隨著人們?nèi)粘Ｉ畹奶岣?，對聚醚多元醇行業(yè)生產(chǎn)品種及工 藝的需求也越來越高。如何研制大容量、無泄的反應(yīng)釜，快速生產(chǎn)出多批次、多牌號的聚醚產(chǎn)品滿足行業(yè)需求，成為反應(yīng)釜設(shè)計行業(yè)亟待解決的一個難題。
現(xiàn)有的磁力反應(yīng)釜容量過小，靠永磁鐵磁力驅(qū)動，存在磁力 驅(qū)動不足的缺陷，屬于試驗級反應(yīng)釜，山東某國營化工企業(yè)與威海某磁力反應(yīng)釜制造企業(yè)共同設(shè)計制造了電磁力驅(qū)動3000L反應(yīng)釜，其設(shè)計理念先進，制造工藝精良，磁力驅(qū)動力大，攪拌及轉(zhuǎn)子不打滑，攪拌充分，成功生產(chǎn)出了多批次、合格的聚醚產(chǎn)品。多批次、多牌號的聚醚產(chǎn)品滿足了泡沫塑料，造紙、紡織、印染、 合成革、涂抖，粘合劑、彈性體、密封劑及石油開發(fā)等行業(yè)的特殊需求。填補了國內(nèi)大型電磁力反應(yīng)釜設(shè)計的空白，獲得了一項國家專利。
設(shè)計思路和方法
1.1 電磁力傳動原理
電磁力傳動原理就是利用三相交流電通過繞組產(chǎn)生出的旋轉(zhuǎn) 磁場，吸引反應(yīng)釜內(nèi)的轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)于帶動攪拌達到物料的 攪拌目的。其機械機構(gòu)為電磁力驅(qū)動器。電磁力驅(qū)動器通常由3個主要部件組成：（l）內(nèi)磁轉(zhuǎn)子部件；（2)外部 相繞組部件；(3)變頻器。外部三相繞組部件作為動力源。由380V三相交流電通過繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，帶動反應(yīng)釜內(nèi)部的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。 內(nèi)磁部件動力源來自于外部電磁繞組的空間磁場作用。反應(yīng)釜的殼體則是把外磁部件、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子隔離在兩個工況完全不同的腔休 內(nèi)。外部三相繞組產(chǎn)生磁場通過殼體吸引內(nèi)部轉(zhuǎn)子以此完成它們之間空間距離的力矩傳遞，從而達到攪拌目的。先進的設(shè)計理念 改變傳統(tǒng)攪拌軸的動密封，做到了由原來的動密封變成了靜密封機構(gòu)設(shè)計。做到了真正意義上的無泄漏攪拌。見圖l所示。
1.2設(shè)備特點和設(shè)計要求。
高壓電磁力釜在設(shè)計時嚴格按照《壓力容器安全技術(shù)檢查規(guī) 程》設(shè)計，屬于第三類高壓反應(yīng)容器，依據(jù)GH150--1998《鋼制壓力容器》的規(guī)定進行設(shè)計、制造、檢驗和驗收。改備釜體和上 下封頭均采用壓力容器低合金鋼板和不銹鋼板復(fù)臺(16MnR+OCr18Ni9)焊接而成。焊縫采用射線探傷。換熱采用的盤管采用不銹鋼，所有工藝接管均采用不銹制鍛壓件一次成型。所 有與反應(yīng)物料接觸面均采用不銹鋼貼合，防止介質(zhì)對材料造成腐蝕而產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。在反應(yīng)釜上安全裝置采用彈簧式安全閥，防 止釜內(nèi)壓力很標。安全閥登記為3MPa。通徑為50mm。材質(zhì)為OCr18Ni9。開啟壓力為2.8Mpa。工作溫度為-10-180度。根據(jù) 工藝要求和反應(yīng)物料的特點，釜腔內(nèi)設(shè)置組合式攪拌。
