一种耐腐蚀的金属氯化反应釜的制作方法

本实用新型涉及化工机械领域，具体涉及一种金属氯化反应釜。

背景技术：

目前国内氯化聚乙烯生产厂家大多使用搪瓷反应釜，搪瓷反应釜是将含高二氧化硅的玻璃，衬在钢制容器的内表面，经高温灼烧而牢固地密着于金属表面上成为复合材料制品。所以，它具有玻璃的稳定性和金属强度的双重优点，是一种优良的耐腐蚀设备。但搪瓷反应釜的缺点也很明显。第一，搪瓷反应釜经900℃高温焙烧，冷却后搪瓷与钢板粘结在一起。由于搪瓷的线膨胀系数和延伸率小于钢板，因此冷却后搪玻璃的变形量小于钢板的变形量，搪瓷受到钢板的约束产生压应力。搪瓷釜制成后，其搪玻璃即存在预压缩应力，而钢板则存在预拉伸应力。由于预应力与线膨胀系数和延伸率相关，线膨胀系数和延伸率与温度又密切相关，因此搪瓷釜的工作温度对搪瓷釜的使用影响很大。在温度剧烈变化、且变化幅度很大的氯化反应中，很容易造成搪玻璃层的破坏，甚至爆瓷。第二，在釜体加工过程中，由于卷筒、冲压、焊接产生大量的内应力，这些应力在搪瓷釜制成前应彻底消除，如消除不彻底会导致搪瓷爆瓷。这种损坏往往发生在投入使用后的头三个月。第三，搪瓷(搪玻璃反应釜)表面硬而脆，机械强度很低，表面硬度比较大，受到冲击力的作用即行破碎。设备在运输、安装的过程中，常常导致搪瓷表面出现脱瓷现象，造成罐体腐蚀而无法使用。第四，搪瓷抗冲击力非常差，任何金属、硬物对其进行撞击均会导致搪瓷破损。因此搪瓷釜使用过程中严防任何金属、硬物掉进釜内，如遇堵料，必须用塑料棒疏通，检修时盖好锅盖，严防焊渣熔化瓷面出现小坑或爆瓷。第五，目前国内制备氯化聚乙烯广泛使用水相悬浮法，影响水相悬浮法至关重要的两个因素是分散剂和搅拌，搪玻璃釜的搅拌轴只能固定在反应釜的上端，下端无法固定，所以搅拌强度低、混合能力差。搅拌轴底部没有支座、设计转速低，一般不得高于100转/分，广泛存在物料混合能力差，搅拌不均匀等缺陷。最后， 我国搪瓷反应釜的修补方法有搪烧修补法、耐蚀金属修补、耐蚀金属涂料混合修补等诸多方法，但修补成本高，技术要求高，关键是修补寿命普遍不长。

最近几年，很多企业和技术人员开始对金属氯化釜进行研究，根据釜体不同部位腐蚀性的差异，设计出不同部位使用不同金属材质通过焊接组合使用的金属反应釜。但目前这种金属反应釜存在焊缝处理难度大、焊缝易腐蚀和使用金属材质价格高(尤其是使用价格昂贵的材质Ta1导致成本较高)等缺陷，限制了金属氯化反应釜的推广。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种制作和使用方便、使用寿命长、搅拌混合均匀、反应时间短的高效率、高效能、耐腐蚀的金属氯化反应釜。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种耐腐蚀的金属氯化反应釜，包括釜体，所述釜体内设有搅拌轴：

所述釜体包含内层的铌层和外层的碳钢层；

所述搅拌轴包含内部的钛合金轴心和表层的铌表层。

作为一种改进的技术方案，所述釜体包含内层的铌层、中间的钛层和外层的碳钢层。

作为一种改进的技术方案，所述搅拌轴在釜体底部设有铌固定座。

作为一种优选的技术方案，所述搅拌轴上上下设置有至少两组搅拌叶片，每组搅拌叶片包括至少4个铌搅拌叶片。

作为进一步优选的技术方案，所述搅拌轴上上下设置有三组搅拌叶片，自上而下每组搅拌叶片的数量为4片、6片、6片。

作为一种改进的技术方案，在所述釜体内壁设有铌挡板，所述铌挡板与釜体内壁倾斜设置，且倾斜方向与搅拌轴的搅拌方向相反。

作为进一步改进的技术方案，所述铌挡板设置有四块，所述铌挡板上上下横向设置有多个折板，多个折板的另一端与釜体内壁固定连接。

作为一种改进的技术方案，所述釜体外设有夹套，所述夹套上设有循环水 进口和循环水出口。

作为进一步改进的技术方案，所述夹套内横向设有多个挡板，多个挡板在反应釜的外壁和夹套内壁上交错设置。

作为一种优选的技术方案，所述釜体内层的铌层的厚度为1.5～4mm；所述搅拌轴的铌表层的厚度为1.5～3mm。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的反应釜可以用于所有的水相中的氯化反应，特别的适合于水相中氯气和HDPE等固体颗粒的氯化反应。与现有技术相比，本实用新型的反应釜具有以下优点：

