磨損，屆時更換套管即可。

　　2.2機械密封可用于高轉(zhuǎn)速、軸封泄漏要求較底的條件下。其使用壓力不高，一般用于6.3 MPa以下場合，其維護使用不便，價格也較高。

　　2.3磁力傳動密封一般用于軸封泄漏要求非常高的條件下。它將動密封轉(zhuǎn)為靜密封，實現(xiàn)零泄漏。但不適合用于高溫條件下，其造價高且維護不便。

　　3、攪拌軸徑及傳動側(cè)兩軸承間距離的確定

　　3.1攪拌軸徑一般是根據(jù)攪拌功率、攪拌轉(zhuǎn)速等扭轉(zhuǎn)變形條件進行計算，從而估算攪拌軸徑，再按臨界轉(zhuǎn)速、攪拌軸的強度來校核軸徑。當無法確定攪拌功率時，可直接采用電機功率減去各傳動副損耗的功率作為計算功率。

　　3.2計算攪拌軸在軸封、軸端處的擺動量。

　　3.3當臨界攪拌速以及軸封、軸端處的擺動量不能滿足要求時，可通過調(diào)整傳動側(cè)兩軸承間的距離進行重新校核，通常兩軸承間的距離取值為2.5～5倍攪拌軸直徑。當仍無法達到要求時，則應考慮加大攪拌軸的軸徑或在釜內(nèi)設置底軸承。

　　3.4軸封處攪拌軸擺動量的確定。軸封處攪拌軸擺動量的大小，直接影響到軸封的密封性能。允許擺動量的大小由釜內(nèi)壓力、允許泄漏量來確定。當不能加大軸徑，而設置底部軸承仍無法達到允許擺動量時，可在釜內(nèi)靠近軸封處設置中間軸承(盡量不在釜內(nèi)設置軸承)。一般情況下，軸封處擺量應控制為：填料密封：0.08mm～0.13mm，機械密封：0.04mm～0.08mm。

　　4、減速機輸出軸與傳動軸的連接

　　當減速機機架采用單支點時，需要用鋼性聯(lián)軸器連接;當減速機機架采用雙支點時，剛性聯(lián)軸器和柔性聯(lián)軸器均可使用，一般情況下優(yōu)先選用剛性聯(lián)軸器。

　　5、傳動軸

　　傳動軸盡可能采用單根軸，需采用多根軸時，則各根軸之間的連接必須采用剛性連接。

　　6、選材及結(jié)構(gòu)考慮

　　6.1材料選擇考慮根據(jù)物料的特性：

　　①無腐蝕，②有晶間腐蝕，③有應力腐蝕，④有化學腐蝕等來確定是選用碳鋼，還是選用不銹鋼及選用何種不銹鋼。在有晶間腐蝕傾向的情況下，應選用經(jīng)固溶處理的不銹鋼材料。

　　6.2物料考慮當物料有腐蝕需采用不銹鋼作為防腐蝕材料時，可選用三種結(jié)構(gòu)：

　　①全不銹鋼結(jié)構(gòu)，②內(nèi)襯不銹鋼結(jié)構(gòu)，③復合板結(jié)構(gòu)。具體采用何種結(jié)構(gòu)，應根據(jù)壁厚、制造工藝及經(jīng)濟性能等綜合考慮而定。在會產(chǎn)生應力腐蝕及晶間腐蝕的環(huán)境下，不宜采用全不銹鋼結(jié)構(gòu)，否則會因為材料突然脆裂而發(fā)生嚴重事故。

　　6.3內(nèi)襯不銹鋼結(jié)構(gòu)

　　內(nèi)襯不銹鋼結(jié)構(gòu)有兩種：①傳統(tǒng)灌鉛式內(nèi)襯不銹鋼，②脹貼式內(nèi)衫不銹鋼。此兩種結(jié)構(gòu)對不同的使用場合有不同的優(yōu)缺點。

　　6.3.1灌鉛式內(nèi)襯不銹鋼結(jié)構(gòu)，其內(nèi)襯與釜體間的間隙充滿了鉛，其傳熱與剛度性能*，無結(jié)構(gòu)突變，較適用于應力腐蝕環(huán)境。但灌鉛時難以控制灌鉛溫度，容易過熱，使不銹鋼的抗晶間腐蝕性能降低，加上鉛、銻合金熔點低，不適于高溫工況條件，通常zui高工作溫度≤250℃。總體上其造價成本高，制造工藝較復雜。

　　6.3.2脹貼式內(nèi)襯不銹鋼結(jié)構(gòu)，其內(nèi)襯與釜體間的間隙充滿導熱油，其傳熱與剛度性能較差。內(nèi)襯與釜體間的貼合是靠高壓強行脹貼的，容易造成局部應力集中現(xiàn)象，再加上溫度和壓力升降時，內(nèi)襯熱脹冷縮，容易產(chǎn)生內(nèi)應力及疲勞，因此不適于使用在有應力腐蝕的環(huán)境，較適于高溫條件下(只要不超過導熱油的沸點或不使導熱油揮發(fā))及有晶間腐蝕傾向的環(huán)境。注意內(nèi)襯夾層間隙下端必須設置排油孔，以便檢修。其造價成本低，制造工藝簡單。

　　6.4封頭型式釜體可采用半球型封頭，橢圓封頭及平蓋等各類型封頭。對于容積(釜體內(nèi)徑)較大的高中壓反應釜，常采用半球型封頭，因其受力好，易布置管口。而容積較小的高中壓反應釜，則常采用平蓋封頭或橢圓封頭和容器法蘭連接的結(jié)構(gòu)。

　　6.5防止因結(jié)構(gòu)突變而產(chǎn)生附加彎曲應力對于高中壓反應釜，當采用半球型封頭與釜體焊接結(jié)構(gòu)時，應考慮封頭與釜體的厚度相差不能太大，太大時，造成結(jié)構(gòu)突變過大，而產(chǎn)生附加彎曲應力，出現(xiàn)危險區(qū)。

　　6.6考慮安裝和檢修空間反應釜內(nèi)因有攪拌裝置、換熱排管等內(nèi)部結(jié)構(gòu)，設計時，應考慮有足夠的空間，以便于制造、安裝和檢修。

　　6.7結(jié)構(gòu)盡量簡單釜內(nèi)各結(jié)構(gòu)設計，應盡量簡單、順滑，釜底盡可能不設置排料或排污口等，避免掛料、物料積聚等死區(qū)造成產(chǎn)品各種腐蝕性破壞。

　　6.8保證夾套錐部的強度由于耳座焊在夾套上，故夾套錐部與釜體的連接處承受了整個釜的重量;設計時，夾套錐部的厚度應進行局部校核。

　　6.9其它

　　6.9.1人孔蓋、填料壓蓋上的螺柱，由于要經(jīng)常拆裝，其上端應加工成方頭，便于操作。

　　6.9.2釜體上應有足夠數(shù)量的測漏信號孔。

　　6.9.3釜內(nèi)各緊固件螺母應防止松脫。

　　6.9.4各種結(jié)構(gòu)應盡量減少泄漏點。

　　6.9.5釜體上至少應有兩個壓力表接頭。

　　6.9.6必須設置zui少2個安全排放裝置口(如1個為自動安全排放裝置，另1個為手動排放等)。