專利名稱：帶隔熱層套管式換熱擋板的攪拌釜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶換熱擋板的攪拌釜，特別是涉及一種帶隔熱層套管式換熱擋板的攪拌釜。
攪拌釜是一種帶有攪拌的容器或裝置，可用以進(jìn)行物料的混合或分離，如混合釜、汽提釜等；也可用來進(jìn)行某些化學(xué)反應(yīng)，如反應(yīng)釜或聚合釜等。
在攪拌釜中，物料的流動(dòng)條件是相當(dāng)重要的，一般除藉助恰當(dāng)?shù)臄嚢柘到y(tǒng)外，還要配有合理的擋板，以消除攪拌引起的物料流的打旋或形成旋渦，起到控制流型和強(qiáng)化攪拌效果的作用。在攪拌釜中進(jìn)行物料混合、分離或反應(yīng)的過程中，特別是在某些聚合反應(yīng)過程中，釜的內(nèi)壁和內(nèi)件表面易沉積一層物料，需要定期清釜，這就直接影響了攪拌釜的有效開工率，因此要求釜的內(nèi)件應(yīng)不易沉積物料，并且在沉積物料后應(yīng)易于清除。此外，在攪拌釜中進(jìn)行物料混合、分離或反應(yīng)的過程中，往往伴隨有熱交換，例如有的需要由外界向物料提供熱量，有的則需要將物料產(chǎn)生的熱量(如反應(yīng)熱、聚合熱等)撤除，以保證過程的正常進(jìn)行，這不僅是安全操作所需要的，而且也是為獲得均勻質(zhì)量產(chǎn)品所要求的。常用的換熱方法是在攪拌釜外加一夾套或外盤管，在夾套或外盤管中通入換熱工質(zhì)，以進(jìn)行換熱工質(zhì)與釜內(nèi)物料的熱交換，實(shí)現(xiàn)向物料供熱或給物料撤熱，但是由于受到釜體外表面積及結(jié)構(gòu)上的限制，其換熱能力是有限的，因而往往還需在釜內(nèi)加內(nèi)換熱管進(jìn)行內(nèi)換熱。因此在攪拌釜內(nèi)安裝一種既起擋板作用又起內(nèi)換熱作用的換熱擋板是一種較為理想的方案，它既可以破壞渦流，控制流型，從而增強(qiáng)了攪拌效果，同時(shí)又可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)換熱，從而也增強(qiáng)了攪拌釜的換熱效果。近年來已報(bào)導(dǎo)了一些不同形式的換熱擋板，常見的換熱擋板為指形擋板、D形折流擋板、及縱向盤管式換熱擋板等。例如，美國(guó)專利USP4029143提出了一種具有翅片管散熱器和軸流型攪拌器的聚合反應(yīng)釜，其撤熱效果較好；日本公開特許公報(bào)昭64-85122公開了一種裝有縱向換熱管的攪拌反應(yīng)釜，適用于液體的混合和高粘度高分子聚合物的合成。但是已有的換熱擋板的效果尚不夠理想，而且其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，表面容易沉積物料并且難以清除(如在聚合過程中容易在換熱擋板上形成掛膠)，這又進(jìn)一步影響了換熱擋板的換熱效果。總之，已有的換熱擋板在換熱面積和換熱效果、控制流型和攪拌效果、不易沉積物料和沉積物料后易于清除等三方面的綜合效果尚不夠理想。
本發(fā)明的目的是提供一種帶隔熱層套管式換熱擋板的攪拌釜，這種攪拌釜具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、換熱效果好、擋板效應(yīng)佳、不易掛料及清釜快捷方便的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的所說的攪拌釜主要由釜體、攪拌系統(tǒng)和一組換熱擋板組成。每個(gè)換熱擋板均由內(nèi)外兩個(gè)同心管套在一起所組成，換熱擋板直立均布在與攪拌釜壁同心的園周上，并分別與換熱工質(zhì)的進(jìn)口總管與出口總管相連接。在大直徑釜中換熱擋板可雙列布置，分布在不同半徑的兩個(gè)同心園上。每列換熱擋板的數(shù)目為2～12根，最好為4～8根。換熱擋板的管徑一般為DN50～DN300mm。換熱擋板的立管截面可以是園形的，也可以是橢園形的或扁園形的。換熱擋板的外管為常用的簿壁管，在管外面也可帶有直翅片。換熱擋板的外管表面也可進(jìn)行拋光處理，表面粗糙度優(yōu)于3.2，最好優(yōu)于0.2，換熱擋板的內(nèi)管也可以為常用的薄壁管，在其表面有一隔熱層。換熱擋板內(nèi)管表面的隔熱層可為一層涂復(fù)的塑料，如涂復(fù)一層環(huán)氧樹脂、聚乙烯或聚丙烯等。