隨著人們?nèi)粘Ｉ畹奶岣?，?duì)聚醚多元醇行業(yè)生產(chǎn)品種及工 藝的需求也越來(lái)越高。如何研制大容量、無(wú)泄的反應(yīng)釜，快速生產(chǎn)出多批次、多牌號(hào)的聚醚產(chǎn)品滿足行業(yè)需求，成為反應(yīng)釜設(shè)計(jì)行業(yè)亟待解決的一個(gè)難題。
現(xiàn)有的磁力反應(yīng)釜容量過(guò)小，靠永磁鐵磁力驅(qū)動(dòng)，存在磁力 驅(qū)動(dòng)不足的缺陷，屬于試驗(yàn)級(jí)反應(yīng)釜，山東某國(guó)營(yíng)化工企業(yè)與威海某磁力反應(yīng)釜制造企業(yè)共同設(shè)計(jì)制造了電磁力驅(qū)動(dòng)3000L反應(yīng)釜，其設(shè)計(jì)理念先進(jìn)，制造工藝精良，磁力驅(qū)動(dòng)力大，攪拌及轉(zhuǎn)子不打滑，攪拌充分，成功生產(chǎn)出了多批次、合格的聚醚產(chǎn)品。多批次、多牌號(hào)的聚醚產(chǎn)品滿足了泡沫塑料，造紙、紡織、印染、 合成革、涂抖，粘合劑、彈性體、密封劑及石油開(kāi)發(fā)等行業(yè)的特殊需求。填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)大型電磁力反應(yīng)釜設(shè)計(jì)的空白，獲得了一項(xiàng)國(guó)家專利。
設(shè)計(jì)思路和方法
1.1 電磁力傳動(dòng)原理
電磁力傳動(dòng)原理就是利用三相交流電通過(guò)繞組產(chǎn)生出的旋轉(zhuǎn) 磁場(chǎng)，吸引反應(yīng)釜內(nèi)的轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)于帶動(dòng)攪拌達(dá)到物料的 攪拌目的。其機(jī)械機(jī)構(gòu)為電磁力驅(qū)動(dòng)器。電磁力驅(qū)動(dòng)器通常由3個(gè)主要部件組成：（l）內(nèi)磁轉(zhuǎn)子部件；（2)外部 相繞組部件；(3)變頻器。外部三相繞組部件作為動(dòng)力源。由380V三相交流電通過(guò)繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，帶動(dòng)反應(yīng)釜內(nèi)部的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。 內(nèi)磁部件動(dòng)力源來(lái)自于外部電磁繞組的空間磁場(chǎng)作用。反應(yīng)釜的殼體則是把外磁部件、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子隔離在兩個(gè)工況完全不同的腔休 內(nèi)。外部三相繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)通過(guò)殼體吸引內(nèi)部轉(zhuǎn)子以此完成它們之間空間距離的力矩傳遞，從而達(dá)到攪拌目的。先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念 改變傳統(tǒng)攪拌軸的動(dòng)密封，做到了由原來(lái)的動(dòng)密封變成了靜密封機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。做到了真正意義上的無(wú)泄漏攪拌。見(jiàn)圖l所示。
1.2設(shè)備特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求。
高壓電磁力釜在設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格按照《壓力容器安全技術(shù)檢查規(guī) 程》設(shè)計(jì)，屬于第三類高壓反應(yīng)容器，依據(jù)GH150--1998《鋼制壓力容器》的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收。改備釜體和上 下封頭均采用壓力容器低合金鋼板和不銹鋼板復(fù)臺(tái)(16MnR+OCr18Ni9)焊接而成。焊縫采用射線探傷。換熱采用的盤(pán)管采用不銹鋼，所有工藝接管均采用不銹制鍛壓件一次成型。所 有與反應(yīng)物料接觸面均采用不銹鋼貼合，防止介質(zhì)對(duì)材料造成腐蝕而產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。在反應(yīng)釜上安全裝置采用彈簧式安全閥，防 止釜內(nèi)壓力很標(biāo)。安全閥登記為3MPa。通徑為50mm。材質(zhì)為OCr18Ni9。開(kāi)啟壓力為2.8Mpa。工作溫度為-10-180度。根據(jù) 工藝要求和反應(yīng)物料的特點(diǎn)，釜腔內(nèi)設(shè)置組合式攪拌。
這種攪拌器由于槳葉面積大，轉(zhuǎn)速較低，其借助擋板的作用， 來(lái)強(qiáng)化軸向的混合。它的槳葉端部較長(zhǎng)．葉片附近的湍動(dòng)漩渦區(qū) 較大，有利于分散且物料不易沉于釜底。這種攪拌器在攪拌功率相同的情況下，能產(chǎn)生更大的循環(huán)湍流，可以將沉積于釜底的 催化劑固體顆粒在高速攪拌下充分與氣液界面接觸反應(yīng)．提高反應(yīng)效率，加快反應(yīng)產(chǎn)品的生成。整個(gè)攪拌過(guò)程采用變頻調(diào)速控制。
