加热反应釜的工艺设计（电加热导热油炉）
时间：2012-03-24 阅读：345
加热反应釜的工艺设计（电加热导热油炉）
1.1 反应釜结构型式的确定
木材工业用合成树脂的制造过程对反应状态的要求并不很严格, 反应物粘度也不高, 因此对反应釜结构、搅拌器型式以及传热面布置的适应性较强。早期普遍采用锚式搅拌的搪玻璃反应釜近来随着反应釜容积的增大, 夹套传热、内蛇管冷却、复合式搅拌的不锈钢反应釜, 以及板壳式内置加热、冷却器, 推进式搅拌的不锈钢反应釜也得到广泛采用。这些结构不一,搅拌型式各异的反应釜均能生产出合格的产品但对于油加热反应釜来说, 结构型式选择的要点在于是否适应加热介质导热油的特性。比如说, 内置式板壳加热器换热效果好, 且反应釜筒体所承受外压大为降低如不需减压脱水, 则不承受外压, 筒体壁厚可以减小, 耗材少, 造价低, 对于以蒸汽加热的大型反应釜无疑是有其*性的但用于油加热反应釜, 加热器内置就有一定的风险, 而且板壳式加热器的焊接有一定难度, 因此这种结构是不适用的。另外, 热油温度较高,材料以不锈钢为宜。经综合考虑, 我们选用了夹套加热、内置蛇管冷却、复合式搅拌的结构型式。
如1.1所述, 因油加热反应釜传热系数相对较低,应尽可能布置较多的传热面。在保持容积不变的前提下, 适当减小筒体直径可以增大传热面。
1.2 加热面与冷却面的配置
简单的夹套中, 流体处于自然流动状态, 传热情况不良。为了提高给热系数, 必须增加流体的扰动, 使流体处于湍流状态。常采用的办法是将夹套做成外蛇管式结构, 在夹套中装设导流板或扰流喷嘴。在设计的过程中从某化工厂了解到, 在高温及温
变较大的情况下, 不锈钢半圆蛇管与釜壁因温差应力有焊点开焊的现象, 因此, 我们从加工制造角度和安全性考虑, 采用了导流板结构。
如1.2所述, 热油的热容量较大, 因此在布置内蛇管冷却面时, 应适当增大冷却面。树脂反应完成后采用外设板式冷却器进行zui终的冷却。
1.3 热负荷的确定
热负荷的确定应将工艺需热量及反应釜传热面的设计综合考虑。对间歇式反应釜来说, 工艺需热量按zui大需热阶段计算, 但这不能作为zui终的热负荷。热负荷必须根据反应釜的传热计算得出, 即Q=KF△t,式中:Q=热负荷W;F换热面积时m2；传热系数W/（m2*K）；△t 有效温差K.在设备尺寸确定后, 换热面积F已固定。要增大换热量, 就要从提高油温和增加流速着手使K与△t增大, 以适应工艺的需要。不考虑设备的传热设计, 或宽打窄用地提出热负荷是不可取的, 这样往往造成电加热导热油炉容量偏大。
1.4二次油泵的选择
导热油加热反应釜的加热流程如图2所示。
二次油泵的流量根据热负荷及热油进出口温度确定。进出口温差越小, 传热越稳定但油泵流量就需增大。对制胶反应釜的传热要求而言, 进出口温差不必太小。
二次油泵的扬程应根据通过反应釜及相应管路系统的压降确定。为防止高温热油泄漏, 必需注意油泵的密封, 以采用屏蔽泵为宜。
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