換熱擋板內(nèi)管表面的隔熱層還可以為封在內(nèi)管外的空氣層或真空層，這時(shí)在換熱擋板內(nèi)管的外面再套上一個(gè)比換熱擋板外管直徑小的管子，該管子的兩端與換熱擋板內(nèi)管的外表面封接而形成密閉空腔，此時(shí)隔熱層可以是充滿該密閉空腔的一個(gè)空氣層，在特殊需要的情況下也可將密閉空腔中的空氣抽空，因而隔熱層就是封在密閉空腔中的真空層。密閉空腔兩壁間的厚度應(yīng)保證換熱擋板內(nèi)外管間的合適空間大小，由換熱工質(zhì)流速要求具體選定，一般其厚度為20～100mm。帶密閉空腔的換熱擋板更適用于內(nèi)徑至少為2000mm的攪拌釜。
操作時(shí)，換熱工質(zhì)從進(jìn)口環(huán)管流入各換熱擋板的內(nèi)外管之間，然后經(jīng)內(nèi)管由出口環(huán)管流出。
在所說的攪拌釜中，釜體為常用的通用設(shè)備，攪拌系統(tǒng)也為通用的攪拌設(shè)備，可采用一般的軸流型、徑流型或混合型等攪拌方式。此外，根據(jù)需要還可配置其它配件，如攪拌釜的外夾套，加料均布分配盤，物料的進(jìn)出管線等。


圖1為本發(fā)明攪拌釜的示意圖。
圖2為本發(fā)明攪拌釜的各換熱擋板排布的示意圖。
圖3為帶涂復(fù)塑料隔熱層的換熱擋板示意圖。
圖4為帶空氣隔熱層的換熱擋板示意圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但本發(fā)明并不限于此。
在圖1至圖3中，攪拌釜[1]安裝有攪拌系統(tǒng)[2]，在與攪拌釜壁同心的園周上，直立均布有四個(gè)換熱擋板，每個(gè)換熱擋板由兩個(gè)園形的同心管套在一起組成。表面拋光的換熱擋板外管[3]與換熱工質(zhì)進(jìn)口環(huán)管[5]相通，換熱擋板內(nèi)管[4]與換熱工質(zhì)出口環(huán)管[6]相連通，換熱工質(zhì)進(jìn)口環(huán)管[5]連接入口總管[7]，換熱工質(zhì)出口環(huán)管[6]連接出口總管[8]。換熱擋板內(nèi)管[4]的表面上涂復(fù)有一層環(huán)氧樹脂的隔熱層[9]。在攪拌釜操作過程中，換熱工質(zhì)由入口總管[7]經(jīng)換熱工質(zhì)進(jìn)口環(huán)管[5]流入換熱擋板外管[3]與換熱擋板內(nèi)管[4]之間的空間，然后再通過換熱擋板內(nèi)管[4]進(jìn)入換熱工質(zhì)出口環(huán)管[6]經(jīng)出口總管[8]流出。由于隔熱層[9]的作用，避免了在換熱擋板外管[3]和換熱擋板內(nèi)管[4]中的換熱工質(zhì)之間的熱交換，從而提高了換熱工質(zhì)與釜內(nèi)物料的換熱效果。而且由于換熱擋板外管[3]表面拋光且具有簡(jiǎn)單的直立形狀，物料不易在其上沉積，從而延長(zhǎng)了攪拌釜的操作周期；在檢修時(shí)，與已有的換熱擋板相比，更易維修和清理。
當(dāng)攪拌釜直徑較大時(shí)，換熱擋板的外管的直徑較大，這時(shí)可采用另一種換熱擋板的實(shí)施例。如圖4所示，在換熱擋板內(nèi)管[4]的外表面再套上一個(gè)比換熱擋板外管[3]直徑小的管子[10]，該管子的兩端與換熱擋板內(nèi)管[4]的外表面封接而形成密閉空腔，空腔內(nèi)充滿空氣，形成空氣隔熱層[11]，隔熱層厚度為30m。采用空氣隔熱層后，由于空氣的絕熱效果比塑料涂復(fù)層好，可更有效地避免了在換熱擋板外管[3]和換熱擋板內(nèi)管[4]中的換熱工質(zhì)之間的熱交換，從而提高了換熱工質(zhì)與釜內(nèi)物料的換熱效果。此外，在換熱擋板內(nèi)管[4]的管徑一定時(shí)，采用空氣隔熱層可減少換熱擋板外[3]與換熱擋板內(nèi)管[4]之間的流通空間，從而形成符合需要的換熱工質(zhì)流速，以保證良好的換熱效果。
本發(fā)明的攪拌釜可用作需要進(jìn)行攪拌操作的設(shè)備，特別適合于作為共軛二烯烴的乳液聚合或溶液聚合、共軛二烯烴-乙烯基芳烴的乳液共聚或溶液共聚、乙烯-醋酸乙烯的乳液聚合、丙烯酸酯的乳液聚合、氯乙烯的懸浮聚合等的聚合釜。采用本發(fā)明所述的帶隔熱層套管式換熱擋板的攪拌釜，具有以下優(yōu)點(diǎn)1．由于換熱擋板中增加了隔熱層，避免了換熱工質(zhì)在換熱擋板內(nèi)外管間流動(dòng)時(shí)的熱交換，而且通過調(diào)整隔熱層的厚度還可控制換熱工質(zhì)在換熱擋板內(nèi)外管闖流動(dòng)時(shí)的流速，從而不僅提高了換熱工質(zhì)與物料間的換熱效果，而且可達(dá)到最佳的換熱效果。