反應(yīng)釜采用電磁力傳動(dòng)裝置后，目的是將傳動(dòng)軸動(dòng)密封結(jié)構(gòu)改變?yōu)殪o密封結(jié)構(gòu)，使整臺(tái)設(shè)備在高溫高壓工況下很好地解決密封問(wèn)題：
(1)人孔蓋和人孔法蘭連接處?kù)o密封；
(2）磁力傳動(dòng)裝置與人孔蓋之間靜密封；
（3)磁力傳動(dòng)裝置構(gòu)件間靜密封。嚴(yán)格按壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)程設(shè)計(jì)，采用金屬齒形墊能保證長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)設(shè)備在高溫高壓狀態(tài)下無(wú)泄漏。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與技術(shù)參數(shù)
高壓磁力釜結(jié)構(gòu)如圖1所示。反應(yīng)釜的主體為上下封頭（球形） 和中間釜體組成，結(jié)構(gòu)形式為閉式。采用U形夾套蒸汽加熱。釜 內(nèi)按工藝要求設(shè)置4m2不銹鋼盤(pán)管既可加熱又可冷卻。釜頂部（上 封頭）中心開(kāi)設(shè)大孔，整個(gè)電磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)置于釜體兩側(cè)。工藝管道 接口布置于人孔周圍開(kāi)孔范圍之內(nèi)。該反應(yīng)釜設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，布 置合理，適合各類有毒有害的工況使用。反應(yīng)釜的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù) 如表l所示。
使用效果
高壓電磁力反應(yīng)釜經(jīng)國(guó)內(nèi)同行多家用戶使用證明性能優(yōu)越， 在設(shè)備的安全運(yùn)行、高效環(huán)保，特別是在有毒有害的工況下使用 效果顯著，做到了無(wú)泄漏，保障操作工人的人身安全。
（1）設(shè)備采用電磁力傳動(dòng)技術(shù)，電磁力攪拌反應(yīng)釜以其優(yōu)良密 封性能克服了機(jī)械密封和填料密封無(wú)法解決的泄漏問(wèn)題，是易燃， 易爆、劇毒、貴重介質(zhì)加溫、加壓攪拌反應(yīng)優(yōu)選設(shè)備，是目前國(guó) 內(nèi)外較理想的無(wú)泄漏反應(yīng)釜。實(shí)現(xiàn)了無(wú)泄漏操作，使用安全可靠， 避免了物料泄漏對(duì)人員和環(huán)境造成的各種事故。
(2)該設(shè)備滿足聚醚多元醇反應(yīng)工藝，同采用傳統(tǒng)反應(yīng)釜反應(yīng) 工藝相比，反應(yīng)時(shí)間縮短3-4倍。反應(yīng)短時(shí)間完成，產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率 比較高，產(chǎn)生副產(chǎn)品少，生產(chǎn)效率得到數(shù)倍的提高。
(3)采用電磁力傳動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，加工安裝簡(jiǎn)單。維侈方便，反 應(yīng)釜無(wú)泄漏，使用周期長(zhǎng)。
(4)電磁力傳動(dòng)采用空間傳遞力矩，幾乎沒(méi)有摩擦功耗，節(jié)能 效果明顯。反應(yīng)釜操作簡(jiǎn)單，反應(yīng)時(shí)間縮短，節(jié)約了維修時(shí)間和 寶貴的維修經(jīng)費(fèi)。高壓狀態(tài)無(wú)泄漏，操作安全可靠，企業(yè)采納后， 經(jīng)濟(jì)效益明顯。
結(jié)語(yǔ)
磁力驅(qū)動(dòng)反應(yīng)釜設(shè)計(jì)理念先進(jìn)，結(jié)構(gòu)新穎，價(jià)格造價(jià)便宜， 成功實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的動(dòng)密封泄漏問(wèn)題，結(jié)構(gòu)屬于國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。該設(shè)備首臺(tái)造價(jià)在60萬(wàn)元左右，從國(guó)外進(jìn)口同樣設(shè)備是國(guó)內(nèi)的6倍之多。 單從國(guó)外進(jìn)口同樣設(shè)備一套機(jī)械密封，價(jià)格就近35萬(wàn)元之多。而制作攪拌效果相同的套電磁力傳動(dòng)裝置價(jià)格在15萬(wàn)元左右，其使用壽命幾乎同反應(yīng)釜的壽命樣長(zhǎng)，可達(dá)15年左右。該設(shè)備的投入運(yùn)行，標(biāo)志著我國(guó)的反應(yīng)釜設(shè)計(jì)達(dá)到了國(guó)際水平，具有很大的使用、推廣價(jià)值。
