高壓反應(yīng)釜的案例
設(shè)計(jì)仿真 | 高壓反應(yīng)釜深度機(jī)理多相流仿真案例
高壓反應(yīng)釜是綠色清潔濕法煉鋅工藝的核心設(shè)備，其生產(chǎn)效率和精益管控能力直接關(guān)系到后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量和全生產(chǎn)流程的安全穩(wěn)定。但受到現(xiàn)場(chǎng)惡劣生產(chǎn)環(huán)境以及設(shè)備內(nèi)部高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕等復(fù)雜條件限制，現(xiàn)有儀器儀表測(cè)量數(shù)據(jù)及設(shè)備模型不能完全滿足監(jiān)控釜內(nèi)重要參數(shù)諸如各腔室液位、流量、流場(chǎng)/溫度場(chǎng)等需求，成為制約傳統(tǒng)工藝跨層域優(yōu)化控制、裝備預(yù)測(cè)性維護(hù)的重要技術(shù)難題。
長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司（簡(jiǎn)稱長(zhǎng)沙有色院）為了應(yīng)對(duì)以上技術(shù)挑戰(zhàn)，使用海克斯康工業(yè)軟件Cradle CFD對(duì)高壓反應(yīng)釜進(jìn)行了深入研究，通過(guò)仿真建立了冶煉高壓反應(yīng)釜實(shí)時(shí)液位監(jiān)測(cè)及優(yōu)化控制系統(tǒng)，最終成果應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)協(xié)同智能制造平臺(tái)。
Part.01
海克斯康解決方案
高壓反應(yīng)釜深度機(jī)理多相流仿真
構(gòu)建高壓反應(yīng)釜深度機(jī)理/大數(shù)據(jù)融合的智慧大模型，是解決這一問(wèn)題的有效路徑，成果基于500萬(wàn)網(wǎng)格劃分，首次構(gòu)建了采用自由液面的高壓反應(yīng)釜內(nèi)部氣、固、液三相耦合多場(chǎng)動(dòng)態(tài)模型，提供了精細(xì)化管控感知數(shù)據(jù)來(lái)源，達(dá)成科研促產(chǎn)目的，平臺(tái)累計(jì)創(chuàng)效1000余萬(wàn)元。
本次計(jì)算采用了海克斯康旗下的Cradle CFD軟件，該軟件具有強(qiáng)大的前處理功能，針對(duì)復(fù)雜模型，能夠快速劃分結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格為核心的多面體網(wǎng)格；同時(shí)具備強(qiáng)大的多相流功能，適應(yīng)于氣、固、液等復(fù)雜多相流仿真；并且具備強(qiáng)大的DEM功能，對(duì)于固體顆粒物在反應(yīng)釜內(nèi)顆粒動(dòng)力學(xué)仿真有較好的效果，同時(shí)可以后期應(yīng)用于礦石篩選，輸送等仿真；并具備高魯棒性，強(qiáng)大后處理，易上手等特點(diǎn)，適合于本單位。
Part.02
關(guān)于長(zhǎng)沙有色院
長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司（簡(jiǎn)稱長(zhǎng)沙有色院）于1953年正式成立，國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，是我國(guó)最早成立的大型綜合性設(shè)計(jì)研究單位之一，隸屬于中國(guó)鋁業(yè)集團(tuán)有限公司，為中鋁國(guó)際工程股份有限公司的全資子公司。
展開(kāi) 精細(xì)化工企業(yè)反應(yīng)釜爆炸原因分析及預(yù)防措施
案例一：2017年7月，江西省九江市彭澤縣磯山工業(yè)園區(qū)某化工公司，事故發(fā)生時(shí)冷卻失效，且安全聯(lián)鎖裝置被企業(yè)違規(guī)停用，大量反應(yīng)熱無(wú)法通過(guò)冷卻介質(zhì)移除，體系溫度不斷升高；反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)硝基苯胺在高溫下發(fā)生分解，導(dǎo)致體系溫度、壓力極速升高，高壓反應(yīng)釜發(fā)生爆炸。
