本發(fā)明屬于冶金化工反應(yīng)溶出設(shè)備，尤其是高溫高壓強(qiáng)酸漿料大型臥式反應(yīng)釜，具體涉及一種節(jié)約型耐酸臥式反應(yīng)釜及其制作方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代濕法冶金和化工生產(chǎn)過(guò)程中，隨著生產(chǎn)規(guī)模的大型化和生產(chǎn)工藝的連續(xù)化，采用能連續(xù)運(yùn)行、且可將混料工序和反應(yīng)溶出工序集成于一體的大型臥式反應(yīng)釜取代傳統(tǒng)的、只能斷續(xù)生產(chǎn)的小型立式反應(yīng)釜是必然的趨勢(shì)。但目前，國(guó)內(nèi)僅有的幾臺(tái)臥式反應(yīng)釜都是十多年前從國(guó)外引進(jìn)的或后來(lái)仿制的，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)都是由鋼外殼內(nèi)表面襯耐酸橡膠再襯耐酸耐溫磚三層結(jié)構(gòu)，其最大的缺點(diǎn)有四：一是釜體外表不能保溫，溫度高，熱散失大；二是釜壁襯層厚，導(dǎo)致釜體體積大，重量重；三是砌筑釜體的耐酸耐溫磚、砌筑膠泥都是從國(guó)外進(jìn)口或者按國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的，都十分昂貴，磚價(jià)是國(guó)內(nèi)普通耐酸耐溫磚的5倍以上，膠泥價(jià)格更是普通砌筑膠泥的15倍以上，制造成本很高；四是構(gòu)成釜壁的各層材料的熱膨膨脹系數(shù)相差很大，溫度上升時(shí)，膨脹較小的耐酸耐溫磚所產(chǎn)生的體積膨脹無(wú)法補(bǔ)償鋼外殼產(chǎn)生的較大的膨脹空間，勢(shì)必導(dǎo)致釜體內(nèi)襯的耐酸耐溫磚整體下沉；而當(dāng)溫度下降時(shí)，鋼殼較大的收縮又將使釜體內(nèi)襯上移，溫度變化越大，這種上下位移也就越大，最終將導(dǎo)致釜體內(nèi)襯開(kāi)裂，高溫酸性漿料在釜內(nèi)高壓的作用下，最終會(huì)直接接觸耐酸橡膠（耐酸橡膠超過(guò)一定的溫度就不再耐酸了），嚴(yán)重影響釜體使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于提供一種體積小、重量輕、釜壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、釜體外表可以保溫、能耗小、造價(jià)低、使用壽命長(zhǎng)的節(jié)約型耐酸臥式反應(yīng)釜。

2、本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種節(jié)約型耐酸臥式反應(yīng)釜，包括鋼殼；在鋼殼的外表面上設(shè)有一層保溫層，鋼殼的內(nèi)表面上襯有一層耐酸保護(hù)層；在釜壁的最里面砌筑有耐磨內(nèi)襯層，耐磨內(nèi)襯層和耐酸保護(hù)層之間留有間隙，間隙通過(guò)膨脹補(bǔ)償膠泥填實(shí)形成膨脹補(bǔ)償層；反應(yīng)釜中，各反應(yīng)室隔墻與耐磨內(nèi)襯層用凹凸止口連接成一整體。

3、進(jìn)一步地，耐酸保護(hù)層為聚四氟乙烯及其改性材料，或耐酸橡膠及其改性材料，或耐酸鉛板及其改性材料。

4、進(jìn)一步地，膨脹補(bǔ)償膠泥由kpi膠泥，碳化硅材料和聚四氟乙烯或其改性材料均勻混配而成，其中，kpi膠泥占比1%~?99%，碳化硅材料占比0-50%，聚四氟乙烯或其改性材料占比1%~99%，根據(jù)所需的膨脹系數(shù)具體確定。

5、進(jìn)一步地，耐磨內(nèi)襯層由四面帶凹凸止口碳化硅磚構(gòu)成，碳化硅磚中碳化硅含量為1%~100%，碳化硅磚厚度為10?mm~200?mm，砌筑在釜壁的最里面。

