反应釜

反 应 釜

一、反应釜的特点：１．结构基本相同。２．操作压力较高。３．操作温度较高。４．其中通常进行化学反应。5．多属间歇操作。

二、搅拌器类型1．推进式搅拌器2．桨式搅拌器3．涡轮式搅拌器4.锚式和框式及螺带式搅拌器 搅拌器标准的内容包括：结构形式、基本参数和尺寸、技术要求、图纸目录等三个部分。 三、联轴器: 用于立式搅拌轴上的联轴器主要有以下几种： （a）凸缘联轴器

结构：由两个带凸缘的圆盘组成，圆盘称为半联轴器，半联轴器与轴通过键作周边固定，通过轴上的螺纹与锁紧螺母实现二者轴向固定。两个半联轴器靠螺栓连接。 优点：结构简单、成本低，制造方便，传递较大扭矩。 缺点：无减震性，适于低速、振动小和刚性大的轴。 （b）夹壳联轴器

结构：两个半圆夹壳组成，材质为铸铁，用一组螺栓锁紧，用平键完成周边固定，用两个半环组成的悬吊环完成轴边固定。

优点：拆装方便，不用作轴向移动。 缺点：不适于有冲击的场合。 （c）套筒联轴器

结构：用键或销钉将套筒与轴联接起来组成一体。

优点：结构简单、同心度高。 缺点：拆装时轴须作轴向移动。 （d）弹性圈柱销联轴器

结构：与凸缘联轴器相似，区别在于用一个套有弹性圈的柱 销代替联接螺栓，弹性圈材料为橡胶或皮革等。 优点：吸震能力强，可用于频繁正反转场合。

减速器的作用是传递运动和改变转动速度，以满足工艺条件的要求。

四、减速装置主要形式：目前我国已颁布的标准釜用立式减速机，有摆线针齿行星减速机、两级齿轮减速机、三角皮带减速机和谐波减速机四种。 五、填料密封

填料密封是搅拌反应釜最早采用的一种转轴密封形式。填料密封结构简单、易于制造。 适应非腐蚀性和弱腐蚀性介质、密封要求不高、可定期维护的低压、低速搅拌设备。 填料密封由填料、填料箱体、衬套、压盖、压

紧螺栓、油杯等组成。图1-28为一带夹套的铸铁填 料密封箱。

1．填料密封结构及密封原理

填料箱本体固定在顶盖的底座上。在压盖压力 作用下，装在搅拌轴与填料箱本体之间的填料被压 缩，对搅拌轴表面产生径向压紧力。由于填料中含 润滑剂，因此，在对搅拌轴产生径向压紧力的同时， 形成一层极薄的液膜。它一方面使搅拌轴得到润滑， 另一方面又阻止设备内流体的溢出或外部流体的渗 人，达到密封的目的。填料中所含润滑剂是在制造 填料时加人的，在使用过程中将不断消耗，所以， 需在填料密封装置中设置油杯，便于适时加油以确 保搅拌轴和填料之间的润滑。

图1-28带夹套铸铁填料箱 填料密封是通过压盖施加压紧力使填料变形来

1一本体；2一螺钉；3一衬套；4一螺获得的。压紧力过大，将使填料过紧地压在转动轴

塞；5-油圈；6一油杯；7-O形密封圈； 上，会加速轴与填料间的磨损，导致间隙增大反而

8一水夹套；9一油杯；10一填料；11使密封快速失效；压紧力过小，填料未能贴紧转动

一压盖；12一螺母；13一双头螺柱 轴，将会产生较大的间隙泄漏。所以工程上从延长

密封寿命考虑，允许有一定的泄漏量，一般为150 ～450 ml/h。泄漏量和压紧程度通过调整压盖的压紧力来实现，并规定更换填料的周期，以确保密封效果。 2．填料

填料是形成密封的主要元件，其性能优劣对密封效果起关键性作用。对填料的基本要 求是：

①具有足够的塑性，在压盖压紧力下能产生较大的塑性变形；②具有良好的弹性，吸振性能好；③具有较好的耐介质及润滑剂浸泡、腐蚀性能；④耐磨性好，使用寿命长；⑤摩擦系数小，降低摩擦功的消耗； ⑥导热性能好，散热快；⑦耐温性能好。