案例二：2020年2月，山東先達(dá)農(nóng)化股份有限公司全資子公司遼寧先達(dá)農(nóng)業(yè)科學(xué)有限公司發(fā)生爆炸事故，造成5人死亡，10人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失約1200萬(wàn)元。事故的直接原因?yàn)椋合┎萃ざ我徊傥磳?duì)物料進(jìn)行復(fù)核確認(rèn)、二操錯(cuò)誤地將丙酰三酮與氯代胺同時(shí)加入到氯代胺儲(chǔ)罐V1428內(nèi)，導(dǎo)致丙酰三酮和氯代胺在儲(chǔ)罐內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，放熱并積累熱量，物料溫度逐漸升高，反應(yīng)放熱速率逐漸加快，最終導(dǎo)致物料分解、爆炸。
展開(kāi) 反應(yīng)釜的檢修方法及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
釜 體
1.更換條件
反應(yīng)釜使用到一定年限，出現(xiàn)下列情況之一者應(yīng)予更換：
a.釜體壁厚均勻腐蝕超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定的最小值；
b.釜體壁厚局部腐蝕超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定的最小值，且腐蝕面積大于總面積20％；
c.水壓試驗(yàn)時(shí)，設(shè)備有明顯變形或殘余變形超過(guò)規(guī)定值；
d.因堿脆或晶間腐蝕嚴(yán)重，釜體或焊縫產(chǎn)生裂紋不能修復(fù)時(shí)；
e.瓷面損壞面積超過(guò)15％時(shí)或者損壞部位無(wú)法修復(fù)時(shí)；
f.超標(biāo)缺陷(如：嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)缺陷危及安全運(yùn)行；焊縫不合格；嚴(yán)重未焊透、裂紋等)而無(wú)法修復(fù)時(shí)。
2.鋼制釜體
a.殼體局部腐蝕，采用電弧堆焊法修補(bǔ)，若腐蝕面積較大，采用貼補(bǔ)法修理。
b.未穿透的裂紋。若裂紋深度小于壁厚的10％，且不大于1mm，可用砂輪將裂紋磨平，并與金屬表面圓滑過(guò)渡即可。若裂紋深度不超過(guò)壁厚的40％，可在裂紋深度范圍鏟出坡口，進(jìn)行焊補(bǔ)，但裂紋兩端宜鉆小孔，以防止裂紋延伸。對(duì)于長(zhǎng)裂紋，采用逐段退焊法，(從裂紋兩端逐段向中間焊)，以降低焊接應(yīng)力和變形。若裂紋深度超過(guò)壁厚的40％，應(yīng)按穿透的窄裂縫處理。
c.穿透的窄裂縫。焊補(bǔ)前，在裂縫兩端鉆止裂孔，孔徑稍大于裂縫寬度，并加工出坡口。當(dāng)壁厚小于12mm時(shí)，采用V形坡口；當(dāng)壁厚大于12mm時(shí)，采用x形坡口。施焊時(shí)，長(zhǎng)度小于100mm的裂縫可一次焊完；裂縫較長(zhǎng)時(shí)，宜從裂縫兩端向中間焊，不要?jiǎng)潏A弧，并采用多層焊。除應(yīng)力集中的部位外，釜體上各部分的裂紋和穿透的窄裂縫，都允許進(jìn)行焊補(bǔ)。
d.穿透的寬裂縫。寬裂縫應(yīng)采用挖補(bǔ)法修理。挖補(bǔ)的長(zhǎng)度應(yīng)比裂縫長(zhǎng)度大50~100mm，寬度應(yīng)不小于250mm。焊上的補(bǔ)板應(yīng)與本體表面平齊，曲率半徑應(yīng)與本體一樣。
e.不銹鋼襯里鼓包。當(dāng)襯里大面積變形且襯里鼓起高度與變形面積的平均直徑之比小于0.15時(shí)，宜采用充水升壓法使已變形的襯里復(fù)原。
展開(kāi) 干貨：反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)詳解
4
）
分散：
氣體或液體充分分散成細(xì)小氣泡或液滴，促進(jìn)傳質(zhì)和反應(yīng)，控制粒度。
反應(yīng)釜攪拌類(lèi)型根據(jù)不同的攪拌方式和攪拌結(jié)構(gòu)可以分為多種類(lèi)型。以下是一些常見(jiàn)的反應(yīng)釜攪拌類(lèi)型：
1）錨式攪拌：通過(guò)在反應(yīng)釜內(nèi)壁上固定錨形或刮板形的攪拌器，使反應(yīng)物料在反應(yīng)釜內(nèi)壁上形成循環(huán)流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)攪拌效果。
2）槳葉式攪拌：通過(guò)安裝在反應(yīng)釜頂部或底部的槳葉形攪拌器，使反應(yīng)物料在釜內(nèi)形成強(qiáng)烈的渦流和對(duì)流，從而實(shí)現(xiàn)攪拌混合效果。
3）框架式攪拌：通過(guò)安裝在反應(yīng)釜壁上的框架形攪拌器，使反應(yīng)物料在框架內(nèi)形成循環(huán)流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)攪拌效果。
4）螺帶式攪拌：螺旋葉片通過(guò)旋轉(zhuǎn)將物料向上提升，然后再自由落下，從而實(shí)現(xiàn)了充分混合和均勻分布。
