在涂料工業(yè)中反應(yīng)釜被用來制備油性樹脂清漆和醇酸樹脂。所 用的這類反應(yīng)釜容量規(guī)格 從1立升到幾噸都有觀貨供應(yīng)。小規(guī)格的反應(yīng)釜是用玻璃做的，大規(guī)格的則用不銹鋼制成。 

設(shè)計(jì)

反應(yīng)釜多半都設(shè)計(jì)成圓柱形，其徑/長(zhǎng)比為0.66/1.0。其頂和底制成碟狀。頂蓋用凸緣狀 的法蘭固定，底則焊接在殼體上。

頂蓋上設(shè)有若干個(gè)開口如人孔、攪拌桿及熱電偶等。反應(yīng)釜的加熱方式有如下幾種。

a）用煤、木材、燃油在底部直接加熱。

b）用電熱元件在外側(cè)加熱或用循環(huán)熱媒在夾套內(nèi)加熱。

c）浸入的盤管通熱油加熱。

反應(yīng)物料

在反應(yīng)中常用的反應(yīng)物料有：

1、相容或不相容的液體。液體的混合很容易通過攪拌或機(jī)械混合來實(shí)現(xiàn)，反應(yīng)混合物的傳 熱是通過對(duì)流進(jìn)行的。

2、液體與適當(dāng)粒徑的固體反應(yīng)物的非均相混合。在這種情況下借助混合器不可能將這些 物 料*混合。混合作用力一消失，固體物料便會(huì)沉淀到釜底形成一不導(dǎo)熱的物料層并出現(xiàn)下 述現(xiàn)象：

·固體反應(yīng)物炭化，
·混合物顏色變深，
·炭化的物料浪費(fèi)了，
·熱能和時(shí)間浪費(fèi)了，
·聚合反應(yīng)不均勻，
·聚合物成分不均勻，
·由于物料和能量的浪費(fèi)而影響生態(tài)環(huán)境。

為了避免出現(xiàn)這些問題，可以分兩步多次添加反應(yīng)物料：

a）*步先將液體反應(yīng)物料加到反應(yīng)釜中將介質(zhì)溫度加熱到稍高于反應(yīng)溫度或固體反應(yīng)物的 熔點(diǎn)。

b）在不斷攪拌的情況下慢慢添加固體反應(yīng)物讓它不斷反應(yīng)或溶解，避免發(fā)生沉淀。但是這種 速度不可能保持，有時(shí)還會(huì)發(fā)生沉淀和結(jié)焦的現(xiàn)象。而且這樣需要很長(zhǎng)時(shí)間才能完成反 應(yīng)。

新的設(shè)計(jì)概念

為了避免上述固體反應(yīng)物料沉淀到釜底的情況發(fā)生，設(shè)計(jì)了一種新的反應(yīng)釜。反應(yīng)釜的基 本設(shè)計(jì)和加熱方式保持不變。主要的變化是改進(jìn)反應(yīng)釜底。

因?yàn)樗械膯栴}都是因?yàn)楣腆w反應(yīng)物料沉淀到釜底造成的。那么主要的解決辦法是要在即 使沒有混合或攪拌的情況下也要避免發(fā)生沉淀。這可通過加進(jìn)一個(gè)輔助的釜底而實(shí)現(xiàn)，該輔 助的底比實(shí)際的稍高一點(diǎn)，留出3～10厘米的間隙。這樣固體反應(yīng)物將沉淀在這個(gè)輔助的底 上，而不會(huì)在實(shí)際的反應(yīng)釜底上形成絕熱層。通過釜底間隙間的對(duì)流作用熱傳遞將是連續(xù)均 勻的。

輔助的釜底用高強(qiáng)度不銹鋼（SS314）制成，上面帶有許多小孔，孔徑比反應(yīng)物料的粒徑略小 。將這種篩網(wǎng)切成圓形。其邊緣向下彎曲作支撐。當(dāng)固體反應(yīng)物料負(fù)荷 很重時(shí)，輔助底下 面可以加一個(gè)5～10厘米寬的金屬環(huán)作為支承。

這樣便可避免固體物料集中在釜底，因過熱而引起的物料炭化，產(chǎn)物顏色變深。

這種金屬篩網(wǎng)可從市埸上購(gòu)到，對(duì)于50～100立升的小反應(yīng)釜也可以自己設(shè)計(jì)制造。大規(guī)格 的反應(yīng)釜?jiǎng)t可請(qǐng)反應(yīng)釜制造廠加工。
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實(shí)驗(yàn)

在我們的實(shí)驗(yàn)室完成了一個(gè)有代表性的實(shí)驗(yàn)，下述結(jié)果已得到認(rèn)可（表1）。

表1

實(shí)驗(yàn)號(hào) 1 2
反應(yīng)釜規(guī)格 10升 25升
反應(yīng)物料
液體-乙醇和水 5kg 12kg
固體-顆粒狀聚酰胺 1kg 2.4kg
物料粒徑 3～5mm 3～5mm
加入方式 現(xiàn)埸加入 現(xiàn)埸加入
加熱介質(zhì) 水浴 水浴
反應(yīng)類型 回流溶解 回流溶解
反應(yīng)時(shí)間 8小時(shí) 10小時(shí)
物料沉淀量 200～300g 500～200g
新方法
所用篩網(wǎng)規(guī)格2×2mm 2×2mm
反應(yīng)物料加入方式 現(xiàn)埸加入 現(xiàn)埸加入
加熱介質(zhì) 水浴水浴
在回流下的反應(yīng)時(shí)間 75分鐘 60分鐘

結(jié)果

沉淀 無無

透明度 * *

從上表可以看出，反應(yīng)時(shí)間大大縮短。

結(jié)論

這項(xiàng)設(shè)計(jì)改進(jìn)可適用于所有的反應(yīng)容器，在樹脂、清漆及其他類似的工業(yè)中可以大量節(jié)省能 源、人力、時(shí)間和費(fèi)用。

本項(xiàng)設(shè)計(jì)已申請(qǐng)。