選擇單層玻璃反應(yīng)器及溫控設(shè)備應(yīng)該注意的幾個問題
點擊次數(shù):3212 更新時間:2016-09-26
選擇單層玻璃反應(yīng)器的溫控設(shè)備應(yīng)該注意的幾個問題
1)循環(huán)介質(zhì)進、出口的選擇
目前國內(nèi)生產(chǎn)的夾套單層玻璃反應(yīng)器循環(huán)介質(zhì)進出口主要有寶塔頭、法蘭口兩種,以寶塔頭居多。筆者認為寶塔頭接口雖然方便,但卻有許多弊端:首先,外型上呈逐漸縮小的造型容易產(chǎn)生阻力影響循環(huán)介質(zhì)的流速,高速流動的液體還會因此形成對玻璃的沖力進而形成對夾套的壓力,對單層玻璃反應(yīng)器具有潛在的破壞力;其次寶塔形和玻璃的脆性決定了它只能與軟管直接連接,因為目前軟橡膠類材料的耐溫能力不超過250℃,因此使用寶塔頭接口意味著您選擇的產(chǎn)品物料溫度很難超過210℃,對于20升以上的中試級單層玻璃反應(yīng)器而言,傳熱阻力更大,可達到的溫度值只會更低;而且,使用橡膠軟管還不能避免橡膠會老化的問題。所以,筆者推薦使用法蘭接口,這也是國外同行通用的接口,它可以避免寶塔頭接口的許多弊端,*的缺點就是裝卸較煩瑣一些?,F(xiàn)在也有快開式連接,其實使用起來也很方便快捷,比寶塔頭與橡膠類軟管連接還更省力些。筆者所在公司開發(fā)的夾套單層玻璃反應(yīng)器全部使用法蘭接口,目前尚無用戶提出不同意見。
2)內(nèi)置耐腐蝕盤管
該配件也可起到加熱、冷卻器的功能,還可充當支撐骨架固定柔性溫度測量探頭,不影響攪拌槳的盡量放大,可謂功能多多。作為加熱器時可通蒸汽、熱水或熱油;作為冷卻器時可通水、冷的醇水混合液和冷油甚至液氮。常見的制作方法有薄壁PTFE包被金屬管道。有不少人排斥使用內(nèi)置盤管,認為它清洗不方便,其實包被薄壁PTFE的金屬管道與固定在大型金屬反應(yīng)釜體上的盤管不一樣,前者很容易拆卸和清洗,而且造價并不高,可更換使用。須注意不銹鋼噴鍍PTFE的方法并不可取,不僅是因為渡層太薄易剝落而且噴鍍成本高,zui重要的原因是噴鍍完畢后形成的是有細小網(wǎng)孔的網(wǎng)狀鍍層,并不能起到防止化學腐蝕的作用。
3)真空夾層
其原理在于消除熱傳導中的空氣對流因素,就象保溫瓶膽抽真空。玻璃反應(yīng)容器采用三層設(shè)計時,對外層夾套抽真空并封閉形成真空夾層,這樣反應(yīng)保溫效果好。而且低溫時,外層玻璃表面無水霧亦不會結(jié)霜,反應(yīng)清晰可見;高溫時外層玻璃表面不炙熱,可免除燙傷危險。但三層單層玻璃反應(yīng)器的應(yīng)力點很多,燒制成功率不高,容積越大的單層玻璃反應(yīng)器越是這樣。
4)測溫套及測溫點
目前市場上大多數(shù)單層玻璃反應(yīng)器使用的是固定式溫度計玻璃套管來測物料溫度,套管從蓋子上固定處深入釜內(nèi)某一深度。這樣做的缺點很多:1)攪拌棒在某一轉(zhuǎn)速段可能出現(xiàn)強烈的共振,可能撞擊溫度計玻璃套管;2)中試級的單層玻璃反應(yīng)器(20~50升)的玻璃套管處于攪拌軸與內(nèi)壁的中央,使用渦輪式攪拌槳時很容易被頁片打到,致使葉片不能做到盡可能的大而影響攪拌效果;3)當物料裝得多的時候,套管受力大易折裂,物料裝得少的時候則套管可能接觸不到物料而無法測溫。我們開發(fā)了插入深度可調(diào)的溫度計套管可彌補第三種缺陷。另外還開發(fā)了可與內(nèi)置換熱盤管捆綁使用的可任意彎曲的溫度探頭,這樣就可將測溫點置于靠近單層玻璃反應(yīng)器內(nèi)壁的任一深度,并且不影響使用更大攪拌半徑的攪拌槳頁。當然這種應(yīng)用的前提是須同時使用內(nèi)置換熱盤管。另外,國外已有從底部閥門中央突出部位內(nèi)置溫度探頭來進行溫度的數(shù)字測量,一般突出部位zui高點比釜底高1~2cm。這種方式測量的是底部物料的溫度,比較適合于小型單層玻璃反應(yīng)器和應(yīng)攪動混勻的液體,對于較大的單層玻璃反應(yīng)器或粘度大的物料不合適。而且,對于較大的單層玻璃反應(yīng)器而言,夾套高度也大,因為高溫流體密度小,低溫流體密度大,一般在夾套下部循環(huán)介質(zhì)溫度要比上部低。所以對大型單層玻璃反應(yīng)器而言,底部測溫的方式測得物料溫度是偏低的。如果循環(huán)介質(zhì)的流速足夠的快,這種偏差要小些,但高速流體也同時對單層玻璃反應(yīng)器的強度提出了更高的要求,這恰恰是大型單層玻璃反應(yīng)器夾套不如小型單層玻璃反應(yīng)器的地方。
5)保溫措施
單層玻璃反應(yīng)器配套一般使用儀器級溫控設(shè)備,其價值不菲,因此配套時用戶不會選擇加熱制冷功率過大的設(shè)備。利用釜體外層保溫套和循環(huán)介質(zhì)管道保溫套可以有效地降低設(shè)備與外界空氣的熱交換,從而提高升降溫速度,也避免選擇功率更高價格也更高的設(shè)備。單層玻璃反應(yīng)器與空氣接觸的面積大,不能因為要求反應(yīng)過程的可視化而犧牲升降溫速度,選擇帶可視窗的釜體外層保溫套,可以解決這一矛盾。