5）螺旋式攪拌：通過(guò)在反應(yīng)釜內(nèi)部安裝螺旋形攪拌器，使反應(yīng)物料在螺旋葉片的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)循環(huán)流動(dòng)和攪拌混合。
攪拌裝置的選型
1）按物料粘度選型
對(duì)于低粘度液體，應(yīng)選用小直徑、高轉(zhuǎn)速攪拌器，如推進(jìn)式、渦輪式；
對(duì)于高粘度液體，就選用大直徑、低轉(zhuǎn)速攪拌器，如螺帶式、錨式、框式。
2）按攪拌目的選型
對(duì)低粘度均相液體混合，主要考慮循環(huán)流量，各種攪拌器的循環(huán)流量按從大到小順序排列：推進(jìn)式、渦輪式、槳式。
對(duì)于非均相液-液分散過(guò)程，首先考慮剪切作用，同時(shí)要求有較大的循環(huán)流量，各種攪拌器的剪切作用按從大到小的順序排列：渦輪式、推進(jìn)式、槳式。
軸封裝置
軸封裝置的作用是保證工作時(shí)形成密封條件，阻止介質(zhì)向外泄露的裝置。可分為填料箱密封和機(jī)械密封。
一、填料密封
結(jié)構(gòu)：由襯套、填料箱體、填料環(huán)、壓蓋、壓緊螺栓等組成。
展開(kāi) 
反應(yīng)釜攪拌器的分類(lèi)與選型
攪拌器是反應(yīng)釜關(guān)鍵部件之一，根據(jù)釜內(nèi)不同介質(zhì)的物理學(xué)性質(zhì)、容量、攪拌目的等選擇相應(yīng)的攪拌器，對(duì)促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速度、提高生產(chǎn)效率能起到很大的作用。
掌握攪拌器的分類(lèi)及適用場(chǎng)合有助于選擇合適的攪拌器，達(dá)到更好的反應(yīng)效果，跟小七學(xué)起來(lái)吧！
反 應(yīng) 釜 的 應(yīng) 用
反應(yīng)釜是廣泛應(yīng)用于石油、化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、食品，用來(lái)完成硫化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過(guò)程的壓力容器。
反 應(yīng) 釜 的 組 成
反應(yīng)釜由釜體、釜蓋、夾套、攪拌器、傳動(dòng)裝置、軸封裝置、支承等組成。
1
反應(yīng)釜的殼體
殼體由圓形筒體，上蓋、下封頭構(gòu)成。上蓋與筒體聯(lián)接有兩種方法，，一種是蓋子與筒體直接焊死構(gòu)成一個(gè)整體;另一種形式是考慮拆卸方便，可用法蘭聯(lián)接。上蓋開(kāi)有人孔、手孔和工藝接管等。
2
反應(yīng)釜的攪拌裝置
在反應(yīng)釜中，為加快反應(yīng)速度、加強(qiáng)混合及強(qiáng)化傳質(zhì)或傳熱效果等，反應(yīng)釜一般都裝有攪拌裝置。它由攪拌器和攪拌軸組成，用聯(lián)軸器與傳動(dòng)裝置連成一體。
展開(kāi) 反應(yīng)釜攪拌器基礎(chǔ)知識(shí)
攪拌器是反應(yīng)釜關(guān)鍵部件之一，根據(jù)釜內(nèi)不同介質(zhì)的物理學(xué)性質(zhì)、容量、攪拌目的等選擇相應(yīng)的攪拌器，對(duì)促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速度、提高生產(chǎn)效率能起到很大的作用。
掌握攪拌器的分類(lèi)及適用場(chǎng)合有助于選擇合適的攪拌器，達(dá)到更好的反應(yīng)效果，跟小編學(xué)起來(lái)吧！
反 應(yīng) 釜 的 應(yīng) 用
反應(yīng)釜是廣泛應(yīng)用于石油、化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、食品，用來(lái)完成硫化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過(guò)程的壓力容器。
反 應(yīng) 釜 的 組 成
反應(yīng)釜由釜體、釜蓋、夾套、攪拌器、傳動(dòng)裝置、軸封裝置、支承等組成。
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反應(yīng)釜的殼體
殼體由圓形筒體，上蓋、下封頭構(gòu)成。上蓋與筒體聯(lián)接有兩種方法，，一種是蓋子與筒體直接焊死構(gòu)成一個(gè)整體;另一種形式是考慮拆卸方便，可用法蘭聯(lián)接。上蓋開(kāi)有人孔、手孔和工藝接管等。
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反應(yīng)釜的攪拌裝置