填料的选用应根据介质特性、工艺条件、搅拌轴的轴径及转速等情况进行。 对于低压、无毒，非易燃易爆等介质，可选用石棉绳作填料。

对于压力较高且有毒、易燃易爆的介质，一般可用油浸石墨石棉填料或橡胶石棉填料。

对于高温高压下操作的反应釜，密封填料可选用铅、紫铜、铝、蒙乃尔合金、不锈钢等金属材料作填料。

六、反应釜开车操作规程 1、开车操作规程 ： 开车的准备： （１）、操作者必须经过培训，熟悉设备的结构、性能，并熟练掌握设备操作规程； （２）、检查釜内、搅拌器、转动部分、附属设备、指示仪表、安全阀、管路及阀门是否符合安全要求；

（３）、检查蒸压釜的釜体、釜盖及所有焊缝有无裂纹、变形、泄漏等异常现象；釜体和釜盖内表面的腐蚀状况；安全附件能否正常工作；冷凝水排放装置是否正常；釜盖悬挂装置、手摇减速器是否动作灵活；滚动支座是否灵活，基础有无下沉；所有紧固件有无松动等；

（4）、检查水、电、气是否符合安全要求； （5）、相关事项检查完毕，方可正常开车。 2、开车中的要求： （１）、加料前应先开搅拌器，无杂音且正常时，将料加到釜内，加料数量不得超过工艺要求； （２）、必须严格按照工艺要求，按顺序加料，不得随意更改加料次序； （3）、投料完毕后开始升温，不可升温过快或过慢，一定要在规定的时间内缓慢升温至物料反应之合适温度；

（4）、保温过程中要随时查看釜温，并做好相应记录，釜温不正常时要及时采取措施，保持正常反应温度；

（5）、开冷却水阀门时，要先开回水阀，后开进水阀。冷却水压力要控制好，不得低于0.1兆帕，也不准高于0.2兆帕；

（6）、反应釜运行中冷凝水排放必须流畅，釜内上部温度与下部温度之差不得大于４０度。当发生冷凝水排放受阻引起反应釜严重上拱变形时，应采取紧急措施排放冷凝水，仍无效时应停釜；

（7）、随时检查设备运转情况，发现异常情况应及时停车检修； （8）、放料完毕，应将釜内残渣冲洗干净。不能用碱水冲刷，注意不要损坏搪瓷。 停车时的要求：

按工艺操作规程处理完反应釜物料后停搅拌，并检查、清洗或吹扫相关管线与设备，按工艺操作规程确认合格后准备下一循环的操作。 3、釜式反应器的维护 反应釜完好标准 （1）、 运行正常，效能良好：

a．设备生产能力能达到设计规定的90%以上； b．带压釜需取得压力容器使用许可证；

c．机械传动无杂音，搅拌器与设备内加热蛇管，压料管内部件应无碰撞并按规定留有间隙； d．设备运转正常，无异常振动；

e．减速机温度正常，轴承温度应符合规定； f．润滑良好，油质符合规定，油位正常；

g．主轴密封及减速机，管线、管件、阀门，人(手)孔、法兰等无泄漏。 （2）、 内部机件无损坏，质量符合要求：

a．釜体，轴封、搅拌器、内外蛇管等主要机件材质选用符合图纸要求；

b．釜体，轴封、搅拌器、内外蛇管等主要机件安装配合，磨损、腐蚀极限应符合检修规程规定；

c.釜内衬里不渗漏，不鼓包，内蛇管装置紧固可靠。 （3）、 主体整洁，零附件齐全好用：

a.主体及附件整洁，基础坚固，保温油漆完整美观；

b．减压阀、安全阀，疏水器、控制阀、自控仪表、通风、防爆、安全防护等设施齐全灵敏好用，并应定期检查校验；

c．管件、管线、阀门、支架等安装合理，横平竖直，涂色明显； d．所有螺栓均应满扣、齐整、紧固。 4、反应釜中壳体（或衬里）的检测

（1）、宏观检查：将反应釜壳体（或衬里）清洗干净，用肉眼或五倍放大镜检查反应釜腐蚀、变形、裂纹等缺陷；

（2）、无损检测法：将反应釜被测点除锈，磨光，用超声波测厚仪的探头与反应釜被测部位紧密接触（接触面可用机油等液体作偶合剂）。利用超声波在同一种均匀介质中传播时，声速是一个常数，而遇到不同介质的界面时，具有反射的物性，通过仪器可用数码直接反映出来，并可测出该部位的厚度；

