CN103769024B - 一种气或液力搅拌复合防腐耐磨耐高温反应釜 - Google Patents

Abstract

一种气或液力搅拌复合防腐耐磨耐高温反应釜，本发明的结构是由钢质外壳，防腐保护层（铅衬层，聚四氟乙烯衬层等），隔热密封层，高温耐磨非金属内衬（如碳化硅内衬等）四层复合制成；并在反应釜上设有至少一个圆柱形搅拌喷嘴，配有一组水平喷射角度为0-90度的喷帽与搅拌喷嘴分别配合。本发明在高浓度强酸介质，高温、高压工况条件下，反应釜使用寿命大大延长，釜内物料能被高效搅拌。

Description

一种气或液力搅拌复合防腐耐磨耐高温反应釜

技术领域

本发明属冶金、化工等行业的设备技术领域。

背景技术

在冶金、化工行业使用的反应釜，都要求防腐耐磨耐温。为使釜内理化反应高效进行，多进行机械搅拌。防腐方式有特种材料防腐，如特种不锈钢；有内衬保护层防腐，如衬聚四氟乙烯，衬橡胶等。但当强酸浓度超过30%，介质温度超过150度，或釜内出现强负压时，上述防腐和搅拌方式都不起作用了。在高浓度强酸和高温高压等严苛工况条件下，反应釜的使用寿命取决于其防腐层的寿命,一旦防腐层损坏，外壳也随即损坏。反应釜的工作效率还取决于固态颗粒与液态介质混合均匀程度，在高温高压强酸腐蚀的工况条件下，机械搅拌器使用寿命短，使用成本高。

目前，超过20﹪的强酸在3公斤正压或10Pa压负条件下，如果反应釜还要承受物料的强冲刷磨损，当反应温度超过100°C时，反应釜的防腐耐磨问题几乎无法解决，主要是使用寿命太短。一些材料在100°C以上能耐强酸腐蚀，如四氟材料，但耐不住磨损，也耐不住强负压，不能够长时间使用。随着冶金、化工科技的发展，许多生产工艺要求其理化反应在高温、高压、高浓度强酸介质下进行。这就要求相应的反应釜能耐高温、高压，并能在高温高压条件下耐高浓度强酸腐蚀和物料磨损。同时，还要求能够对釜内物料进行充分、无死角、均匀有效地搅拌，以保证釜内理化反应能高效进行。但目前，现有的反应釜还没有技术手段使其釜内能够进行有效地搅拌。

本发明反应釜的目标是这样实现的：

本发明的目的正是为了克服上述现有技术存在的缺陷和不足而提供一种能够实现在釜内工况为耐高温、高压、高浓度强酸（浓度为20%以上的如盐酸、硫酸、硝酸，及其混合物，如王水等）介质下长期使用，并能对釜内物料进行低成本高效搅拌的气或液力搅拌复合防腐耐磨耐高温反应釜。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的。

     一种气或液力搅拌复合防腐耐磨耐高温反应釜，包括外壳、筒体、上盖、下底，釜内反应温度小于800℃，压力不超过6MPa；本发明特征是：在钢质的外壳内衬有一层耐酸防腐保护层；在耐酸防腐保护层内侧再衬有一层耐酸耐磨耐高温非金属衬层；在耐酸防腐保护层与耐酸耐磨耐高温非金属衬层之间设有间隙，在间隙内填充有隔热密封材料层；在筒体上开设有至少一个圆形搅拌孔,在搅拌孔内活动配合安装有圆柱体结构的搅拌喷嘴；在搅拌喷嘴喷口处采用一组不同倾角α的喷帽分别与搅拌喷嘴配合，α为0-90度。