在反應(yīng)釜中，為加快反應(yīng)速度、加強(qiáng)混合及強(qiáng)化傳質(zhì)或傳熱效果等，反應(yīng)釜一般都裝有攪拌裝置。它由攪拌器和攪拌軸組成，用聯(lián)軸器與傳動(dòng)裝置連成一體。
3
反應(yīng)釜的密封裝置
在反應(yīng)釜中使用的密封裝置為動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，主要有填料密封和機(jī)械密封兩種。
反應(yīng)釜攪拌器的分類(lèi)與選型
◆ ◆ ◆
反應(yīng)釜攪拌器的作用
使物料混和均勻，強(qiáng)化傳熱和傳質(zhì)，包括均相液體混合；液-液分散；氣-液分散；固-液分散；結(jié)晶；固體溶解；強(qiáng)化傳熱等。
◆ ◆ ◆
反應(yīng)釜攪拌原理
攪拌器是實(shí)現(xiàn)攪拌操作的主要部件，其主要的組成部分是葉輪，它隨旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)將機(jī)械能施加給液體，并促使液體運(yùn)動(dòng)。
展開(kāi) 反應(yīng)釜攪拌器的分類(lèi)、選型與特點(diǎn)！
一、反應(yīng)釜的應(yīng)用
反應(yīng)釜是廣泛應(yīng)用于石油、化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、食品，用來(lái)完成硫化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過(guò)程的壓力容器。
二、反應(yīng)釜的組成
反應(yīng)釜由釜體、釜蓋、夾套、攪拌器、傳動(dòng)裝置、軸封裝置、支承等組成。
1. 反應(yīng)釜的殼體
殼體由圓形筒體，上蓋、下封頭構(gòu)成。上蓋與筒體聯(lián)接有兩種方法，，一種是蓋子與筒體直接焊死構(gòu)成一個(gè)整體；另一種形式是考慮拆卸方便，可用法蘭聯(lián)接。上蓋開(kāi)有人孔、手孔和工藝接管等。
2. 反應(yīng)釜的攪拌裝置
在反應(yīng)釜中，為加快反應(yīng)速度、加強(qiáng)混合及強(qiáng)化傳質(zhì)或傳熱效果等，反應(yīng)釜一般都裝有攪拌裝置。
展開(kāi) 反應(yīng)釜機(jī)械密封常遇故障及維護(hù)
反應(yīng)釜是綜合反應(yīng)容器，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的壓力對(duì)容器的密封要求極高。機(jī)械密封的密封效果將直接影響反應(yīng)釜的運(yùn)行，嚴(yán)重的將造成停產(chǎn)、安全事故及環(huán)境污染等不可估量的損失。
今天帶大家看看化工反應(yīng)釜的機(jī)械密封常見(jiàn)故障有哪些，遇到這些故障該怎么處理。
反應(yīng)釜的密封裝置
反應(yīng)釜的密封包括靜密封與動(dòng)密封兩大類(lèi)。
對(duì)于反應(yīng)釜來(lái)說(shuō)，通常在封頭法蘭與筒體的法蘭、接管法蘭、人孔、手孔、溫度計(jì)接管、視鏡、壓力表接管等部位泄漏點(diǎn)采用靜密封，因?yàn)槊芊饷媸窍鄬?duì)靜止的。靜密封比較好解決，一般采用各種形式的靜密封墊片。
攪拌軸與釜體之間間隙處的泄漏點(diǎn)，由于旋轉(zhuǎn)的攪拌軸與靜止的釜體（上封頭）存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，要防止介質(zhì)的泄漏必須采用動(dòng)密封裝置：機(jī)械密封與填料密封。
填料密封：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、填料裝拆方便，但由于填料密封存在一些致命的弱點(diǎn)，導(dǎo)致它使用壽命較短，在高參數(shù)工況條件下（高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速、高真空等條件）不適用。
機(jī)械密封：機(jī)械密封在反應(yīng)釜上較為廣泛采用，可以針對(duì)反應(yīng)釜的具體工況，對(duì)釜用機(jī)械密封進(jìn)行專門(mén)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、潤(rùn)滑冷卻措施考慮，以滿足工藝要求。
展開(kāi) 高壓設(shè)備釜門(mén)關(guān)閉故障，查了很久才發(fā)現(xiàn)，問(wèn)題出在這里
對(duì)于很多建材生產(chǎn)企業(yè)，蒸壓釜這種高壓特種設(shè)備還是比較常見(jiàn)的，所以作為一個(gè)建材企業(yè)的電氣維修人員，維修蒸壓釜也是日常工作中不可缺少的部分。其實(shí)說(shuō)白了，蒸壓釜跟高壓鍋差不多，主要是靠密封和各種感應(yīng)元件來(lái)運(yùn)作。因?yàn)檎魤?em>釜是高壓特種設(shè)備，涉及到非常重要的安全問(wèn)題，所以關(guān)于蒸壓釜的故障都要特別小心。