6、進(jìn)一步地，反應(yīng)室隔墻厚度120-300mm；在反應(yīng)室隔墻中部設(shè)有折流擋墻，擋墻上開(kāi)設(shè)有進(jìn)/排料通道。

7、本發(fā)明還公開(kāi)了上述一種節(jié)約型耐酸臥式反應(yīng)釜的制作方法，步驟如下：

8、步驟1：在鋼殼內(nèi)表面，根據(jù)工況條件選擇一種耐酸材料制作耐酸保護(hù)層；

9、步驟2：在耐酸保護(hù)層上刷一層膨脹補(bǔ)償漿料，然后鋪一層耐酸纖維，制作成施工保護(hù)層，厚度1-10?mm；

10、步驟3：用濕度大的半干膨脹補(bǔ)償膠泥鋪設(shè)釜體下半部分的膨脹補(bǔ)償層，分層鋪設(shè)，每層厚度20-80mm，搗緊搗實(shí)；然后將下半部分的碳化硅耐酸耐磨磚用耐酸膠泥砌筑在膨脹膠補(bǔ)償泥層上；

11、步驟4：架設(shè)好上部施工支架，隨后邊砌上半部分的碳化硅磚邊填充膨脹補(bǔ)償膠泥，填實(shí)搗緊；直至完成全部砌筑工作；

12、步驟5：最后在鋼外殼上用輕質(zhì)保溫材料做一層保溫層。

13、進(jìn)一步地，步驟1中，制作耐酸保護(hù)層的材料根據(jù)釜內(nèi)漿料的酸種、濃度、溫度和壓力進(jìn)行選擇，具體為：110°c以下酸料選用耐酸橡膠制作耐酸保護(hù)層，采用自然硫化工藝，兩層錯(cuò)縫粘結(jié)結(jié)構(gòu)；110°c~250°c高溫高壓鹽酸或混合酸漿料選用聚四氟乙烯或其改性材料制作耐酸保護(hù)層，采用板襯方式現(xiàn)場(chǎng)焊接；250°c以上純硫酸工況選用耐酸鉛板制作耐酸保護(hù)層，先將鉛板焊固在鋼殼上，再將各鉛板接縫焊牢。

14、本發(fā)明臥式反應(yīng)釜的有益效果如下：

15、1、根據(jù)生產(chǎn)工藝要求的溫度、壓力和酸種，提供了三種耐酸層的制作方法：工作在110°c溫度以下，不論酸種，均可選用低成本的耐酸橡膠制作耐酸層；溫度在110-250°c范圍內(nèi)，不論酸種，均可選擇聚四氟乙烯或其改性材料制作耐酸層，只是成本偏高；溫度超過(guò)250°c的硫酸工況下，鉛板是最佳選擇；溫度超過(guò)250°c的其它酸種，如鹽酸等選用聚四氟乙烯或其改性材料制作耐酸層，但要控制鋼殼外的保溫層厚度，確保鋼外殼溫度不超過(guò)250°c；本發(fā)明提供了三種耐酸層的制作方法，確保在鋼殼有保溫的前提下為鋼殼提供長(zhǎng)久可靠的耐酸保護(hù)，從而達(dá)到能耗最小化和造價(jià)最優(yōu)化；

16、2、用強(qiáng)度大、耐磨性好，且四面帶凹凸止口的碳化硅磚砌筑釜壁內(nèi)襯耐磨層，可使內(nèi)襯耐磨層厚度最小化；用大膨脹系數(shù)的膨脹補(bǔ)償膠泥層產(chǎn)生的體積膨脹即時(shí)補(bǔ)償因鋼外殼的膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于碳化硅內(nèi)襯磚而產(chǎn)生的體積差，確保在各種溫度條件下釜壁（保溫層+鋼殼+耐酸層+膨脹補(bǔ)償層+耐磨層）的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定（各層之間穩(wěn)定接觸）；實(shí)現(xiàn)用最薄的內(nèi)襯耐磨層和膨脹補(bǔ)償層一起為耐酸層提供長(zhǎng)期可靠的耐磨保護(hù)和結(jié)構(gòu)支撐，從而保證釜壁的長(zhǎng)期正常使用，達(dá)到釜壁厚度最小化，反應(yīng)釜體積最小化，重量最小化和成本最優(yōu)化的目的；