本发明在反应釜的上盖与下底之间的筒体至少由一段构成，在每段筒体的防腐保护衬层设有翻边，翻边至筒体两端的法兰盘上。

本发明钢质上盖采用平板型结构，钢质下底采用球冠型结构。

本发明其耐酸耐磨耐高温非金属衬层采用分段或分块结构，并采用耐酸耐温胶泥粘接密封。

本发明的有益效果是，本发明解决了反应釜在高温（800度以内），高压（正压压力不超过6MPa）及负压条件下的耐强酸腐蚀和强冲刷磨损问题。同时实现了釜内无死角气（液）力搅拌和混合。本发明是复合防腐，反应釜内温度最高，通过填充层的调整，也能够保证防腐层的适当温度。从而保证防腐层的使用寿命，最里层的非金属材料耐酸、耐磨、耐高温。上述条件下的搅拌和混合问题也是难题，机械搅拌几乎无法使用，非机械搅拌也少见而且会成本高昂。本发明的搅拌和混合技术方案的优点是：1、可以在强酸、高温条件下长期使用；2、能够实现釜内无死角气（液）力搅拌和混合；3、可以采用常温压边搅边冷却，也可以用高温蒸汽边加热边搅拌，还可以把液体、气体或粉状原料直接从搅拌喷嘴喷入，边喷边混合，如此，可满足各项生产工艺的要求。（强酸是指：盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸等）。

本发明反应釜的非金属内衬耐强酸，耐磨损，耐高温，机械强度大，可使防腐保护层不受釜内物料的冲刷和磨损。当釜内为负压时，如聚四氟乙烯等类的防腐保护层不会被“吸扁”损坏；隔热密封层可使防腐保护层的工作温度远低于釜内工作温度，从而有利于延长防腐保护层的使用寿命；（或使反应釜内的最高工作温度远高于防腐保护层材料的正常工作温度）。

本发明结构的功效是

1、            钢质外壳为反应釜提供耐压支撑和外部保护。

2、            在较低温度下能耐高浓度强酸的腐蚀的耐酸防腐保护层，为钢质外壳提供最后的防腐保护，使之不被高浓强酸侵蚀损坏。

3、            隔热密封材料层为耐酸防腐保护层提供适当的工作温度。防止耐酸防腐保护层因温度太高而快速老化或损坏。

4、            高温耐磨非金属衬层保护隔热密封层和耐酸防腐保护层不受釜内物料的直接冲刷磨损。同时，在釜内负压的情况下，保证耐酸防腐保护层不会被“吸扁”损坏。

5、            不同位置上设置的搅拌孔，通过采用不同的喷帽与搅拌喷嘴的配合，能够实现对釜内物料的高效搅拌；拌喷嘴的水平方向喷射角度α通过喷帽0-90度可选，垂直方向喷射角度β 0-360度可调，实现了对釜内物料充分、无死角的搅拌，大大提高了物料的反应效率。

6、            钢质上盖采用平板型结构，钢质下底采用球冠型结构，使得釜体结构更加稳定，强度更高，也更加使得釜內物料易于翻动，反应更充分。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1的A-A剖视局部视图；

图3为图1的B-B剖视图。

具体实施方式

    一种气或液力搅拌复合防腐耐磨耐高温反应釜，包括外壳1、筒体6、上盖8、下底9，釜内反应温度小于800℃，压力不超过6MPa；本发明特征是：在钢质的外壳1内衬有一层聚四氟乙烯耐酸防腐保护层2；在聚四氟乙烯耐酸防腐保护层2内侧再衬有一层碳化硅耐酸耐磨耐高温非金属衬层4；在聚四氟乙烯耐酸防腐保护层2与碳化硅耐酸耐磨耐高温非金属衬层4之间设有间隙3，在间隙3内填充有隔热密封材料层5；在筒体6上开设有至少一个圆形搅拌孔12,在搅拌孔12内活动配合安装有圆柱体结构的搅拌喷嘴7；在搅拌喷嘴7喷口处采用一组不同倾角α的喷帽7.1分别与搅拌喷嘴配合，α为0-90度。

本发明在反应釜的上盖8与下底9之间的筒体6至少由一段构成，在每段筒体的聚四氟乙烯耐酸防腐保护衬层2设有翻边10，翻边至筒体两端的法兰盘11上。

本发明钢质上盖8采用平板型结构，钢质下底9采用球冠型结构。

本发明其碳化硅耐酸耐磨耐高温非金属衬层4采用分段或分块结构，并采用耐酸耐温胶泥粘接密封。

如图1所示的反应釜，其主体结构由上盖8、下底9和中间筒体6构成。中间筒体上设置有两对搅拌喷孔12。搅拌喷孔内均装有搅拌喷嘴7。其中，底部的一对搅拌喷嘴的水平喷射角度为45度，垂直喷射角度为0度。上部的一对搅拌喷嘴的水平喷射角度为45度，垂直喷射角度为15度。当物料从上部入口进入釜内后，两对搅拌喷嘴从不同角度用高压蒸汽对其进行喷射搅拌。控制蒸汽的流量和温度便可控制反应釜内的反应温度，以满足生产工艺的要求。