今天跟大家分享的一個(gè)故障案例，就是蒸壓釜釜門(mén)關(guān)閉故障的維修。以前也發(fā)生過(guò)類(lèi)似的事件，主要原因都是由于關(guān)門(mén)感應(yīng)開(kāi)關(guān)的故障。但這次的維修比較曲折，折騰了很久才找到真正原因，在這里分享給大家，希望對(duì)大家以后維修類(lèi)似的設(shè)備積累一些經(jīng)驗(yàn)和參考方向。
事情的經(jīng)過(guò)
今天中午十二點(diǎn)多的時(shí)候，突然接到蒸壓釜崗位人員的電話，說(shuō)蒸壓釜電器柜報(bào)警 燈一直閃爍，不知道出現(xiàn)了啥問(wèn)題，讓我趕緊過(guò)去看看。因?yàn)檎魤?em>釜是高壓設(shè)備涉及到安全問(wèn)題，我很快趕到現(xiàn)場(chǎng)。還好報(bào)警的這個(gè)蒸壓釜內(nèi)沒(méi)有壓力，所以不是特別緊急。我看到故障燈顯示的內(nèi)容是釜門(mén)關(guān)閉的故障。
以前遇到這種情況一般是在釜門(mén)關(guān)閉加壓的時(shí)候出現(xiàn)，而且大多都是因?yàn)楦袘?yīng)開(kāi)關(guān)沒(méi)有感應(yīng)到釜門(mén)的關(guān)閉，所以才出現(xiàn)的報(bào)警，但這一次不一樣，以為釜門(mén)一直是開(kāi)著的，這種時(shí)候報(bào)釜門(mén)關(guān)閉故障很有可能跟感應(yīng)器沒(méi)有啥關(guān)系了，既然出現(xiàn)問(wèn)題，查找故障吧。
故障查找分析
雖然這次的故障跟以前不一樣，是釜門(mén)開(kāi)啟的狀態(tài)下出現(xiàn)的關(guān)閉故障，但既然故障燈閃爍就說(shuō)明可能是關(guān)閉釜門(mén)的感應(yīng)器出現(xiàn)問(wèn)題。我們這邊的釜門(mén)感應(yīng)開(kāi)關(guān)采用的是歐姆龍的金屬感應(yīng)開(kāi)關(guān)PNP的類(lèi)型的。我用螺絲刀去觸碰感應(yīng)開(kāi)關(guān)探頭，感應(yīng)燈亮起但是故障沒(méi)有解除，報(bào)警 燈依舊閃爍，顯示釜門(mén)關(guān)閉故障。
按理說(shuō)這時(shí)候感應(yīng)開(kāi)關(guān)感應(yīng)到了釜門(mén)關(guān)閉信號(hào)，應(yīng)該解除報(bào)警了，為何還是繼續(xù)報(bào)警呢？難道報(bào)控制器出現(xiàn)問(wèn)題？
展開(kāi) 氧氣變送器用于反應(yīng)釜中監(jiān)測(cè)氧氣含量
氧氣變送器用于反應(yīng)釜中監(jiān)測(cè)氧氣含量
反應(yīng)釜簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是具有物理或化學(xué)反應(yīng)的不銹鋼容器。反應(yīng)釜是一個(gè)綜合的反應(yīng)容器。通常，是根據(jù)反應(yīng)條件對(duì)反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)和功能以及配置附件來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。其主要目的是對(duì)材料進(jìn)行加熱、攪拌、添加試劑反應(yīng)等。
制藥領(lǐng)域用離心機(jī)反應(yīng)釜用的比較多，在使用的反應(yīng)釜的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氧化反應(yīng)，存在爆炸危險(xiǎn)。下面工采網(wǎng)詳細(xì)說(shuō)明一下這個(gè)氧化反應(yīng)。
氧化反應(yīng)是化學(xué)生產(chǎn)過(guò)程中的重要反應(yīng)類(lèi)型。這是制備許多化學(xué)原料和中間體必須經(jīng)過(guò)的生產(chǎn)過(guò)程。氧化反應(yīng)是伴隨電子轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)中電子損失的過(guò)程，即增加氧化值的過(guò)程。大多數(shù)有機(jī)化合物的氧化反應(yīng)表現(xiàn)為反應(yīng)原料獲得氧氣或損失氫氣。
