搪瓷反应釜的制作方法

本实用新型属于反应釜技术领域，具体地说，涉及一种搪瓷反应釜。

背景技术：

搪瓷反应釜是将含高二氧化硅的玻璃，衬在钢制容器的内表面，经高温灼烧而牢固地密着于金属表面上成为复合材料制品。所以，它具有玻璃的稳定性和金属强度的双重优点，是一种优良的耐腐蚀设备。然而，由于搪玻璃的材质导致其导热性能比较差，而很多反应对换热要求比较高，若单纯依靠反应釜夹套或外半管等形式已不能满足生产中对换热的需求，而且随着工业的发展，搪玻璃反应釜大型化已成为必然的趋势，但反应釜容积越大，其自带的夹套或半管换热面积相对越少，所以在釜内增设换热器成为必然需求。例如，硝化反应是强放热反应，属于强酸性环境，硝化反应多采用搪瓷釜进行。由于搪瓷反应釜的导热系数小和换热面积不足，反应生产的热量不能及时移出，导致硝化反应时间延长，反应的危险性增加。现有技术中，在用混酸硝化时为了尽快地移去反应热以保持适宜的反应温度，除利用夹套冷却外，还在釜内安装冷却蛇管，冷却蛇管包括螺旋式盘管和竖式蛇管，但是，釜内的冷却蛇管受腐蚀后更换换热管需要将反应釜的封头拆卸后取出，然而，本领域技术人员知道，封头上布置了大量的接管，拆卸封头的操作非常困难，给企业带来大量人力物力的消耗。

有鉴于此，特提出本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种增加反应釜的换热面积、方便更换换热管的搪瓷反应釜。

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

一种搪瓷反应釜，包括釜体；还包括至少一个换热单元，所述换热单元穿过所述釜体的侧壁，所述换热单元包括至少部分设置在所述釜体内部的管束和设置在所述釜体外部的管箱。

进一步的，所述换热单元与所述釜体可拆卸连接，所述换热单元与所述釜体之间密封；

优选的，所述换热单元与所述釜体之间为法兰连接。

进一步的，所述管束包括管板和设置在所述管板上的若干u形换热管，每个所述u形换热管的两端与所述管板密封连接；

优选的，若干所述u形换热管为正三角形排布。

进一步的，每个所述u形换热管的所述两端与所述管板的连接方式为胀焊并用。

进一步的，所述u形换热管伸入所述釜体的长度范围为所述釜体直径的1/3～2/5倍。

进一步的，所述u形换热管的尺寸为φ19mm×2mm或φ25mm×2.5mm的耐腐蚀的无缝钢管。

进一步的，所述管束与所述管箱之间为法兰连接。

进一步的，所述管板兼做所述管束一侧的法兰。

进一步的，所述管箱包括箱体和设置在所述箱体内部的分程隔板，所述箱体上设有管程入口和管程出口。

进一步的，所述釜体外部设有盘管和/或夹套。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

本实用新型在搪瓷反应器的侧壁插入多组耐腐蚀的金属换热管，增加了设备的换热面积。金属换热管与设备侧壁可拆卸连接，当换热管腐蚀后可以方便的更换换热管。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本实用新型搪瓷反应釜的结构主视图的示意图；

图2是图1中a处局部放大图。

图中：1、釜体；2、搅拌轴；3、搅拌器；4、驱动装置；5、换热单元；51、管束；511、换热管；512、管板；52、管箱；521、箱体；522、分程隔板；523、管程出口；524、管程入口；6、盘管；61、盘管入口；62、盘管出口；7、支座；8、法兰。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型提供一种搪瓷反应釜，包括釜体1、搅拌装置、驱动装置4和支座7，釜体1包括罐体和盖体，盖体设有若干接管、人孔和电气控制装置等，接管用于安装压力表、温度计等仪表，人孔用于操作人员进入釜体1进行作业，电气控制装置用于控制化学反应所需的反应条件等，罐体和盖体密封连接使釜体1内部形成进行化学反应的反应腔；搅拌装置设置在釜体1内部，搅拌装置包括搅拌轴2和搅拌器3，用于对反应物进行搅拌，增强反应速率；驱动装置4与搅拌装置连接，设置在釜体1外部，用于向搅拌装置提供驱动力，使搅拌轴2带动搅拌器3在釜体1内做旋转运动。特别的，搪瓷反应釜还包括至少一个换热单元5，用于将釜体1内化学反应产生的热量转移至釜体1外部，所述换热单元5穿过所述釜体1的侧壁，所述换热单元5与所述釜体1可拆卸连接，所述换热单元5与所述釜体1之间密封；所述换热单元5包括至少部分设置在所述釜体1内部的管束51和设置在所述釜体1外部的管箱52。

