電加熱反應(yīng)釜深入釜內(nèi)的缺點某一深度。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，比較適合于小型反應(yīng)器和應(yīng)攪動混勻的液體，對于較大的反應(yīng)器或粘度大的物料不合適。而且，對于較大的反應(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反應(yīng)器的強度提出了更高的要求，這恰恰是大型玻璃反應(yīng)器夾套不如小型玻璃反應(yīng)器的地方。  5）保溫措施  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。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。  2、導(dǎo)熱介質(zhì)  1）升降溫使用同一種傳熱介質(zhì)  在夾套中使用同一種循環(huán)介質(zhì)，這樣做的優(yōu)點很多。首先，夾套內(nèi)壁清洗很不方便，如果將兩種液體介質(zhì)互換使用，在換用第二種介質(zhì)時夾套壁上可能會有種介質(zhì)的殘余，多次換用后，就成混合介質(zhì)了，這時原來兩種介質(zhì)的傳熱性能等物理性質(zhì)都會發(fā)生改變；其次，高溫用油低溫用醇類水溶液會使夾套玻璃內(nèi)壁表面出現(xiàn)油污，玻璃夾套變得模糊而影響反應(yīng)的觀察。第三，對于溫控設(shè)備的循環(huán)介質(zhì)內(nèi)腔的清洗與保養(yǎng)也很有益處。缺點是可操作溫度范圍受循環(huán)介質(zhì)的傾點與閃點限制，因而對循環(huán)介質(zhì)要求較高。  2）升降溫使用不同的傳熱介質(zhì)，兩者互不接觸  即夾套中使用一種加熱制冷循環(huán)介質(zhì)，而內(nèi)置換熱盤管使用另一種加熱制冷循環(huán)介質(zhì)，控制兩套不同的設(shè)備，并進行協(xié)同使物料達到某一所需溫度，會相對更煩瑣一些。  還有另一種方式很少見，目前筆者只了解到一家外國公司使用這種夾套形式：復(fù)合貼壁夾套，同時與內(nèi)壁接觸的是多層夾套，可通兩種循環(huán)介質(zhì)，并且不會混合，該容器制作難度高，尤其容積越大的釜越難制作。  3）有關(guān)蒸汽加熱的問題  電加熱反應(yīng)釜深入釜內(nèi)的缺點常有客戶提出想用蒸汽進行加熱。筆者認為不適合。蒸汽的溫度與鍋爐壓力有關(guān)，因此溫度越高，蒸汽壓力越大。而對于玻璃來說，玻璃管壁越厚或管徑越小，則耐受壓力的能力越強，所以越大的反應(yīng)器其夾套耐壓能力越差，一般國產(chǎn)5升以上的玻璃夾套反應(yīng)器（玻璃壁厚6mm，內(nèi)層玻璃外徑180mm，外層玻璃外徑230mm）其夾套的耐壓水平就不到0.3MPa了。因此蒸汽不適合作為夾套加熱的熱源，要使用蒸汽，可使用玻璃反應(yīng)器內(nèi)置的包被PTFE材料的不銹鋼盤管來通蒸汽進行加熱反應(yīng)物料。  3、循環(huán)介質(zhì)保溫管道  目前常見的種類包括以下幾種： 1）耐溫保溫油管（-180~150℃），丁氰橡膠材質(zhì)，進口產(chǎn)品內(nèi)有雙層鋼絲網(wǎng)骨架，可采用不銹鋼喉箍鎖緊。缺點是不耐高溫。  2）耐高溫保溫油管（-120~220℃），為厚壁硅橡膠，折彎易恢復(fù)形狀，外套保溫海綿管，可采用不銹鋼喉箍鎖緊。缺點是不耐油，遇硅油會漸漸膨脹。  3）耐高溫保溫油管（-20~250℃）為厚壁氟橡膠，折彎易恢復(fù)形狀，外套保溫海綿管，可采用不銹鋼喉箍鎖緊。缺點是不大耐低溫。   4）耐高溫保溫油管（-120~250℃）  PTFE內(nèi)壁，外套保溫海綿管，可采用不銹鋼喉箍鎖緊。缺點是較硬，彎曲易折扁不能自動恢復(fù)形狀。 5）304不銹鋼波紋油管  適用于溫度范圍很寬的油路循環(huán)，尤其是250℃以上的高溫導(dǎo)熱油循環(huán)。外套保溫海綿管，富有彈性易彎曲，使用不銹鋼材質(zhì)快速球口接頭。為國際同行通用類型油管，但使用成本高。  6）液氮輸送專用絕熱保溫管  目前市場上出現(xiàn)的高真空多層金屬輸液軟管為內(nèi)管、外管、護套三層結(jié)構(gòu)。內(nèi)管采用低溫?zé)o縫不銹鋼波紋管，外層為不銹鋼絲護套。產(chǎn)品撓性好，絕熱性能優(yōu)良，并配有真空安全與保險裝置，很適合與液氮容器配套輸送液氮。  4、冷熱源  夾套玻璃反應(yīng)器通常使用夾套加熱制冷，除此也有使用內(nèi)置盤管通循環(huán)介質(zhì)加熱制冷或作為輔助加熱制冷。  