選擇單層玻璃反應器及溫控設備應該注意的幾個問題

更新時間：2016-09-26

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選擇單層玻璃反應器的溫控設備應該注意的幾個問題

        1）循環介質進、出口的選擇
    目前國內生產的夾套單層玻璃反應器循環介質進出口主要有寶塔頭、法蘭口兩種，以寶塔頭居多。筆者認為寶塔頭接口雖然方便，但卻有許多弊端：首先，外型上呈逐漸縮小的造型容易產生阻力影響循環介質的流速，高速流動的液體還會因此形成對玻璃的沖力進而形成對夾套的壓力，對單層玻璃反應器具有潛在的破壞力；其次寶塔形和玻璃的脆性決定了它只能與軟管直接連接，因為目前軟橡膠類材料的耐溫能力不超過250℃，因此使用寶塔頭接口意味著您選擇的產品物料溫度很難超過210℃，對于20升以上的中試級單層玻璃反應器而言，傳熱阻力更大，可達到的溫度值只會更低；而且，使用橡膠軟管還不能避免橡膠會老化的問題。所以，筆者推薦使用法蘭接口，這也是國外同行通用的接口，它可以避免寶塔頭接口的許多弊端，*的缺點就是裝卸較煩瑣一些。現在也有快開式連接，其實使用起來也很方便快捷，比寶塔頭與橡膠類軟管連接還更省力些。筆者所在公司開發的夾套單層玻璃反應器全部使用法蘭接口，目前尚無用戶提出不同意見。
        2）內置耐腐蝕盤管
    該配件也可起到加熱、冷卻器的功能，還可充當支撐骨架固定柔性溫度測量探頭，不影響攪拌槳的盡量放大，可謂功能多多。作為加熱器時可通蒸汽、熱水或熱油；作為冷卻器時可通水、冷的醇水混合液和冷油甚至液氮。常見的制作方法有薄壁PTFE包被金屬管道。有不少人排斥使用內置盤管，認為它清洗不方便，其實包被薄壁PTFE的金屬管道與固定在大型金屬反應釜體上的盤管不一樣，前者很容易拆卸和清洗，而且造價并不高，可更換使用。須注意不銹鋼噴鍍PTFE的方法并不可取，不僅是因為渡層太薄易剝落而且噴鍍成本高，zui重要的原因是噴鍍完畢后形成的是有細小網孔的網狀鍍層，并不能起到防止化學腐蝕的作用。
        3）真空夾層
    其原理在于消除熱傳導中的空氣對流因素，就象保溫瓶膽抽真空。玻璃反應容器采用三層設計時，對外層夾套抽真空并封閉形成真空夾層，這樣反應保溫效果好。而且低溫時，外層玻璃表面無水霧亦不會結霜，反應清晰可見；高溫時外層玻璃表面不炙熱，可免除燙傷危險。但三層單層玻璃反應器的應力點很多，燒制成功率不高，容積越大的單層玻璃反應器越是這樣。
        4）測溫套及測溫點
    目前市場上大多數單層玻璃反應器使用的是固定式溫度計玻璃套管來測物料溫度，套管從蓋子上固定處深入釜內某一深度。這樣做的缺點很多：1）攪拌棒在某一轉速段可能出現強烈的共振，可能撞擊溫度計玻璃套管；2）中試級的單層玻璃反應器（20~50升）的玻璃套管處于攪拌軸與內壁的中央，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。我們開發了插入深度可調的溫度計套管可彌補第三種缺陷。另外還開發了可與內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單層玻璃反應器內壁的任一深度，并且不影響使用更大攪拌半徑的攪拌槳頁。當然這種應用的前提是須同時使用內置換熱盤管。另外，國外已有從底部閥門中央突出部位內置溫度探頭來進行溫度的數字測量，一般突出部位zui高點比釜底高1~2cm。這種方式測量的是底部物料的溫度，比較適合于小型單層玻璃反應器和應攪動混勻的液體，對于較大的單層玻璃反應器或粘度大的物料不合適。而且，對于較大的單層玻璃反應器而言，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介質溫度要比上部低。所以對大型單層玻璃反應器而言，底部測溫的方式測得物料溫度是偏低的。如果循環介質的流速足夠的快，這種偏差要小些，但高速流體也同時對單層玻璃反應器的強度提出了更高的要求，這恰恰是大型單層玻璃反應器夾套不如小型單層玻璃反應器的地方。
        5）保溫措施
    單層玻璃反應器配套一般使用儀器級溫控設備，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備。利用釜體外層保溫套和循環介質管道保溫套可以有效地降低設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備。單層玻璃反應器與空氣接觸的面積大，不能因為要求反應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。

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