详细的，一些化学反应如硝化反应是强放热反应，且属于强酸性环境，腐蚀性较强，因此，硝化反应多采用搪瓷反应釜。由于搪瓷反应釜的导热系数小和换热面积不足，反应生产的热量不能及时移出，导致硝化反应时间延长，反应的危险性增加。为了增加搪瓷反应釜的换热面积，本实用新型在搪瓷反应釜的侧壁上穿设换热单元5，在本实用新型的一些实施例中，沿反应釜釜体1的圆周方向均匀布置2-6台换热单元5，换热单元5选用列管式换热器，以u形换热管511式换热器为例说明，u形换热管511式换热器结构简单，只有一个管板512，密封面少，运行可靠，造价低；管束51可抽出，管间(壳程)清洗方便。质量轻，适用于高温和高压的场合。本实用新型的管束51处于高温、高压、腐蚀性强的情形下，容易造成腐蚀，因此，换热单元5与釜体1为可拆卸连接，方便更换换热管511。

在本实用新型的一些实施例中，所述换热单元5与所述釜体1之间为法兰8连接。

具体的，所述换热单元5包括至少部分设置在所述釜体1内部的管束51和设置在所述釜体1外部的管箱52。所述管束51包括管板512和设置在所述管板512上的若干u形换热管511，每个所述u形换热管511的两端与所述管板512密封连接；所述管束51与所述管箱52之间为法兰8连接。所述管板512兼做所述管束51一侧的法兰8。管箱52、管板512与釜体1侧壁三者依次通过法兰8进行连接，在管板512与釜体1侧壁之间还应设置密封结构，当u形换热管511腐蚀后，可将u形换热管511拆卸进行更换，或者对换热单元5进行清洗。

进一步的，所述管束51包括管板512和设置在所述管板512上的若干u形换热管511，每个所述u形换热管511的两端与所述管板512密封连接；若干所述u形换热管511为正三角形排布或者正方形排布，每个所述u形换热管511的所述两端与所述管板512的连接方式为胀焊并用，不仅能改善连接处的抗疲劳性能，而且还可消除应力腐蚀和间隙腐蚀，提高使用寿命。所述u形换热管511伸入所述釜体1的长度不宜过长，也不宜过短，过长会影响搪瓷反应釜内搅拌装置的运行，过短则换热面积较小，不能有效将搪瓷反应釜内的热量导出，因此，u形换热管511伸入所述釜体1的长度范围一般为所述釜体1直径的1/3～2/5倍。所述u形换热管511的尺寸为φ19mm×2mm或φ25mm×2.5mm的耐腐蚀的无缝钢管，通常设置u形换热管511的根数范围是10-30根，也可根据实际换热量的需要进行调整。

所述管箱52包括箱体521和设置在所述箱体521内部的分程隔板522，所述箱体521上设有管程入口524和管程出口523。设置在管箱52内的分程隔板522将u形换热管511的管程分为双管程，一般情况下，分程隔板522设置在中心位置，将管束51平均分为两个管程，这样流体流程较长，流速较高，传热性能较好；管箱52内的空间由分程隔板522分为两个隔开的空间，一个空间为管程物料入口空间，一个空间为管程物料出口空间，在相应的箱体521上开设有管程入口524和管程出口523。物料由管程入口524进入管箱52的物料入口空间后进入u型换热管511，进行换热，能够能量交换后的物料再有u形换热管511进入管箱52的物料处口空间后由管程出口523排出，进行循环。

箱体521包括管箱52筒体和封头，管箱52筒体和封头之间密封连接。在本实用新型的一些实施例中，封头为标准椭圆形封头。

在本实用新型的一些实施例中，为了进一步增强搪瓷反应釜的换热能力，在釜体1外部设置盘管6和/或夹套。盘管6包括盘管入口61和盘管出口62，物料从盘管入口61进入盘管6，进行能量交换后由盘管出口62排出进行循环；夹套包括夹套入口和夹套出口，物料从夹套入口进入夹套，进行能量交换后由夹套出口排出进行循环。

在本实用新型的一些实施例中，为了增强搪瓷反应釜内的反应效率，在搪瓷反应釜内部设置搅拌装置，搅拌装置包括搅拌轴2和设置在搅拌轴2上的搅拌器3，搅拌轴2与驱动单元进行驱动，驱动单元包括电机，进一步的，电机为变频电机。搅拌轴2与电机之间设置减速器。

1、本实用新型的搪瓷反应釜换热面积大大增加，10m³搪瓷设备的夹套换热面积约为19m²，而u形换热管式换热器的换热面积就有24m²。本实用新型的搪瓷反应釜的换热面积是现有技术的2倍。

2、u形换热管的导热系数比夹套的导热系数更高，因此总的传热系数较现有技术也大大提高。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。