不锈钢反应釜的作用及使用条件

反应釜的主要作用是提供反应场所，维持条件，化学反应过程按预定方向进行，获得合格的反应产物。几乎所有的工艺设备都包含反应器，因此如何选择合适的反应器系列，建立良好的操作条件，设计合理可靠的不锈钢反应器，满足工艺行业日益发展的需求具有重要意义。

一个设计合理、性能良好的反应釜，应能满足如下要求：

1.应满足化学动力学和传递过程的要求，反应速度快，选择性好，转化率高，目的产品多，副产品少；

2.能够及时输入或输出热量，保持系统的热平衡，使反应过程在适当的温度下进行；

3.应具有足够的机械强度和耐腐蚀性，以满足反应过程中压力的要求，确保设备耐用，生产可靠；

4.制造方便，安装维护方便，操作调解灵活，生产周期长。

反应釜用机械密封设计注意要点

由于反应釜逐渐向高压、大直径方向发展，与泵机械密封相比转速较低，在设计中应注意以下几点：

1、密封环材料的选择

由于反应釜大多密封气体，除了介质的腐蚀外，还应考虑材料本身没有泄漏。当直径较大时，应使用整体表面复合材料；当压力较高时，应使用机械强度较高的pv值组对材料。当介质压力低于10MPa时，建议使用硬质合金或碳化硅与碳石墨材料组对；当介质压力大于10MPa时，建议使用硬质合金与硬质合金、硬质合金与铜合金、碳化硅与铜合金组对。摩擦力副材料的选择除了考虑压力、周向速度外，还要考虑轴径、温度、润滑、冷却方式等所有条件。

高压和大直径密封，摩擦副端面容易变形，特别是随着介质压力的增加，启动扭矩有增加的趋势。故密封环应选用强度高、刚性好的材料。

2、密封结构的设计

在结构设计中，为了保证密封的可靠性，应选择双端面密封。通常，由于压差大，大气端密封设计为平衡型；介质端密封，由于密封室内密封流体的作用，密封端面两侧压差小，可设计为非平衡型；但考虑到水壶内介质压力或密封室内密封液压力不稳定导致压力波动，也应设计为平衡型。在一些引进装置中，低压工况密封也采用平衡型。这样可以减少端面摩擦热，防止端面液膜蒸发，从而延长使用寿命。当釜内压力超过10MPa时，建议采用多级机械密封装置。

3、几何尺寸的确定

在高压反应釜的机械密封设计中，应充分考虑密封环的形状和支撑方法。由于压力作用所产生的弯曲，以及对于断面回转中心的偏心力作用所产生的力矩都会给密封特性造成很大的影响。静止环由于受釜口法兰尺寸的限制，径向空间一般都不会太大。因此，应充分考虑环的形状、支撑方法、密封圈的位置等，使其耐压、变形小。为避免压力、热应力变形和不平衡引起的变形，形状应尽可能对称简单。支撑方法也适合背面接触。端面凸台连接处的圆角R要特别注意。如有可能，R应尽可能大，其他倒角也应取适当值，使其无锐角；摩擦面宽度与轴径不同，强度应有系数。

由于搅拌轴振动大，悬臂支撑转轴摆动大，静止环与轴之间的间隙应大。

4、弹簧比压和端面比压的计算

应综合考虑机械密封的弹簧比压和端面比压。当计算端面比压时，补偿环的重量不容忽视。

5、传动机构的设计

对传动机构而言，当压力或直径较大时，应采用强力传动机构。如果用普通螺钉和销来传动，由于扭矩的作用，可能会损坏。故应采用键传动等可靠的传动机构。

6、密封的润滑与冷却

由于端面摩擦、磨损、加热等因素会影响机械密封的使用寿命，应使用润滑冷却效果好、与密封介质兼容的润滑油。高压、大直径釜用机械密封尤其要重视对密封的润滑及冷却。润滑剂的主要作用是：减少磨损，降低温度，防止腐蚀，阻尼振动，形成液膜等。目前使用的搅拌反应釜多为立式，搅拌轴插入顶部，密封安装在釜上，釜内顶部多为气相。因此，不能期望用釜内液体润滑。

单端面机械密封时，应在密封外侧设置储油腔，油面应高于密封端面10~20mm，并定期检查补充。

采用双端面机械密封时，由于两端面之间均为密封液，因此可用密封液的机械密封来润滑、冷却。考虑到保持机械密封的摩擦面的润滑和气密性，密封液好利用的润滑油。为保证釜内物料不受润滑油泄漏的影响，尽量在机械密封的下部设置一个受油器，防止润滑油泄漏到釜内物料中。当然，尽量使用液体作为润滑剂，液体流入也不污染物料的液体。故润滑油的选用原则为:

①不含颗粒，长期耐氧化且稳定性好;

②容易脱气，不易沉淀变质，润滑性好;

③防腐蚀性好。此外，油的粘度应根据使用压力、釜内温度和循环方式来选择。例如，在低温低压条件下，使用高粘度润滑油不利于摩擦滑动表面油膜的形成，容易造成早期磨损。相反，在高温高压下，如果使用低粘度润滑油，由于油膜强度低，润滑不良。