這種攪拌器由于槳葉面積大，轉(zhuǎn)速較低，其借助擋板的作用， 來強化軸向的混合。它的槳葉端部較長．葉片附近的湍動漩渦區(qū) 較大，有利于分散且物料不易沉于釜底。這種攪拌器在攪拌功率相同的情況下，能產(chǎn)生更大的循環(huán)湍流，可以將沉積于釜底的 催化劑固體顆粒在高速攪拌下充分與氣液界面接觸反應(yīng)．提高反應(yīng)效率，加快反應(yīng)產(chǎn)品的生成。整個攪拌過程采用變頻調(diào)速控制。
反應(yīng)釜采用電磁力傳動裝置后，目的是將傳動軸動密封結(jié)構(gòu)改變?yōu)殪o密封結(jié)構(gòu)，使整臺設(shè)備在高溫高壓工況下很好地解決密封問題：
(1)人孔蓋和人孔法蘭連接處靜密封；
(2）磁力傳動裝置與人孔蓋之間靜密封；
（3)磁力傳動裝置構(gòu)件間靜密封。嚴格按壓力容器設(shè)計規(guī)程設(shè)計，采用金屬齒形墊能保證長時間內(nèi)設(shè)備在高溫高壓狀態(tài)下無泄漏。
結(jié)構(gòu)特點與技術(shù)參數(shù)
高壓磁力釜結(jié)構(gòu)如圖1所示。反應(yīng)釜的主體為上下封頭（球形） 和中間釜體組成，結(jié)構(gòu)形式為閉式。采用U形夾套蒸汽加熱。釜 內(nèi)按工藝要求設(shè)置4m2不銹鋼盤管既可加熱又可冷卻。釜頂部（上 封頭）中心開設(shè)大孔，整個電磁傳動機構(gòu)置于釜體兩側(cè)。工藝管道 接口布置于人孔周圍開孔范圍之內(nèi)。該反應(yīng)釜設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊，布 置合理，適合各類有毒有害的工況使用。反應(yīng)釜的各項設(shè)計參數(shù) 如表l所示。
使用效果
高壓電磁力反應(yīng)釜經(jīng)國內(nèi)同行多家用戶使用證明性能優(yōu)越， 在設(shè)備的安全運行、高效環(huán)保，特別是在有毒有害的工況下使用 效果顯著，做到了無泄漏，保障操作工人的人身安全。
（1）設(shè)備采用電磁力傳動技術(shù)，電磁力攪拌反應(yīng)釜以其優(yōu)良密 封性能克服了機械密封和填料密封無法解決的泄漏問題，是易燃， 易爆、劇毒、貴重介質(zhì)加溫、加壓攪拌反應(yīng)優(yōu)選設(shè)備，是目前國 內(nèi)外較理想的無泄漏反應(yīng)釜。實現(xiàn)了無泄漏操作，使用安全可靠， 避免了物料泄漏對人員和環(huán)境造成的各種事故。
(2)該設(shè)備滿足聚醚多元醇反應(yīng)工藝，同采用傳統(tǒng)反應(yīng)釜反應(yīng) 工藝相比，反應(yīng)時間縮短3-4倍。反應(yīng)短時間完成，產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率 比較高，產(chǎn)生副產(chǎn)品少，生產(chǎn)效率得到數(shù)倍的提高。
(3)采用電磁力傳動運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，加工安裝簡單。維侈方便，反 應(yīng)釜無泄漏，使用周期長。
(4)電磁力傳動采用空間傳遞力矩，幾乎沒有摩擦功耗，節(jié)能 效果明顯。反應(yīng)釜操作簡單，反應(yīng)時間縮短，節(jié)約了維修時間和 寶貴的維修經(jīng)費。高壓狀態(tài)無泄漏，操作安全可靠，企業(yè)采納后， 經(jīng)濟效益明顯。
結(jié)語
磁力驅(qū)動反應(yīng)釜設(shè)計理念先進，結(jié)構(gòu)新穎，價格造價便宜， 成功實現(xiàn)了設(shè)備的動密封泄漏問題，結(jié)構(gòu)屬于國內(nèi)首創(chuàng)。該設(shè)備首臺造價在60萬元左右，從國外進口同樣設(shè)備是國內(nèi)的6倍之多。 單從國外進口同樣設(shè)備一套機械密封，價格就近35萬元之多。而制作攪拌效果相同的套電磁力傳動裝置價格在15萬元左右，其使用壽命幾乎同反應(yīng)釜的壽命樣長，可達15年左右。該設(shè)備的投入運行，標志著我國的反應(yīng)釜設(shè)計達到了國際水平，具有很大的使用、推廣價值。