1、本实用新型的金属氯化反应釜，包括釜体，所述釜体包含内层的铌层和外层的碳钢层；所述搅拌轴包含内部的钛合金轴心和表层的铌表层，釜体和搅拌轴分别是一个整体，避免分层焊接带来的不便，同时避免焊缝腐蚀等技术难题；与搪瓷釜相比，使用过程中工器具对釜体不会造成损害、操作不会对金属釜体造成损害，釜口盖开关操作更方便，密封有保障，不易损坏，釜内便于清理，比搪瓷釜(容易磕碰爆瓷)有较大优势；且比搪瓷釜维修方便，维修成本低、维修效率高，维修效果好。

2、本实用新型釜体由内到外依次包括铌层和碳钢层，金属铌有很好的耐腐蚀性，既能耐150摄氏度以下不同浓度盐酸的腐蚀，又能耐湿氯气及氯化氢气体的腐蚀，而且金属铌可以和碳钢层直接爆炸复合。

3、本实用新型的搅拌轴包括钛合金轴心和铌表层，钛合金轴心可以承受较大的搅拌力，铌表层耐腐蚀，从而为反应釜使用中高速搅拌提供可能性，同时避免搅拌轴分层焊接带来的不便。

4、本实用新型的金属氯化釜搅拌轴在釜体底部设有铌固定座，材质坚固，设计转速可以达到130转/分，从而保证搅拌轴能高速搅拌，提高反应速度、缩短反应时间、同时使制品氯化均匀，从而提高产品产量和质量。

5、本实用新型夹套内横向设有多个挡板，多个挡板在反应釜的外壁和夹套内壁上交错设置，使得夹套里的循环水从下部进水口进入，上部出水口流出， 水流呈S状流动。尤其是通蒸汽升温的时候，更能保证升温均匀、快速。

6、本实用新型的金属氯化釜搅拌轴采用多层金属桨叶(自上而下4-6-6)、多片桨叶组成，搅拌效果进一步提升、物料反应更加充分。

7、本实用新型在所述釜体内壁设有铌挡板，所述铌挡板与釜体内壁倾斜设置，且倾斜方向与搅拌轴的搅拌方向相反。减少物料搅拌时漩涡状转动，促进物料径向和轴向的混合，提高搅拌质量。同时铌挡板进行了踏步安装，在铌挡板设置多个折板，不仅增加物料径向和轴向的混合，更便于下釜作业，安全可靠。

本实用新型搅拌轴可采用变频电机控制，转速可随工艺调整(0-50HZ)。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是图1中A向的剖视示意图。

图中，1.釜体；2.搅拌轴；3.搅拌叶片；4.铌固定座；5.铌挡板；51.折板；6.夹套；61.循环水进口；62.循环水出口；63.挡板；7.变频电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1和图2所示，一种耐腐蚀的金属氯化反应釜，包括釜体1，所述釜体1内设有搅拌轴2：所述釜体1包含内层的铌层和外层的碳钢层；所述搅拌轴2包含内部的钛合金轴心和表层的铌表层。所述搅拌轴2上上下设置有至少两组搅拌叶片3，每组搅拌叶片3包括至少4个铌搅拌叶片；所述搅拌轴2在釜体底部设有铌固定座4。所述釜体1在所述釜体1内壁设有铌挡板5，所述铌挡板5与釜体1内壁倾斜设置，且倾斜方向与搅拌轴2的搅拌方向相反。所述铌挡板5设置有四块，所述铌挡板5上上下横向设置有多个折板51，多个折板51的另一 端与釜体1内壁固定连接。所述釜体1外设有夹套6，所述夹套6上设有循环水进口61和循环水出口62。所述夹套6内横向设有多个挡板63，多个挡板63在反应釜的外壁和夹套内壁上交错设置。

