多功能树脂反应釜在铼回收生产线的应用设计

徐元博

（陕西省华县金钼股份硫酸厂，陕西 渭南，714101）

多功能树脂反应釜在铼回收生产线的应用设计

徐元博

（陕西省华县金钼股份硫酸厂，陕西 渭南，714101）

铼是一种国家重要的战略储备稀有金属，具有良好的热硬性，在利用树脂吸附交换法回收铼金属的生产线，对树脂的清洗、解吸、再生工艺尤为重要，本文通过对现场生产技术的难点研究讨论，提出了一种新型多功能树脂处理反应釜，通过实际验证，解决了现场技术难点。

铼；树脂；反应釜；错流；搅拌速度；负压；蒸汽加热

冶炼烟气含铼淋洗液中杂质含量种类较多，虽然经过除杂处理，杂质含量已降低至微量，但是由于离子交换树脂富集离子的特性，离子交换树脂中的各种杂质也得到富集，在树脂解吸、再生过程中，由于柱子过流面积设计较大，树脂的密实度不均匀，常造成错流现场，针对此种问题，结合实验室数据，确定以搅拌加热的方式对树脂进行以上工艺操作，现需设计一种符合以上功能的多功能反应釜。

1 基本参数设计

1.1 整体结构设计

1）釜体部分

釜体是物料进行化学反应的空间，由筒体和上下封头组成，通常是密闭的，有时也采用敞开式，主要视反应介质而定，本装置解吸、再生涉及强酸、强碱，采用内部搪瓷釜。

2）传热装置

在釜体的内部或外部设置供加热或冷却用的传热装置，通常为釜体外部夹套或釜内蛇管，设计现场反应釜采用外部夹套加热，采用硫酸厂蒸汽余热。

3）搅拌装置

为使物料混合均匀，接触良好，需在釜内设置搅拌装置。搅拌装置由搅拌轴和搅拌器组成。其转动由电动机经减速器减到适宜转速后，再经联轴器来带动,立式搅拌轴悬臂式。

4）轴封装置

由于搅拌轴是动的，而釜体封头是静的，所以在搅拌轴伸出之处必需进行密封（轴封），轴封的作用是保持设备内的压力（或真空度），防止反应物料逸出和杂质渗入。轴封通常采用填料密封或机械密封。

5）其它结构

主要包括人孔、手孔、各种接管、温度计、压力表、视镜、安全泄放装置等。

1.2 技术特性及参数设计

反应釜的技术参数通常包括：操作容积及全体积；釜内及夹套内（蛇管）的工作压力、工作温度、工作介质、腐蚀情况、传热面积；搅拌器型式、转速及轴功率；推荐材料；装配哪些接口管等。

1）釜体积计算（间歇釜式反应器）

V=VR/φ

表1 罐体长径比经验表

式中 V—反应器实际体积，m3； VR—反应器有效体积，m3；f—装料系数，一般为0.4～0.85，带搅拌的反应釜0.7～0.8，易起泡沫和在沸腾下操作的设备 0.4～0.6。

设计计算体积为：V=3/0.4～3/0.6=7.5～5m3，结合实际取5m3釜较为合适。

2)反应器直径和高度的计算

在已知搅拌器的操作容积后，首先要选择罐体适宜的长径比(H/Di)，以确定罐体直径和高度。选择罐体长径比主要考虑以下两方面因素：

② 长径比对传热的影响：当容积一定时，H/Di越高，越有利于传热。

长径比的确定通常采用经验值,见表1。

在确定了长径比和装料系数之后，先忽略罐底容积，此时

将上式计算结果圆整成标准直径，代入下式得出罐体高度

其中， v--封头容积，经过计算结合5立方标准釜参数2.94m，选取2.94m。

3)搅拌器及转速的选择

搅拌器由于粘度不是太高，转速在80～120r/ min。

减速机采用摆线针齿行星减速机：减速比87～9，转速16～160r/min，功率0.6～30kW。特点是传动效率高，结构紧凑，拆装方便，寿命长，承载能力高，工作平稳，允许正反转。选型电机：YB132M-4-7.5（防爆）。

4)仪表设计

该反应釜设计测温点一处（测量范围0-100℃）；

设有蒸气压压力表1块，管道±压力表各1块（测量范围负压：-0.01～0.1MPa，正压0-1.0MPa）。

2 现场应用实例

2015年11月，本厂综合车间应用以上反应釜对饱和7#、8#树脂进行了解析，设备运转正常，生产高铼酸铵较以往静止过流反应釜解析率提高10%左右，且采用多功能树脂对解吸后树脂进行再生达到预期效果。

3 结语

在铼回收生产中根据现场实际首次采用多功能树脂处理装置 ，较老式静态反应釜具有解吸接触面积大、反应温度易控制等优点，优化了树脂解吸、再生工艺。

（References）

[1] 王鸿飞, 梁秀山.机械设计基础[M].北京：北京石油大学出版社, 2001.

[2] 夏晨, 李朴.反应釜设计及其温度控制系统[J].化工自动化及仪表, 2004, 31（1）：66～69.