2．本發(fā)明的攪拌釜采用的換熱擋板，其擋板的數(shù)目、擋板排列的列數(shù)、擋板的外管直徑、擋板外管截面的形狀及大小等都可按要求進(jìn)行改變，從而可獲得所需的換熱面積及擋板效應(yīng)，因而適應(yīng)性強(qiáng)、效果好。
3．本攪拌釜所采用的換熱擋板，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其外套管具有直形管的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，不僅制造方便，而且釜中物料不易在換熱擋板外管表面沉積，也即不易掛料。
4．在檢修清理攪拌釜設(shè)備時(shí)，本發(fā)明的攪拌釜清理容易，清理時(shí)間短。對(duì)于一般的10～15立方米的攪拌釜，其清釜時(shí)間大約為72～168小時(shí)，而本發(fā)明同樣大小的攪拌釜，清釜時(shí)間只需18小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種帶隔熱層套管式換熱擋板的攪拌釜，包括釜體、攪拌系統(tǒng)和一組換熱擋板，各換熱擋板直立均布在與攪拌釜壁同心的圓周上，并分別與換熱工質(zhì)的進(jìn)口總管與出口總管相連接，其特征在于換熱擋板由內(nèi)外兩個(gè)同心管組成，在內(nèi)管表面有一隔熱層。
2.按照權(quán)利要求1所述的攪拌釜，其特征在于隔熱層是涂復(fù)在換熱擋板內(nèi)管表面上的一層塑料。
3.按照權(quán)利要求2所述的攪拌釜，其特征在于涂復(fù)的塑料可為環(huán)氧樹脂、聚乙烯或聚丙烯。
4.按照權(quán)利要求1所述的攪拌釜，其特征在于隔熱層為圍繞換熱擋板內(nèi)管表面的一密閉空腔中所夾的空氣層或真空層。
5.按照權(quán)利要求4所述的攪拌釜，其特征在于所說的密閉空腔的夾層厚度為20～100mm。
6.按照權(quán)利要求1所述的攪拌釜，其特征在于換熱擋板外管的外表面是拋光的。
7.按照權(quán)利要求1所述的攪拌釜，其特征在于換熱擋板的立管截面為圓形的。
8.按照權(quán)利要求1所述的攪拌釜，其特征在于換熱擋板的立管截面為扁圓形的。
9.按照權(quán)利要求1～8之一所述的攪拌釜，其特征在于各換熱擋板直立均布在與攪拌釜壁同心的同一個(gè)圓周上。
10.按照權(quán)利要求1～8之一所述的攪拌釜，其特征在于各換熱擋板分別直立均布在與攪拌釜壁同心的半徑不同的兩個(gè)圓周上。
11.按照權(quán)利要求9所述的攪拌釜，其特征在于換熱擋板的數(shù)目為2～12根。
12.按照權(quán)利要求9所述的攪拌釜，其特征在于換熱擋板的數(shù)目為4～8根。
13.按照權(quán)利要求10所述的攪拌釜，其特征在于每列換熱擋板的數(shù)目為2～12根。
14.按照權(quán)利要求10所述的攪拌釜，其特征在于每列換熱擋板的數(shù)目為4～8根。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶隔熱層套管式換熱擋板的攪拌釜,該攪拌釜的換熱擋板直立均布在與攪拌釜壁同心的圓周上,每個(gè)換熱擋板由內(nèi)外兩個(gè)同心管套在一起組成,在內(nèi)管的外面有一隔熱層,隔熱層可以是一層涂覆塑料、或是圍繞內(nèi)管外面一密閉空腔中所夾的空氣層或真空層。本發(fā)明的換熱擋板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便,不僅具有良好的擋板效應(yīng)和換熱效果,而且具有不易掛膠及易于清釜的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01F15/00GK1210028SQ9711527
公開日1999年3月10日 申請(qǐng)日期1997年8月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月29日
發(fā)明者林代貴, 李樹菊, 史寧戈, 鄭杰 申請(qǐng)人:北京燕山石油化工公司研究院