高壓釜是指在高壓下操作的一種反應(yīng)器。根據(jù)工藝要求,有帶攪拌器和不帶攪拌器兩種高壓釜,前者結(jié)構(gòu)同攪拌設(shè)備。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:
1、釜體為高壓筒體,殼體較厚,為了耐高溫和耐腐蝕常用不銹鋼制造,也有用碳鋼或低合金鋼做外殼的,不銹鋼為內(nèi)層材料,可直接用復(fù)合板或用襯里制成;
2、釜體上—般不開(kāi)孔,接管、接口及附件均設(shè)在釜蓋上;
3、釜頂裝有安全泄放裝置,如安全閥、爆破片裝置或兩者的組合裝置等。
實(shí)驗(yàn)室水熱反應(yīng)釜其實(shí)就一個(gè)能夠分解難溶物質(zhì)的密閉容器。常用于小劑量的合成反應(yīng)或者樣品預(yù)處理,更重要的是水熱反應(yīng)釜可以創(chuàng)造出高溫高壓,耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿的特殊環(huán)境,供實(shí)驗(yàn)者使用。同時(shí)還可以在一些光化學(xué)分析中做樣品前處理。在石油化工、生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、地質(zhì)化學(xué)、環(huán)境科學(xué)、食品科學(xué)、商品檢驗(yàn)等部門(mén)的研究和生產(chǎn)中被廣泛使用。
一、水熱反應(yīng)釜的特點(diǎn):
1.抗腐蝕性好,能耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿,不會(huì)有有害物質(zhì)的溢出,環(huán)保安全。
2.在一定溫度和壓力的條件下能夠無(wú)損的快速溶解在常溫下難以溶解的試樣,以及包含揮發(fā)性元素的試樣。
3.外形美觀輕巧,結(jié)果簡(jiǎn)單,操作方便易懂。
4.縮短反應(yīng)時(shí)間,反應(yīng)結(jié)果穩(wěn)定,數(shù)據(jù)可靠。
二、水熱反應(yīng)釜的操作方法:
1.將待反應(yīng)物放入反應(yīng)釜體內(nèi),所加反應(yīng)物不得超過(guò)釜體容積的80%,在實(shí)際使用中,一般建議不超過(guò)75%。
2.如果反應(yīng)物具有腐蝕性,反應(yīng)釜體內(nèi)容放入耐腐蝕的內(nèi)襯(聚四氟乙烯、對(duì)位聚苯),這樣才能確保反應(yīng)釜體不被腐蝕。
3.將水熱反應(yīng)釜放入烤箱或者其他加熱器中按照規(guī)定的升溫速率升溫到所需的反應(yīng)溫度,確保一定不能超過(guò)規(guī)定的反應(yīng)釜設(shè)計(jì)大溫度。
4.反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行冷卻降溫,務(wù)必注意降溫過(guò)程也要嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行操作,一定確保安全。正確的操作可以水熱反應(yīng)釜的壽命。
5.待反應(yīng)釜體內(nèi)的溫度降低到反應(yīng)釜物的沸點(diǎn)以下后方可打開(kāi)釜蓋。
搪瓷反應(yīng)釜是將含硅量高的瓷釉噴涂到低碳鋼胎表面,經(jīng)900℃左右的高溫焙燒,使瓷釉密著于金屬鋼胎表面而形成,由于這兩種材料的機(jī)械性能和物理性能各不相同,因此搪瓷反應(yīng)釜的破損原因也多樣,一般有以下幾種原因:
(一)機(jī)械損壞:搪瓷抗沖擊力非常差,任何金屬、硬物對(duì)其進(jìn)行撞擊均會(huì)導(dǎo)致搪瓷破損。因此搪瓷反應(yīng)釜使用過(guò)程中嚴(yán)防任何金屬、硬物掉進(jìn)釜內(nèi),如遇堵料,用塑料棒疏通,檢修時(shí)蓋好鍋蓋,嚴(yán)防焊渣熔化瓷面出現(xiàn)小坑或爆瓷。
