反应釜的顶盖结构设计从安全的角度考虑, 如果把顶盖与筒体相连接的部位设计成法兰螺栓连接, 因其密封面大, 工作温度高, 介质具有腐蚀性, 密封难以**, 会造成安全隐患;另一方面从经济的角度考虑,高温反应釜, 所使用的材料为0Cr18Ni9奥氏体不锈钢,反应釜, 价格昂贵, 如果增加一对容器兰(约1 万元), 则提高了容器的制造成本。终决定采用如图1所示的结构, 使筒体与顶盖采用焊接连接结构, 为了方便内件的装卸和检修,在一侧开了一个426 mm×10 mm的人孔。 由于人孔的直径较大, 顶盖直径相对较小, 且其上还开有其他接管, 开人孔时, **同时跨顶盖和筒体, 这对压力容器设计产生了新的问题———顶盖的强度设计如何解决。
反应釜温度控制技术分析化工生产中使用的反应釜为主要反应容器,利用导热介质,借助夹套实现物料加热。一般来说,常用过热蒸汽以及导热油等导热介质。从反应的过程角度来说,主要包括升温段、恒温段以及冷却段。其中,恒温段为关键。化工生产为复杂精细化加工,在加工环节加热温度的控制难度较大。这是因为温度这一物理量较易被周围的环境影响,不仅惯性而且具有滞后性等特点,系统响应速度比较慢。传统的温度控制,采用的是传统PID 算法,难以达到有效的控制效果,后经过不断优化和改进,应用自适应模糊PID 控制技术,使用自适应模糊PID 控制器,经过模糊推理,通过在线调整PID 参数,实现对温度的有效控制。从实际应用的效果来说,使用自适应模糊PID 控制器,对反应釜温度实施控制,可依据系统偏差以及偏差变化率的实际变化情况,进行参数优化调整,不仅适应性好,而且鲁棒性较好,能够实现对反应釜温度的把控。
通常情况下,小型反应釜, 可能有以下几种材料可选作釜体的材质:①304 不锈钢;②316 L 不锈钢;③钛等, 但通过对这些材料的盐酸腐蚀速率图及以上腐蚀原因分析可知, 普通的奥氏体不锈钢已不在可选的范围了, 而钛又是一种很贵重的金属,不锈钢电加热反应釜, 且它与钢之间的焊接技术还不成熟。其实选择就是双相不锈钢2205, 主要有以下两个原因:一是双相不锈钢在抗晶间腐蚀和应力腐蚀方面, 特别是耐氯化物腐蚀的性能优于奥氏体不锈钢。试验表明, 在1 %的沸腾盐酸中, 304、316L、钛和2205 的腐蚀速率分别为:材料304, 316, TA, 2205, 腐蚀速率(mm/a)分别为304 ,0.3 , 0.2 , 0.1。可见2205 钢的耐盐酸腐蚀性能明显优于其它三种材质;二是它的价格也不太昂贵。基于304 不锈钢不能**反应釜长期实际使用的事实, 而双相不锈钢又对含Cl-等介质具有良好的耐蚀性能, 故拟选择2205 双相不锈钢作为反应釜釜体的主要材质。