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探究搪玻璃反应釜的结构对物料运作的影响

发布日期:[ 2016年4月3日 ] 共阅[ 3012 ]次

搪玻璃反应釜是医药、化妆等精细化工生产单位所用的主要设备。我国自有独立的搪玻璃生产行业以来,一直围绕着更好地适应和服务于化学工业发展的主题。在搪玻璃的技术性能方而做了不懈的探索和研究。多年来,主要的研究方向是在提高瓷釉的理化性能方面,就设备的结构而言,只是局部的改进,并没有实质性的进展。笔者通过几年来对数家化工生产单位使用搪玻璃反应釜情况的观察与了解,认为要使搪玻璃行业更好地服务于化工行业,使搪玻璃产品在市场经济中更具有竞争力,今后应该在改进设备结构以便提高釜内物料的反应速度方面进行突破性的研究与改进。这样将大大提高化工行业的生产效率.并且具有一定的社会效益。搪玻璃反应釜也会更受用户的青眯,同时搪玻璃的技术性能也将会有所发展。

2影响搪玻璃反应釜内物料反应速度的因素

对每一台搪玻璃反应釜而言,釜内的反应速度与物料的碰撞频率成正比。因此,提高釜内物料的反应碰撞频率是有效提高反应速度的途径。

3对搪玻璃反应釜内物料运作方式的分析

对一台搪玻璃反应釜来看,当物料加至工艺要求的量后,就需要进行反应,这时启动上部减速机带动搅拌器开始旋转,这也是目前为止增加物料间反应碰撞的手段。通过对多台搪玻璃反应釜反应工艺过程的观察来看,笔者认为,单独靠釜内搅拌器进行的单向旋转来增加物料间的反应碰撞是有限度的,并不能较大限度地提高物料间的碰撞机率。

其原因如下,反应的初始阶段,整个物料体系处于静止状态,当搅拌器开始旋转斤,其桨叶首先带动釜内下部物料开始运动,由于上部开始处于静止状态,所以,在初始阶段,物料的上下速度差较大,此时系统的混乱度较大,即,物料的碰撞频率较大,反应速度也较大。但这种状态很其短暂,对于小规格的搪玻璃反应釜来说,这种状态仅有数秒钟,而对于大规格的搪玻璃反应釜来说,这种状态也只有几分钟。随着时间的推移,釜内的物料在搅拌器的带动下,基本上处于一个惯性系统中,进行圆周运动,处于稳定的层流状态。

此时物料仅靠微弱的层间磨擦来进行碰撞反应,物料的反应速度下降到一个较小的状态稳定进行,其反应速度曲线如图2所示。

根据流体力学原理,液体在进行紊流时,可增大其混乱度,因而可很大地提高流体的碰撞频率。

4增加物料紊乱度的措施

鉴于以上分析,要提高物料的反应速度,就必须较大限度地增大其运作时的紊乱度,以增加物料分子间的碰撞频率。

通过进一步的研究,笔者认为,要改变釜内物料的运作方式,就要从搪玻璃反应釜的结构入手,进行以下两方面的改进。

4.1改变搅拌器的运作方式。

这种措施是改变搅拌器传统的单向旋转方式,采用双向间歇式旋转。具体为当物料与搅拌器在一个旋转方向上处于同一惯性状态时,改变搅拌器的旋转方向,使物料受到相反,方向的作用,这时釜内的物料可处于很大的混乱状态,从而提高其碰撞机率。这种情况可连续进行,直至物料反应终结,其反应速度状态如图3。

由图3可以看出,其反应速霞处于周期性变化之中。其平均反应速度大于传统的单项搅拌的速度。而搅拌器的运动周期可视搪玻璃反应釜的规格大小而定,规格越大,则T。就越大。

4.2在釜内设置挡板。

这种方法是在釜内垂直方向上设置3-4块遮流板,在搅拌器开始运行后,釜内的物料就可形成许多小旋流,如同4。从而大大地提高物料在运行时的混乱度,以提高其反应速度,反应速度的状态如图5所示,其本上为一个定值。

5以上措施的技术可行性分析

对于改变搅拌器的工作方式的这种方法,对搪玻璃反应釜本身并无任何要求,只是需要改变釜盖上部的减速机电器控制系统,以改电动部份的单向运行为双向间歇式运行。这种改动可在减速机原控制线路上加一个时间继电器和反向接触器就可实现。这种控制方法,无论是锅轮减速机还是摆线针轮减速机都能运用。

上述方法,适用于各种规格的反应釜。

要在釜内设置遮流板,有两种方案,其一是将挡板固定在釜盖上,如图6。这种方法是在盖部设置几个固定接孔,对于制造来说,难度较小,易于生产,与传统结构相比,只是在盖部多设置3-4个接孔。挡板可采用搪玻璃材料或不锈钢板材,用聚四氟材料固定在釜盖上,在技术上易于实施。

其二,是将挡板固定在釜身上,如图7。此种方法每块挡板需在釜身上下各开一个孔来进行固定。这种孔可采用特制小接孔来实现。挡板因结构复杂,表面搪玻璃比较困难,因此,可采用不锈钢板制作。

以上两种设置挡板的方法均适用于大规格的搪玻璃反应釜。前者工艺较简单,后者由于在釜身上多开6-8个固定孔,因此给搪烧带来困难。这两种方法的难点在于挡板的固定手段上,但通过特殊的工艺方案是完全可以实现的。

上述3种增加物料反应紊乱度的方法各有其优缺点棚适用规格范围,可根据不同情况研制实施。相信通过以上改进,搪玻璃反应釜的技术性能会上一个新的台阶。

以上内容如有谬误之处,望同行和专家予以指正。

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