用于反应釜的蒸汽喷嘴和包括蒸汽喷嘴的反应釜制造技术

本实用新型专利技术涉及用于反应釜的蒸汽喷嘴，包括：喷嘴本体，其具有第一端和相对的第二端，在两者之间延伸的内部腔室和纵向中心轴线，内部腔室在第二端处敞开；和靠近第一端设置的n组喷孔，沿纵向中心轴线间隔开地布置并与内部腔室流体连通，其中n为≥2的整数，并且每一组喷孔在垂直于纵向中心轴线的同一个平面内沿喷嘴本体的周向分布；其中，n组喷孔布置成相对于纵向中心轴线倾斜，并且n组喷孔中最接近第一端的第一组喷孔与纵向中心轴线的第一夹角为45

【技术实现步骤摘要】
用于反应釜的蒸汽喷嘴和包括蒸汽喷嘴的反应釜


[0001]本技术总体涉及反应釜
，尤其涉及用于反应釜的蒸汽喷嘴，以及使用这种蒸汽喷嘴的反应釜。

技术介绍

[0002]在聚合反应工艺，例如丙烯酸聚合反应工艺中需要使用蒸汽进行加热，个别产品还需要用蒸汽进行汽提。
[0003]当前，聚合反应釜例如丙烯酸聚合反应釜一般在底部采用常见的市售直喷蒸汽管，蒸汽进口向上，进汽方向垂直于反应釜底部。反应釜的搅拌器采用搅拌轴较长的板框式搅拌器，直喷蒸汽管(例如在5bar的蒸汽压力下)进蒸汽时对搅拌器和反应釜内的其他构件的冲击大，蒸汽与反应釜内的物料溶液混合过程中会产生汽锤，使反应釜及其内部的构件及釜内物料产生较大震动和翻滚。这样的震动可能会造成连接管件断裂，搅拌轴的密封容易损坏，需要经常维修，既提高了成本又耽误了生产。汽锤和蒸汽在反应釜内的快速流动还会使操作现场有较大的噪音，分贝值有时超过80db。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种用于反应釜的蒸汽喷嘴，其采用多方位进汽结构设计，进汽平缓，不仅能够使蒸汽与反应釜内的物料混合均匀并且还能减轻对反应釜内构件的冲击和震动。
[0005]为此，本技术提供一种用于反应釜的蒸汽喷嘴，该蒸汽喷嘴包括：喷嘴本体，该喷嘴本体具有第一端和相对的第二端，以及在该第一端和该第二端之间延伸的内部腔室和纵向中心轴线，其中所述内部腔室在该第二端处敞开；和靠近该第一端设置在所述喷嘴本体中的n组喷孔，所述n组喷孔沿所述纵向中心轴线间隔开地布置并与所述内部腔室流体连通，其中n为≥2的整数，并且所述n组喷孔中的每一组喷孔在垂直于所述纵向中心轴线的同一个平面内沿所述喷嘴本体的周向分布；其中，所述n组喷孔布置成相对于所述纵向中心轴线倾斜，并且所述n组喷孔中最接近该第一端的第一组喷孔与该纵向中心轴线的第一夹角为45
°
，所述n组喷孔中最远离该第一端的第n组喷孔与该纵向中心轴线的第n夹角小于等于135
°
，并且所述第n夹角大于第n
‑
1夹角，其中该第n
‑
1夹角为所述n组喷孔中的第n
‑
1组喷孔与该纵向中心轴线的夹角。
[0006]通过将n组喷孔在喷嘴本体中如此布置，能够使喷出的蒸汽比较平缓，n取决于喷嘴本体的长度，每组喷孔的数目取决于喷嘴本体的周向尺寸。当n的数值比较大时，从蒸汽喷嘴喷射出的蒸汽能够以近似球形的分布进入反应釜内，这种全方位蒸汽喷射可以使喷射范围更广更均匀，提高喷射效率，降低蒸汽进汽时对设备的冲击和釜内物料的翻滚程度，降低现场作业产生的噪音。
[0007]根据本技术的一个优选方案，喷嘴本体可以为圆柱形，在所述喷嘴本体的外周面上相应地设有n个环形槽，每个所述环形槽对应一组喷孔，所述环形槽具有第一侧面和
垂直于该第一侧面的第二侧面并且具有V形的横截面，其中所述环形槽构造成使得该第二侧面垂直于所述喷孔的中心轴线，并且所述喷孔的蒸汽出口处于该第二侧面中。提供这样的环形槽可以对从喷孔喷射出的蒸汽起到导流的作用，能够使进气更平缓。
[0008]在一个优选方案中，每组所述喷孔包括在垂直于所述纵向中心轴线的同一个平面内沿所述喷嘴本体的周向均匀分布的18
‑
24个喷孔，例如24个喷孔。
[0009]根据本技术的一个优选方案，每个所述喷孔为圆孔，并且述n组喷孔中相邻两组喷孔的孔径是不同的。因为如果所有蒸汽喷孔的孔径尺寸相同，蒸汽进汽时会对反应釜内的构件造成较大冲击，使得釜内物料翻滚剧烈，与釜内物料的混合效果也会下降，现场噪音大。通过将相邻两组喷孔的孔径选择成不相同，则可以避免产生上述不良效果。
[0010]根据本技术的一个优选方案，所述n组喷孔中的奇数组喷孔可具有第一孔径，所述n组喷孔中的偶数组喷孔可具有第二孔径，其中该第二孔径不同于该第一孔径。这种喷孔的孔径交替分布的设计可以使蒸汽以不同速度进入反应釜内，降低蒸汽进汽时对设备的冲击和釜内物料的翻滚程度，同时可使蒸汽与反应釜内物料混合更加均匀，提高蒸汽加热速率和汽提效果。