作为一种具体的实施方式，所述搅拌轴上上下设置有三组搅拌叶片，自上而下每组搅拌叶片的数量为4片、6片、6片。

作为一种具体的实施方式，所述釜体内层的铌层的厚度为1.5～4mm；所述搅拌轴的铌表层的厚度为1.5～3mm。

下边结合具体的实施例、比较例和实验例来说明本实用新型。

实施例1

一种耐腐蚀的金属氯化反应釜，包括釜体1，所述釜体1内设有搅拌轴2：所述釜体1由内层的铌层和外层的碳钢层复合而成；所述搅拌轴2由内部的钛合金轴心和表层的铌表层复合而成。所述搅拌轴2上上下设置有三组搅拌叶片3，自上而下每组搅拌叶片的数量为4片、6片、6片；所述搅拌轴2在釜体底部设有铌固定座4。所述釜体1在所述釜体1内壁设有铌挡板5，所述铌挡板5与釜体1内壁倾斜设置，且倾斜方向与搅拌轴2的搅拌方向相反。所述铌挡板5设置有四块，所述铌挡板5上上下横向设置有多个折板51，多个折板51的另一端与釜体1内壁固定连接。所述釜体1外设有夹套6，所述夹套6上设有循环水进口61和循环水出口62。所述夹套6内横向设有多个挡板63，多个挡板63在反应釜的外壁和夹套内壁上交错设置。

釜体材质：釜体由内到外依次包括铌层、碳钢层(铌δ3mm+碳钢δ24mm)。

搅拌装置材质：搅拌轴包括钛合金轴心和铌表层(Tc4d120mm+铌δ3mm)。搅拌桨叶材质(铌δ20mm)、固定座材质(铌材质)、挡板材质(铌材质)。

夹套材质(碳钢)。

实施例2

实施例2与实施例1的不同之处在于各部分板材的厚度有所不同：

釜体材质：釜体由内到外依次包括铌层、碳钢层(铌δ2mm+碳钢δ24mm)。

搅拌装置材质：搅拌轴包括钛合金轴心和铌表层(Tc4d120mm+铌δ2mm)。搅 拌桨叶材质(铌δ20mm)、固定座材质(铌材质)、挡板材质(铌材质)。

夹套材质(碳钢)。

实施例3

一种耐腐蚀的金属氯化反应釜，包括釜体1，所述釜体1内设有搅拌轴2：所述釜体1由内层的铌层、中间的钛层和外层的碳钢层复合而成；所述搅拌轴2由内部的钛合金轴心和表层的铌表层复合而成。所述搅拌轴2上上下设置有三组搅拌叶片3，自上而下每组搅拌叶片的数量为4片、6片、6片；所述搅拌轴2在釜体底部设有铌固定座4。所述釜体1在所述釜体1内壁设有铌挡板5，所述铌挡板5与釜体1内壁倾斜设置，且倾斜方向与搅拌轴2的搅拌方向相反。所述铌挡板5设置有四块，所述铌挡板5上上下横向设置有多个折板51，多个折板51的另一端与釜体1内壁固定连接。所述釜体1外设有夹套6，所述夹套6上设有循环水进口61和循环水出口62。所述夹套6内横向设有多个挡板63，多个挡板63在反应釜的外壁和夹套内壁上交错设置。

釜体材质：釜体由内到外依次包括铌层、钛层、碳钢层(铌δ2.5mm+钛δ2.5mm+碳钢δ24mm)。

搅拌装置材质：搅拌轴包括钛合金轴心和铌表层(Tc4d120mm+铌δ2.5mm)。搅拌桨叶材质(铌δ20mm)、固定座材质(铌材质)、挡板材质(铌材质)。

夹套材质(碳钢)。

比较例1

比较例1与实施例2的不同之处在于所述釜体和搅拌轴等铌材质全部改为锆材质。

实验例

分别使用实施例1-3、比较例1的反应釜以及普通搪瓷反应釜做氯化反应试验，试验方法如下：实施例1、实施例2、实施例3和比较例1的搅拌转速为125转/分(搪瓷反应釜的搅拌转速为85转/分)，分别在反应釜中加入分散剂、乳化剂，然后加入分散介质，再加入高密度聚乙烯，反应物料中盐酸浓度为10wt％，搅拌下反应物料的温度升高至80-100℃后，开始通入氯气，通入氯气的同时， 缓慢升温至120～136℃之间保温反应3小时，然后冷却至40℃，离心干燥得到氯化聚氯乙烯产品。每一次的反应时间为6-8小时，每天生产三到四反应釜。实施例1、实施例2、实施例3、比较例1的反应釜以及普通搪瓷反应釜的使用寿命分别为：十年八个月以上、十年二个月、十年八个月以上、六年八个月、三年九个月。