1）加熱設(shè)備  這個溫度段的升溫絕大大多數(shù)是靠帶電熱配件的加熱設(shè)備輸送高溫循環(huán)介質(zhì)來實現(xiàn)的，主要有傳統(tǒng)的開放儲槽式運行和先進的循環(huán)介質(zhì)封閉運行兩種方式，兩種方式的優(yōu)缺點比較將在后一節(jié)討論Unistat Tango技術(shù)產(chǎn)品中進行詳細闡述。  2）常溫以上溫度降溫設(shè)備  帶制冷壓縮機的制冷設(shè)備其蒸發(fā)器（熱交換器）處于40℃以上工作環(huán)境時，整個制冷設(shè)備內(nèi)部氣態(tài)制冷劑的壓力很高，壓縮機組難以將氣態(tài)制冷劑壓縮并冷凝，這時制冷效率非常的低，所以一般不用該類制冷設(shè)備來對高溫的循環(huán)介質(zhì)進行降溫。目前，國內(nèi)外同行采用的措施主要有風(fēng)冷和水冷兩種方式，把高溫的油降低到常溫及接近常溫狀態(tài)，需要繼續(xù)降溫則可使用帶制冷壓縮機的制冷設(shè)備。風(fēng)冷與水冷各有優(yōu)點，風(fēng)冷溫度控制精度更高，設(shè)計容易、控制方式簡單。相同換熱面積的兩種設(shè)備成本接近但風(fēng)冷降溫速度比水冷慢，尤其是接近室溫時；同時風(fēng)冷因為熱交換效率比水冷低，如需要提高換熱效率則必須將循環(huán)介質(zhì)先分流再合流，這樣做的代價是阻力增加流量減小，就如同血液在毛細血管中一樣。水冷的設(shè)計難度更高，所以開發(fā)出成功的設(shè)備的廠商較少。  3）電加熱反應(yīng)釜深入釜內(nèi)的缺點常溫以下溫度降溫設(shè)備  這個溫度段的降溫絕大大多數(shù)是靠帶制冷壓縮機的制冷設(shè)備輸送低溫循環(huán)介質(zhì)來實現(xiàn)的，主要有傳統(tǒng)的開放儲槽式運行和先進的循環(huán)介質(zhì)封閉運行兩種方式，兩種方式的優(yōu)缺點比較將在后一節(jié)討論Unistat Tango技術(shù)產(chǎn)品中進行詳細闡述。  需要提請注意的是，目前國內(nèi)市場上使用醇類物質(zhì)（如乙醇、乙二醇）與水混合液（如乙醇、乙二醇）為傳熱介質(zhì)的開放儲槽式循環(huán)泵其盤管式蒸發(fā)器面積遠低于板式熱交換器，所以制冷壓縮機的潛力遠沒有得到發(fā)揮。所以選購時光看設(shè)備配備的制冷壓縮機的制冷功率是沒有用的。也許價格相差很多的設(shè)備選用的一個型號的制冷壓縮機，差別僅在于儲槽的容量與盤管式蒸發(fā)器的長度，即多用了幾兩金屬材料而已，巨大價格差背后的成本幾乎沒有差別。  4）超低溫設(shè)備  國內(nèi)超低溫反應(yīng)器的應(yīng)用目前主要用體現(xiàn)在合金（鈦合金、奧氏體不銹鋼等）反應(yīng)釜上，在玻璃反應(yīng)器方面，目前筆者所在公司已進行了系統(tǒng)的探索并率先推出了產(chǎn)品。要經(jīng)濟的實現(xiàn)超低溫環(huán)境，肯定不應(yīng)該選擇兩級或三級以上的多級壓縮機制冷設(shè)備，鑒于液氮的使用成本不到2元/公斤，無論在實驗中還是在生產(chǎn)上，這種制冷方式得到大多數(shù)用戶的歡迎。但由于液氮沸點低（-195.8℃）、潛熱小、極易蒸發(fā)。要安全，經(jīng)濟地貯存、輸送和應(yīng)用液氮，必須要有絕熱性能良好的貯存和應(yīng)用設(shè)備。市場上液氮相關(guān)設(shè)備及管道配件大多采用英國人詹姆斯杜瓦發(fā)明的雙層壁真空容器結(jié)構(gòu)。而影響這種真空容器及配件性能的關(guān)鍵因素是夾層真空度。而且液氮的使用對反應(yīng)器控溫方式、保溫措施、材料性能、設(shè)備密封與壓力控制以及使用環(huán)境安全性措施等方面都提出了較高的要求。使用液氮制冷的玻璃反應(yīng)器仍然必須保留反應(yīng)過程透明可見的優(yōu)點。而且液氮具有健康危害性：皮膚接觸液氮可致凍傷。如在常壓下汽化產(chǎn)生的氮氣過量，可使空氣中氧分壓下降，引起缺氧窒息。我們開發(fā)出的超低溫控制設(shè)備可以分別用在單夾套與雙夾套的玻璃反應(yīng)器中。

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本文由生產(chǎn)廠家揚中市金元化工電力設(shè)備廠于2018-5-11 9:06:46整理發(fā)布。
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