上盖8、下底9及筒体6均是四层构造。最外层是钢质外壳1，其厚度依据釜内工作压力确定。第二层是耐酸防腐保护层2,其材料选择依据釜内介质而定。例如，介质是高浓度盐酸时，选择聚四氟乙烯类材料做防腐衬层。第三层为隔热密封材料层5，依据釜内介质特征专门配制，其厚度依据釜内介质温度和防腐衬层的材料特性确定。第四层为碳化硅耐酸耐磨耐高温非金属衬层4。其材料和厚度依据釜内介质特性及工作温度确定。如碳化硅衬层。

碳化硅内衬耐高浓度强酸腐蚀，耐高温且高温下耐磨损。当物料和浓酸介质进入反应釜内搅拌和反应时，碳化硅内衬在高温下对浓酸腐蚀和物料冲刷磨损均有很好的抵抗能力。虽然在高温高压的长时间作用下，浓酸介质会逐步渗透至隔热密封材料层5，最后到达耐酸防腐保护层2的内侧。但只要防腐保护层不被损坏，钢质外壳1就不会损坏。反应釜就能正常工作。经过碳化硅耐酸耐磨耐高温非金属衬层4和隔热密封材料层5的隔热降温，耐酸防腐保护层2内侧的工作温度会远低于反应釜内的介质温度。因而，有利于延长防腐保护层的使用寿命或者有利于提高反应釜的正常使用温度。加之耐酸防腐保护层2不受物料冲刷磨损，因而使用寿命会更长。

反应釜内的温度变化可能导致强负压的出现。这时，如果没有耐酸耐磨耐高温非金属衬层4和隔热密封材料层5的刚性支撑，一些如聚四氟乙烯类的防腐保护衬层可能会因负压“吸扁”，从而失去防腐功能。本实施例反应釜因有隔热密封材料层5和碳化硅耐酸耐磨耐高温非金属衬层4的存在，即便釜内出现强负压，耐酸防腐保护层2也不会被“吸扁”损坏。

本实施例反应釜钢质外壳为厚度20mm锅炉钢。选用聚四氟乙烯做防腐保护衬层2。选用碳化硅制作30mm厚的高温耐磨衬层4。隔热密封材料层5厚度为20mm。反应釜的工作压力为1MPa，工作温度为200度，盐酸介质的浓度30%，物料细度为200目，混合液体固含量为45%-55%，混合液体在釜内的旋转速度为每分钟25-33转。

Claims (4)

1.一种气或液力搅拌复合防腐耐磨耐高温反应釜，包括外壳（1）、筒体（6）、上盖（8）、下底（9），釜内反应温度小于800℃，压力不超过6MPa；其特征是：在钢质的外壳（1）内衬有一层耐酸防腐保护层（2）；在耐酸防腐保护层（2）内侧再衬有一层耐酸耐磨耐高温非金属衬层（4）；在耐酸防腐保护层（2）与耐酸耐磨耐高温非金属衬层（4）之间设有间隙（3），在间隙（3）内填充有隔热密封材料层（5）；在筒体（6）上开设有至少一个圆形搅拌孔（12）,在搅拌孔（12）内活动配合安装有圆柱体结构的搅拌喷嘴（7）；在搅拌喷嘴（7）喷口处采用一组不同倾角α的喷帽（7.1）分别与搅拌喷嘴配合，α为0-90度；垂直方向喷射角度β 0-360度可调。

2.如权利要求1所述的一种气或液力搅拌复合防腐耐磨耐高温反应釜，其特征是：在反应釜的上盖（8）与下底（9）之间的筒体（6）至少由一段构成，在每段筒体的耐酸防腐保护层（2）设有翻边（10），翻边至筒体两端的法兰盘（11）上。

3.如权利要求1所述的一种气或液力搅拌复合防腐耐磨耐高温反应釜，其特征是：钢质上盖（8）采用平板型结构，钢质下底（9）采用球冠型结构。

4.如权利要求1所述的一种气或液力搅拌复合防腐耐磨耐高温反应釜，其特征是：其耐酸耐磨耐高温非金属衬层（4）采用分段或分块结构，并采用耐酸耐温胶泥粘接密封。