（3）、钻孔实测法：当反应釜使用仪器无法测量时，采用钻孔方法测量反应釜。可用手电钻钻孔反应釜实际测量厚度，测后应补焊修复反应釜。对用铸铁、低合金高强度钢等可焊性差的材料制作的容器，不宜采用本法测厚；

（4）、测定壳体内、外径：对于铸造的反应釜、内外径经过加工的设备，在反应釜使用过程中，属于均匀腐蚀通过测量壳体内、外径实际尺寸，并查阅技术档案，来确定设备减薄程度；

（5）、气密性检查：主要对反应釜衬里而言，在反应釜衬里与壳体之间通入空气或氨气，通入空气时可用肥皂水涂于焊缝或腐蚀部位，检查有无泄漏；通入氨气时，可在焊缝和被检的腐蚀部位贴上酚酞试纸，在保压5~10分钟后，以试纸上不出现红色斑点为合格。 七、 中小型反应釜常见的缺陷及危害

1、 釜体和传热部分

(1) 改薄釜体或传热夹套的钢板，尤其是价格较高的不锈钢板。 釜体耐压强度和刚度等性能下降，可造成设备爆炸恶性事故；

（2）改薄法兰材料，未达到额定负荷时变形，造成法兰面密封失效； (3) 为省料,封头不压出直边,封头刚度下降,设备容量降低；

(4) 为了保证设备的强度,防腐性能和釜内的清洁,筒体、衬里底座和法兰等应该内、外双面焊的简化为外侧单面焊，设备的可靠性下降。未焊的内侧将形成夹缝，釜内物料容易渗入，又难以清洗，渗入物的成份通常不定，既可能长期滞留夹缝深层腐蚀设备，脱落后又可能污染产品；

（5） 反应釜内壁和釜内部件不抛光，釜内壁粗糙，易生锈、结垢，使用初期或置换产品时清洗困难；

（6） 混淆全容积和公称容积概念，通常设备的全容积是反应釜筒体和上下封头包含的所有空间，而公称容积仅仅是釜体夹套对应的体积，也就是可投料的体积。投料超过装料，致使反应釜超载工作。

2、 搅拌、传动及密封部分

（1）为了保证传动装置的稳定，釜盖上的基座应该为平台的，常被简化成三点支撑，因这种结构单薄、刚度差。 除不得已在低速的搪瓷釜上使用外，在常用的反应釜上易造成搅拌轴、减速机架和电机抖动。致使轴封失效，物料逸漏，设备运动件磨损加剧；

（2）减速机配置不当。 在轴封要求较高的场合，如使用机械密封时，应选用轴摆动较小的减速机。若选用价格相对低廉的涡轮减速机，因出轴摆动大，连带搅拌轴摆动，此时，机械密封因工况无法保证而失效。釜内带压时，轴封泄漏更甚。 若釜内是易燃、易爆、毒害、腐蚀介质、其危害很大；

（3）减速机机架过短，无调整机械密封和考贝轮的空间，更换机械密封易损件时，须拆卸减速机和电机不方便；

（4）减速机机架中间无定位轴承。 搅拌轴摆动过大，造成轴封失效；

（5）底轴承与减速机架不同轴，或搅拌轴与减速机出轴不同轴，造成搅拌轴别劲，摆动，底轴承因磨损减低寿命以及轴封失效；

（6）无防松动盖板。在没有别的防止搅拌轴与考贝轮脱离措施时，搅拌轴松动后，可因自重砸入反应釜内造成事故。

3 、零部件和接管

(1) 手孔的密封面应该是榫槽，常被改成平面。

正常带榫槽的手孔在反复开闭时，上盖的凸面很容易滑入榫槽内自动定位，因垫片嵌入凹槽内不易损坏，即使损坏，残片仍留在凹槽内，不会落入釜内。 有压力时，垫片不容易冲掉。 而简化成平面后，上盖和垫片不能自动找正，闭合定位困难。每次使用时，垫片都会位移易泄漏，暴露在外的垫片既容易污染，也容易损坏。脱落的残片可能落入釜中污染产品；