氧化反應(yīng)是一種危險(xiǎn)的放熱反應(yīng)類(lèi)型。如果在反應(yīng)過(guò)程中的氧含量太高，則容易引起它燃燒并且使過(guò)程反應(yīng)失控，可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞、環(huán)境污染及其他安全事件。因此，為了確保安全，需要監(jiān)測(cè)離心反應(yīng)釜內(nèi)的氧含量，一般在運(yùn)行前應(yīng)控制在3％以下。根據(jù)國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局的要求，氧化反應(yīng)釜必須配備氣相氧含量檢測(cè)儀。
目前，工采網(wǎng)了解到由于反應(yīng)釜反應(yīng)物的多樣性，如，有些是酸性，有些是堿性等腐蝕性氣體，所以針對(duì)不同性質(zhì)氣體的場(chǎng)合，選擇合適的傳感器非常重要，而southland的傳感器具有多樣性，可以提供針對(duì)各種應(yīng)用的選擇。美國(guó)Southland 氧氣變送器OMD-150可以被用于制藥過(guò)程離心機(jī)反應(yīng)釜內(nèi)氧含量監(jiān)測(cè)保障安全。該氧氣變送器能夠根據(jù)具體的應(yīng)用需求配置成微量氧或者常量氧檢測(cè)。
氧氣變送器OMD-150是可完全配置的，從而滿足絕大部分微量氧和常亮氧分析的工業(yè)應(yīng)用需求。各種可選的電氣接口方式、不同量程的傳感器以及氣路連接方式，使得該變送器成為一個(gè)經(jīng)濟(jì)且維護(hù)成本低的解決方案。
展開(kāi) 自主CAE | 基于PERA SIM Mechanical的反應(yīng)釜攪拌裝置強(qiáng)度分析
摘要：本文利用PERA SIM Mechanical結(jié)構(gòu)仿真軟件建立了反應(yīng)釜攪拌裝置結(jié)構(gòu)仿真模型，從導(dǎo)入幾何模型開(kāi)始，到劃分網(wǎng)格、賦予材料參數(shù)、施加邊界條件和載荷加載過(guò)程，進(jìn)行靜力結(jié)構(gòu)分析，最終得到分析結(jié)果；通過(guò)有限元分析方法，對(duì)攪拌裝置在工作時(shí)的受力情況進(jìn)行模擬和計(jì)算，確保其在設(shè)計(jì)工況下具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；研究其應(yīng)力變形分布，在保證結(jié)構(gòu)安全性的同時(shí)，防止因設(shè)計(jì)安全裕量過(guò)大而造成材料浪費(fèi)，本文為反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)和選型提供了一定的參考信息。
關(guān)鍵詞：反應(yīng)釜；攪拌系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度
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1.引言
在化學(xué)工業(yè)中，反應(yīng)釜是一種用于化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備。反應(yīng)釜通常由反應(yīng)容器、加熱/冷卻系統(tǒng)、攪拌裝置、壓力控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)等部分組成。攪拌裝置是反應(yīng)釜中的關(guān)鍵受力件，反應(yīng)釜中的攪拌裝置通常由攪拌槳葉、攪拌軸和驅(qū)動(dòng)裝置等部分組成，攪拌裝置的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性直接影響設(shè)備的性能。在設(shè)備整體降低重量、降成本等驅(qū)使下，零件在不斷進(jìn)行降成本及優(yōu)化設(shè)計(jì)。生產(chǎn)的槳葉壁厚變得越來(lái)越薄，攪拌軸也越來(lái)越細(xì)，這對(duì)攪拌裝置的設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的困難。主要表現(xiàn)為易產(chǎn)生應(yīng)力集中、彎曲變形等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率及生產(chǎn)安全。
本文基于PERA SIM Mechanical仿真分析軟件建立了攪拌裝置結(jié)構(gòu)仿真模型，從導(dǎo)入幾何模型開(kāi)始，到劃分網(wǎng)格、賦予材料參數(shù)、施加邊界條件和載荷模擬工作過(guò)程，最終得到分析結(jié)果。通過(guò)有限元分析方法，對(duì)攪拌裝置在工作時(shí)的受力情況進(jìn)行模擬和計(jì)算，確保其在設(shè)計(jì)工況下具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。研究其應(yīng)力應(yīng)變分布，在保證結(jié)構(gòu)安全性的同時(shí)，防止因設(shè)計(jì)安全裕量過(guò)大而造成材料浪費(fèi)。
