混合机械传热夹套

 

 传热夹套是一个在反应器筒体外面能形成密闭空间的容器，它一般由碳钢制成。夹套上设有水蒸气、冷却水或其它传热介质的进出口。如果加热介质是水蒸气则进口怜应靠近夹套上端，冷凝液从底部排出;如果传热介质是液体则进口管应安置在夹套底部，使液体从底部进入，上部流出，从而使传热介质能充满整个夹套空间。在用液体传热介质时，为强化传热效果，可在夹套空间设置螺旋导流板，如图1-17。在制造螺旋板要求一导流板与火套外壁之间的间隙越小越好，因为该间隙的存在产生流体泄漏，使流速降低，从而导致传热系数有一定程度的降低。

 

按通常的制造方法，间隙小于3mm，设计时由于间隙的存在，流速按无间隙的60%计算，相当十火套侧的表面传热系数要降低三分之一。当搅拌槽直径较大时，可采用半管夹套。

 

半管夹套与使用螺旋导流板的夹套相比，不仅由十消除厂间隙泄漏而可使表面传热系数提高三分之一，还提高了夹套的强度，允许夹套承受更高的传热介质压力。通常用来制半管夹套的管了直径为2in,3in和4in，管与管之间的间隙为3/4in'，中的半管火套的半管中心角为1800，也有使用120。中心角的情况。对于搪玻璃釜，夹套内不能安置螺旋导流板，为了强化夹套内水对槽壁的传热，叮在水的入口处安装促使水进行湍动的扰流喷嘴。

 

对于较大的搅拌槽，供进水用的扰流喷嘴可使用数个.如对十一个14m3的搪玻璃反应釜，可使用6-8个扰流喷嘴。对于大型搅拌槽式反应器，其单位容积的生产能力往往由反应器的传热能力所决定，氯乙烯悬浮聚合釜是最典型的例子。由于至今氯乙烯悬浮聚合仅能分批式操作，为获得规模效应，就需要反应器大型化，最大的氯乙烯悬浮聚合釜有200m'。又由于氯乙烯悬浮聚合时的压力为0.8MPa左右，按常规设计，大型反应器的槽壁就必须很厚。如国产80m3氯乙烯悬浮聚合反应器的槽壁厚度为31mm的复合钢板，其中与反应物料接触的一侧为3mm厚的不钢板，其中与反应物料接触的一侧为3mm厚的不锈钢，与夹套内冷却水接触的一侧为29mm碳钢。这样厚的复合钢板其传热热阻很大。90年代初，日本的神钢泛技术公司发明了一种称之为内部夹套的新型夹套，其结构如图1-20所示。其夹套外壁采用厚的碳钢，而与反应液接触的夹套内壁采用薄的复合钢板。由于采用了蜂窝状结构，其薄的内壁也能承受和传递反应液产生的压力。内部夹套的水一水传热总系数可达I400'--1500W/(m2·℃)，比通常的、如图1-17所示的使用螺旋学流板的夹套的总传热系数要高出一倍。

 

内部夹套这项新技术获1991年度日本化学Z学会奖。内部夹套虽然大大提高了反应器的传热能力，但是内部夹套的制造很困难。氛乙烯悬浮聚合时易产生粘釜物，粘釜的产生使反应器的传热能力大幅降低。为减少粘釜物，措施之一是对釜内壁进行镜面抛光。如图1-20所示，由一于内部夹套的内壁存在许多焊缝，,V-,然使内壁的镜面抛光污·分困难。1996年日本住友重机、只菱化学和只菱化学工程下个公司一起开发了一种更新型的氯乙烯聚合反应器，称双壳反应器(DoubleHullReactor)。所谓双壳，其实是对内部夹套进行了一次革命性的改进。双壳结构如图!-21所示。