(2) 手孔的丝杠应该是传动型的梯形螺纹的，改成连接型的细牙螺纹。

因梯形锣纹可承受较大的力量，锣距大，手孔闭合时转动圈数少。 相比之下，细牙螺纹转动圈数多，使用不方便，力量稍大就滑丝。又因螺纹浅，再加上磨损和腐蚀双重作用，易损坏；

（3）接管口倾斜，放料口偏方向。

焊接时不注意接管法兰的方向性，使对接的阀门手轮歪斜，后续接管随之偏斜，不易操作，物料流动不畅，在死角区残留料，污染下批产品。

反应釜常见故障及处理方法一览表（一） 故 障 现故 障 原 因 处 理 办 法 象 壳体损坏 （1）受介质腐蚀（点蚀、晶间腐（1）采用耐蚀材料衬里的壳体需重新修衬或局（腐蚀、裂蚀） 部补焊 纹、透孔） （2）热应力影响产生裂纹或碱脆 （2）焊接后要消除应力，产生裂纹进行修补 （3）磨损变薄或均匀腐蚀 （3）超过设计最低的允许厚度、需更换本体 填料密封 （1）搅拌轴在填料处磨损或腐（1）更换或修补搅拌轴，并在机床上加工，保 证粗糙度 蚀，造成间隙过大 （2）油环位置不当或油路堵塞，（2）调整油环位置，清洗油路 不能形成油封 （3）压紧填料，或更换填料 （3）压盖没压紧，填料质量差或密封泄漏 使用过久 （4）修补或更换 （4）填料箱腐蚀 机械密封 （5）更换摩擦副或重新研磨 （5）动静环端面变形，碰伤 （6）调整比压要合适，加强冷却系统，及时带（6）端面比压过大，摩擦副产生走热量 热变形 （7）密封圈选材、安装要合理，要有足够的压（7）密封圈选村不对，压紧力不紧力 够，或V型密封圈装反，失去密 （8）停车，重新找正，保证垂直度要求 封性 （8）轴线与静环端面垂直误差过（9）严格控制工艺指标，颗粒及结晶物不能进入摩擦副 大 （9）操作压力、温度不稳，硬颗（10）调整、检修，使轴的窜量达到标准 （11）改进安装工艺，或过盈量要 粒进入摩擦副 （10）轴窜量超过指标 （11）镶装或粘接动、静环的镶缝泄漏 八、釜体的修补 1、反应釜运行到一定年限后，出现以下情况之一者，应予报废：

（1）设备壁厚均匀腐蚀，超过设计规定的最小值； （2）设备的壁厚因局部腐蚀，小于设计规定的最小值，且腐蚀面积大于总面积的20%；（3）水压试验时，设备有明显变形或残余变形超过规定值； （4）因碱脆或晶间腐蚀严重，设备本体或焊缝产生裂纹不能修复时；（5）设备超标缺陷（如严重的结构缺陷危及安全运行时，焊缝不合格、严重未焊透、裂纹等）而无法修补时。 2、釜体缺陷修补

釜体材料为铸铁时，其常见的缺陷有砂眼、裂纹、点蚀或局部腐蚀等，由于铸铁的塑性小，可焊性差、旧铸铁件的组织内部容易吸收油质或有机溶剂，所以焊接时很容易产生气孔，因此在

补焊时应采用合理的焊接工艺和必要的措施才能保证补焊的质量。釜体越大，加热越困难，常用的补焊方法为电弧冷焊修补。

钢制（或不锈钢衬里）反应釜与腐蚀性介质长期接触，产生均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀及碱脆时，除对整体设备定期更换外，对局部缺陷可通过宏观检查、无损探伤、确定缺陷的性质后，采取必要的相应措施加以修补。