展開(kāi) 
仿真 App 助你輕松設(shè)計(jì)攪拌釜式反應(yīng)器
示例 App 對(duì)攪拌釜式反應(yīng)器進(jìn)行了建模與仿真，這種裝置常用于精細(xì)化工、制藥、食品和消費(fèi)品行業(yè)的反應(yīng)器。
用于優(yōu)化攪拌器設(shè)計(jì)的 App
除了上述產(chǎn)業(yè)之外，攪拌間歇式反應(yīng)器還常用于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的動(dòng)力學(xué)研究以及新型合成工藝的開(kāi)發(fā)。所有工藝均要求反應(yīng)器內(nèi)的溶液組成與溫度達(dá)到相對(duì)均勻的狀態(tài)。這一目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)可再現(xiàn)的、統(tǒng)一的產(chǎn)品質(zhì)量的必經(jīng)之路。
通過(guò)創(chuàng)建 App，您可以提供一個(gè)用戶友好的仿真環(huán)境，允許科學(xué)家、工藝設(shè)計(jì)師和工藝工程師對(duì)容器、葉輪和操作條件如何影響攪拌效率及驅(qū)動(dòng)葉輪所需的功率進(jìn)行研究。我們創(chuàng)建了“攪拌器”App，希望它有助于您自己動(dòng)手構(gòu)建類(lèi)似的 App 。
在設(shè)計(jì) App 時(shí)，一個(gè)挑戰(zhàn)是自動(dòng)更新完全參數(shù)化幾何的幾何形狀、物理場(chǎng)和網(wǎng)格設(shè)置。添加完全不同的幾何對(duì)象也有難度，這取決于用戶在 App 運(yùn)行時(shí)的輸入。“攪拌器”App 演示了幾何零件的使用方法，以及如何利用累積選擇實(shí)現(xiàn)模型設(shè)置的自動(dòng)操作。
此外，該示例演示了如何使用COMSOL Multiphysics開(kāi)發(fā) App，并利用幾何零件和累積選擇，自動(dòng)為嵌入到 App 中的模型設(shè)置域和邊界。即使 App 用戶選擇生成差異極大的幾何形狀，系統(tǒng)也能夠自動(dòng)創(chuàng)建這些設(shè)置。
演示 App 的外觀
下方帶注釋的用戶界面（UI）截圖顯示了 11 種可添加到模型中的葉輪（1）以及釜（2）的類(lèi)型：帶與不帶擋板的碟形底、平底和錐底。之后我們將針對(duì)不同類(lèi)型來(lái)設(shè)定葉輪和容器的尺寸。在Fluid Properties & Operating Conditions 欄（3）中，選擇葉輪的流體屬性和旋轉(zhuǎn)速度。Home 功能區(qū)選項(xiàng)卡（4）包含網(wǎng)格和計(jì)算按鈕，可生成數(shù)值模型并求解模型方程。
結(jié)果顯示了反應(yīng)器的三維模型（5）和垂直截面中的渦流擴(kuò)散率和速度場(chǎng)。截面可以旋轉(zhuǎn)，以各種角度展示軸四周的結(jié)果（6）。
展開(kāi) 質(zhì)量流量計(jì)的安裝位置對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響嗎？
此外我們的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)可提供現(xiàn)場(chǎng)安裝評(píng)估服務(wù)，針對(duì)復(fù)雜工況（如真空系統(tǒng)、高壓反應(yīng)釜、多相流等）定制最優(yōu)安裝方案。
“細(xì)節(jié)決定成敗”——在高精度流量測(cè)量領(lǐng)域尤為如此，質(zhì)量流量計(jì)的安裝位置絕非“隨便找個(gè)接口接上”那么簡(jiǎn)單，正確的安裝不僅能提升測(cè)量精度與重復(fù)性，還能顯著延長(zhǎng)設(shè)備壽命，降低維護(hù)成本，選擇布瑯軻鍶特（Bronkhorst），不僅是選擇一款高性能儀器，更是獲得從選型、安裝到運(yùn)維的全生命周期專業(yè)支持。
合成中的封管反應(yīng)
如果使用氨的甲醇溶液進(jìn)行氨解時(shí)，由于在高溫下氨揮發(fā)嚴(yán)重，當(dāng)溫度達(dá)到120℃時(shí)，壓力可能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)10atm；
1.3 必須實(shí)現(xiàn)估算到反應(yīng)可能產(chǎn)生的氣體，包括主反應(yīng)、副反應(yīng)等可能產(chǎn)生的氣體的壓力要考慮進(jìn)去；