[0011]应当理解，对于根据本技术的蒸汽喷嘴来说，喷孔孔径的选择取决于反应釜内物料的粘度，孔径的大小要选择成当釜内物料冷却时，蒸汽喷嘴上粘附的物料不会堵塞喷孔。例如，当所述反应釜用于进行丙烯酸聚合反应时，反应釜内的丙烯酸聚合产品的粘度为约50mpa
·
s，在这种粘度环境中，所述第一孔径例如可以选择为3.5mm，所述第二孔径例如可以选择为3.4mm。这里的尺寸选择仅仅是示例性的，根据需要，可以选择其它合适的孔径尺寸。
[0012]根据本技术的一个优选方案，所述n组喷孔可以包括沿所述纵向中心轴线均匀地间隔开的九组喷孔，其中所述第一组喷孔与该纵向中心轴线的第一夹角至第七组喷孔与该纵向中心轴线的第七夹角依次增加5
°
，该第七组喷孔与该纵向中心轴线的第七夹角至第九组喷孔与该纵向中心轴线的第九夹角依次增加15
°
。即第一组喷孔至第九组喷孔的取向(即喷孔的中心轴线)与喷嘴本体的纵向中心轴线之间的夹角分别为45
°
、50
°
、55
°
、60
°
、65
°
、70
°
、75
°
、90
°
和105
°
。九组、或者说九圈蒸汽喷孔的这样的角度设计使喷出的各方向蒸汽以较缓和的速度，按近似球形的分布进入反应釜内。并且第九组的喷孔角度如此选择，使得当蒸汽喷嘴竖直向上布置时，这一组的喷孔方向是向下的，从而避免产生蒸汽不能到达的物料死区，使蒸汽与物料具有更好的混合效果。
[0013]根据本技术的一个方案，在该喷嘴本体的所述第二端设有连接凸缘，用于与外部蒸汽管道相连接，使外部蒸汽进入蒸汽喷嘴中。
[0014]本技术还提供了一种反应釜，其包括具有底部和侧壁的釜体和安装至该底部并延伸入所述反应釜内部的至少一个上述蒸汽喷嘴。
[0015]根据本技术的一个方案，还包括搅拌器，所述蒸汽喷嘴布置在所述底部的靠近所述侧壁的位置，使得当该搅拌器转动时不接触所述蒸汽喷嘴。
[0016]根据本技术的蒸汽喷嘴和包含这种蒸汽喷嘴的反应釜具有以下效果中的至少之一：进汽平缓，降低了蒸汽对反应釜内的设备的冲击和釜内物料翻滚程度，可适用于不同批量产品的生产；釜内设备震动情况大幅降低，例如管道震动可以由37.4mm/s降至0.02mm/s；搅拌轴机封损坏次数减少，设备安全性提高，节约维修费用和生产时间，提高生
产效率，且现场噪音分贝值降低(由80dB降至60
‑
70dB)。蒸汽喷嘴的多方位/全方位进汽的结构设计使蒸汽与反应釜内物料混合均匀，提高了使用蒸汽加热物料和汽提的速率；降低蒸汽用量，节约夹套加热费用和蒸汽费用，节约加热时间。
附图说明
[0017]构成本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于反应釜的蒸汽喷嘴(1)，其特征在于，该蒸汽喷嘴包括：喷嘴本体(2)，该喷嘴本体具有第一端(21)和相对的第二端(22)，以及在该第一端和该第二端之间延伸的内部腔室(20)和纵向中心轴线(23)，其中所述内部腔室在该第二端(22)处敞开；和靠近该第一端设置在所述喷嘴本体(2)中的n组喷孔，所述n组喷孔沿所述纵向中心轴线(23)间隔开地布置并与所述内部腔室(20)流体连通，其中n为≥2的整数，并且所述n组喷孔中的每一组喷孔在垂直于所述纵向中心轴线的同一个平面内沿所述喷嘴本体(2)的周向分布；其中，所述n组喷孔布置成相对于所述纵向中心轴线(23)倾斜，并且所述n组喷孔中最接近该第一端(21)的第一组喷孔与该纵向中心轴线(23)的第一夹角为45
°
，所述n组喷孔中最远离该第一端(21)的第n组喷孔与该纵向中心轴线(23)的第n夹角小于等于135
°
，并且所述第n夹角大于第n
‑
1夹角。2.根据权利要求1所述的蒸汽喷嘴(1)，其特征在于，所述喷嘴本体(2)为圆柱形，在所述喷嘴本体的外周面上设有n个环形槽(4)，每个所述环形槽对应一组喷孔，所述环形槽具有第一侧面(41)和垂直于该第一侧面的第二侧面(42)并且具有V形的横截面，其中所述环形槽构造成使得该第二侧面垂直于所述喷孔的中心轴线(3)，并且所述喷孔的蒸汽出口处于该第二侧面(42)中。3.根据权利要求1或2所述的蒸汽喷嘴(1)，其特征在于，每组所述喷孔包括在垂直于所述纵向中心轴线的同一个平面内沿所述喷嘴本体(2)的周向均匀分布的18个至24个喷孔。4.根据权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，施德标，陈学林，李小钢，童云，
申请(专利权)人：巴斯夫新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：