在化工生产中，有些反应釜的内部衬有非金属材料，如瓷板、石墨、橡胶等，在使用过程中发现有局部脱落、损坏或因介质透过衬里层将设备本体局部腐蚀（或损坏）时，应根据具体情况实施修复。瓷板或瓷砖局部脱落或损坏，可予以更换瓷板或对瓷砖局部修复。橡胶衬里设备的修补方法很多，可用原衬里胶层同种牌号的胶板修补，或用低温硫化的软胶板修补，或手糊玻璃钢修补等，其中，手糊玻璃钢修补的方法简便，适合现场修补，效果良好。搪玻璃设备因机械损伤或介质腐蚀，其玻璃衬里发生小面积损坏，可根据具体情况采用耐腐蚀金属材料填塞法、无机涂料修补法、有机涂料修补法等进行修补。 九、反应釜发生爆炸事故的主要原因

1、违章作业

违章作业的主要表现如下： （1）、未对设备进行置换或置换不彻底就试车或打开人孔进行焊接检修，空气进入塔内形成爆炸性混合物而爆炸。由此发生爆炸事故的次数最多，在小氮肥生产中尤为严重；（2）、用可燃性气体(如合成系统的精炼气、碳化系统的变换气)补压、试压、试漏；（3）、未作动火分析、动火处理(如未加盲板将检修设备与生产系统进行隔离，或盲板质量差，或采用石棉板作盲板)，未办理动火证就动火作业；（4）、带压紧固设备的阀门和法兰的螺栓；（5）、盲目追求产量，超压、超负荷运行；（6）、擅自放低储槽液位，使水封不起作用或因岗位间没有很好配合，造成压缩机、泵抽负，使空气进人设备形成爆炸性混合物；（7）、设备运行中离岗，没有及时发现设备内工艺参数的变化，致使系统过氧爆炸。

2、操作失误

操作失误的主要类型如下： （1）、设备置换清扫时，置换顺序错误； （2）、操作中错开阀门，或开关阀门不及时，或开关阀门顺序错误，致使设备憋压或气体倒流超压，引起物理爆炸； （3）、投料过快或加料不均匀引起温度剧增，或使设备内母液凝固； （4）、未及时排放冷凝水或操作不当，使设备操作带水超压； （5）、由操作原因引起的压缩机、泵抽负，使空气进入设备，形成爆炸性混合物； （6）、过早地停泵停水，造成设备局部过热、烧熔、穿孔； （7）、投错物料，使其在回收工序中受热分解爆炸。 3、维护不周

维护不周的主要表现如下： （1）、设备运行中，因仪表接管漏气、阀门密封不严等引起可燃性气体泄漏； （2）、未及时清理沉积物，使管道堵塞，造成设备真空度上升，设备内形成爆炸性混合物，或高温下引起积炭自燃爆炸；

（3）、仪表装置失灵； （4）、不凝性气体没有排出或排尽，导致超压爆炸； （5）、使用防腐剂不当，在设备上引起着火； （6）、设备长期储存，温度过高引起自聚反应，或充装可燃性液化气体过满，高温下储存和运输中气体受热膨胀，压力剧升而导致爆炸；

（7）、油蒸气排放源向大气中排放的油蒸气积累以及失控，残留品的挥发，使油罐区周围形成易燃易爆体系，在油罐作业搅动时，使沉积的油气挥发，遇焊渣时燃着火；

（8）、存在点火源，主要指焊火、机动车尾气火花、静电消除装置失灵发生静电放电、雷击起火和其它点火源，如铁器相互碰撞、钉子鞋与路面摩擦产生的火星等。

4、制造缺陷

设备制造缺陷主要有以下几种： （1）、自制或自制改装的设备，材质不符合要求，没按有关规定和技术要求进行加工； （2）、焊接质量大差，如设备焊接处有明显的与母材未熔合、连续点状夹渣、气孔或细小裂

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