1.4 對(duì)于反應(yīng)溫度超過(guò)溶劑沸點(diǎn)20℃以上的反應(yīng)，推薦使用高壓反應(yīng)釜；
1.5 對(duì)于沒(méi)有把握的反應(yīng)，推薦先使用微波反應(yīng)器進(jìn)行小試，反應(yīng)速度快，而且相對(duì)安全；
1.6 封管屬于壓力儀器，嚴(yán)禁碰撞、劃痕等可能導(dǎo)致內(nèi)傷的操作；
1.7封管的密封圈有兩種，一般的褐色的Viton密封圈，耐油和酸；若反應(yīng)中用到強(qiáng)堿時(shí)請(qǐng)使用白色的全氟密封圈；
1.8 蓋上塞子時(shí)請(qǐng)不要旋轉(zhuǎn)得太緊或太松，絕不可緊到不能再緊的程度，這樣反而容易泄漏產(chǎn)生危險(xiǎn)甚至封管頂破，松緊適宜即可；
1.9 體系中試劑和溶劑體積嚴(yán)格控制在封管容積的1/3以下，推薦在1/5 以下；
1.10 洗滌封管時(shí)不要泡在堿缸中，也不要使用超聲洗滌，應(yīng)根據(jù)反應(yīng)情況使用合適的溶劑漂洗干凈，可以使用試管刷洗滌，不可使用刮刀；
1.11封管反應(yīng)結(jié)束時(shí)，要將反應(yīng)降至室溫才可打開(kāi)封管塞子，不能在封管還是高溫的狀態(tài)下打開(kāi)；
1.12 進(jìn)行封管反應(yīng)時(shí)必須在正面及可能傷到人的側(cè)面加防護(hù)擋板，觀察封管反應(yīng)進(jìn)行情況時(shí)，不要直接觀察，要在防護(hù)玻璃或擋板后面觀察。
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展開(kāi) 利用狄爾斯-阿爾德反應(yīng)在高壓條件下合成石墨烷
近年來(lái)，高壓極端條件(GPa數(shù)量級(jí))為我們帶來(lái)了一種有效的聚合方法。在高壓下，原子間的距離大大減小，相互作用大大增強(qiáng)，分子間作用向共價(jià)鍵轉(zhuǎn)化，表現(xiàn)出聚合趨勢(shì)。比如對(duì)苯、吡啶、苯胺芳香族化合物晶體施加高壓可以得到sp3-碳基納米線，表明高壓是構(gòu)建sp3-碳骨架結(jié)構(gòu)的有效方法。
圖1. 苯-六氟苯共晶在20萬(wàn)大氣壓下的晶體結(jié)構(gòu)。
最近，北京高壓科學(xué)研究中心的李闊、鄭海燕研究員課題組研究了苯-六氟苯1:1共晶的壓力誘導(dǎo)聚合(Pressure-Induced Polymerization, PIP)反應(yīng)，得到了短程有序的氟代石墨烷結(jié)構(gòu)，并對(duì)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
他們綜合利用世界上多臺(tái)高壓中子衍射儀（中國(guó)綿陽(yáng)堆鳳凰譜儀、英國(guó)ISIS的PEARL以及日本J-PARC的 PLANET ）研究了苯-六氟苯共晶的高壓相變，原位測(cè)定了該共晶不同相的晶體結(jié)構(gòu)，尤其是在臨界反應(yīng)壓力（20萬(wàn)個(gè)大氣壓）下的晶體結(jié)構(gòu)，由此指出了反應(yīng)的臨界距離（圖1）。這是首次在這樣高的壓力測(cè)定下芳香族化合物的晶體結(jié)構(gòu)，為理解它們?cè)跇O端條件下的拓?fù)涔滔?em>反應(yīng)提供了重要依據(jù)。
研究者同時(shí)綜合利用紅外光譜、掃描電鏡、透射電鏡、固體核磁、原子對(duì)分布函數(shù)等一系列表征手段并結(jié)合理論計(jì)算，詳細(xì)分析了反應(yīng)產(chǎn)物的短程及長(zhǎng)程結(jié)構(gòu)，指出產(chǎn)物是具有超格子的石墨烷。進(jìn)一步根據(jù)拓?fù)浠瘜W(xué)原理提出產(chǎn)物模型氟代III型石墨烷，發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)可以非常好地?cái)M合原子對(duì)分布函數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。研究者進(jìn)一步利用氣相-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)反應(yīng)的中間體進(jìn)行了分離及測(cè)定，發(fā)現(xiàn)了大量加成產(chǎn)物具有苯-六氟苯交替結(jié)構(gòu)，由此得到了反應(yīng)過(guò)程中的基元反應(yīng)，提出了以[4+2]Diels-Alder加成反應(yīng)為主的反應(yīng)機(jī)理。
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