(二)熱應(yīng)力損壞:搪瓷反應(yīng)釜經(jīng)900℃高溫焙燒,冷卻后搪瓷與鋼板粘結(jié)在一起。由于搪瓷的線膨脹系數(shù)和延伸率小于鋼板,因此冷卻后搪玻璃的變形量小于鋼板的變形量,搪瓷受到鋼板的約束產(chǎn)生壓應(yīng)力。搪瓷反應(yīng)釜制成后,其搪玻璃即存在預(yù)壓縮應(yīng)力,而鋼板則存在預(yù)拉伸應(yīng)力。由于預(yù)應(yīng)力與線膨脹系數(shù)和延伸率相關(guān),線膨脹系數(shù)和延伸率與溫度又密切相關(guān),因此搪瓷反應(yīng)釜的工作溫度對(duì)搪瓷反應(yīng)釜的使用影響很大。如果因溫度變化大而使搪瓷產(chǎn)生的應(yīng)力超過(guò)其使用應(yīng)力,搪瓷將被破壞。因此搪瓷反應(yīng)釜搪瓷層遇冷、熱急變,易爆瓷。因此搪瓷反應(yīng)釜有耐溫限制:溫度200℃,耐溫急變:冷沖擊110℃,熱沖擊120℃。投料時(shí)物料溫度與釜體溫差太大以及升溫時(shí)蒸汽過(guò)猛、降溫太急也能導(dǎo)致爆瓷。因此搪瓷反應(yīng)釜在使用中升、降溫要緩慢、均勻,分級(jí)冷卻。
(三)加工應(yīng)力損壞:在釜體加工過(guò)程中,由于卷筒、沖壓、焊接產(chǎn)生大量的內(nèi)應(yīng)力,這些應(yīng)力在搪瓷前應(yīng),如不會(huì)導(dǎo)致搪瓷爆瓷。這種損壞往往發(fā)生在投入使用后的頭三個(gè)月。所以對(duì)胚體進(jìn)行熱處理或時(shí)效處理能防止爆瓷。
(四)靜電穿刺:搪瓷反應(yīng)釜內(nèi)攪拌帶有懸浮物的液體,懸浮物與搪瓷強(qiáng)烈的磨擦,同時(shí)懸浮物自身也產(chǎn)生磨擦,這樣產(chǎn)生大量的靜電荷,高的靜電荷對(duì)搪瓷產(chǎn)生強(qiáng)烈的穿刺作用,從而導(dǎo)致搪瓷點(diǎn)蝕,因此攪拌轉(zhuǎn)速不宜太快。
(五)析氫腐蝕:搪瓷反應(yīng)釜的夾套在使用一段時(shí)間后會(huì)結(jié)垢和生銹,如果使用酸性除垢劑污垢或夾套中的冷卻液偏酸性,都會(huì)導(dǎo)致金屬發(fā)生析氫腐蝕,當(dāng)Hz聚積到一定的程度,形成一定的動(dòng)力時(shí),搪瓷會(huì)發(fā)生破裂。
因此清洗結(jié)垢采用酸洗時(shí),加緩沖劑,如果搪瓷反應(yīng)釜的價(jià)值較高或者不容易更換甚至出現(xiàn)腐蝕性穿孔的話,采用腐蝕率低的清洗劑,避免清洗操作不當(dāng)帶來(lái)的嚴(yán)重后果,比如福世泰克清洗劑等可以實(shí)現(xiàn)低腐蝕下的水垢清洗。
(六)基體材料不合格:為了降低成本,有些廠家胚體采用Q235鋼代用,直接導(dǎo)致鋼材中的碳、硫在搪燒過(guò)程氣化,使搪瓷層與基體間、搪瓷層內(nèi)部形成大量氣泡,導(dǎo)致搪瓷結(jié)合強(qiáng)度降低。搪瓷層遇冷熱急變,易爆瓷。所以搪瓷反應(yīng)釜選用含碳、硫低的鋼材做胚體能防止爆瓷。
(七)搪燒質(zhì)量欠佳:有些搪瓷反應(yīng)釜生產(chǎn)廠家生產(chǎn)環(huán)境簡(jiǎn)陋、除銹防塵達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),致使底釉與基體結(jié)合不好。有的減少搪燒遍數(shù),增加每層厚度,使內(nèi)因力過(guò)大,影響搪瓷反應(yīng)釜使用壽命。因此嚴(yán)格按制造規(guī)程制造才能搪瓷反應(yīng)釜的質(zhì)量。