17、3、先進(jìn)的隔擋墻設(shè)計(jì)方案，用凹凸止口碳化硅磚砌筑隔擋墻，并與釜壁耐磨內(nèi)襯連成一體，一方面可在保證穩(wěn)定性的前提下使擋墻的寬度最小化、重量最小化，進(jìn)而使釜體內(nèi)部空間利用率最大化?，從而使釜體體積和重量最小化，造價(jià)最優(yōu)化；另一方面，折流墻的設(shè)計(jì)，可提高反應(yīng)室內(nèi)的攪拌效率，進(jìn)而提高反應(yīng)釜的生產(chǎn)效率；同時(shí)，折流墻上進(jìn)、排料管的設(shè)計(jì)，使反應(yīng)物料：包括礦漿、酸液和蒸汽、氧氣等均可通過(guò)該通道從底部送入釜內(nèi)，且該通道使用壽命長(zhǎng)，無(wú)須維護(hù)，使用成本很低；更重要的是，實(shí)現(xiàn)了礦漿和酸液的分開(kāi)送入，尤其是酸液從底部低成本送入，就可以將混料工序（將礦粉和酸液在常溫常壓下混和成漿料）直接集成到臥式反應(yīng)釜的第一反應(yīng)室內(nèi)，（尤其是鹽酸工藝，鹽酸汽化溫度僅?108°c，如果不能從底部送入，與礦粉的混合效果很差）極大地改善了生產(chǎn)工作環(huán)境，縮短了工藝流程，提高了生產(chǎn)效率；

18、4、采用帶止口的碳化硅磚用普通的耐酸膠泥砌筑耐磨內(nèi)襯和隔墻，其制作成本比現(xiàn)有的歐標(biāo)制造的耐酸耐溫磚成本要低至少30%以上，主要是每噸碳化硅磚成本比歐標(biāo)耐酸耐溫磚要低約30%?～50%；但碳化硅磚的厚度（以直徑4000?mm反應(yīng)釜為例）僅65-80mm，而耐酸耐溫磚為180-?230?mm，是前者的2-3倍；同時(shí)，國(guó)產(chǎn)砌筑膠泥單價(jià)只是歐標(biāo)砌筑膠泥的1/20左右，且用量也大幅減少，造價(jià)隨之大幅減少；內(nèi)襯減薄，鋼殼外徑縮小，重量減輕，制作成本隨之減少；同時(shí)，附著在其上的耐酸層所需的制作材料和保溫層所需的保溫材料也隨之減少，制造成本也隨之降低；

19、綜上所述，本發(fā)明創(chuàng)造性地運(yùn)用膨脹補(bǔ)償技術(shù)設(shè)計(jì)臥式反應(yīng)釜，并結(jié)合耐酸材料優(yōu)選技術(shù)和碳化硅材料應(yīng)用技術(shù)，設(shè)計(jì)的臥式反應(yīng)釜體積小，重量輕，造價(jià)低；保溫節(jié)能，運(yùn)行成本低；結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，維護(hù)周期長(zhǎng)，先進(jìn)性明顯；同時(shí)，創(chuàng)造性地將折流墻和進(jìn)排料管與隔擋墻結(jié)合在一起，不僅可以減薄隔擋墻的厚度，增加釜體有效容積，還能提高攪拌室的混和效率果，從而提高生產(chǎn)效率；更重要的是進(jìn)排料管的設(shè)計(jì)使參與反應(yīng)的物料全部可以分別從反應(yīng)釜底部送入，也可以從底部排出，而且是低成本、免維護(hù)的送入和排出，意義十分重大：首先是能高效率將鹽酸等低沸點(diǎn)酸液從底部送入，為將混料工序集成到臥式釜提供了低成本的技術(shù)支撐；其次，與溢流排出相比，底部排料可有效防止顆粒物在排料口附近的沉積，確保排出物料的質(zhì)量穩(wěn)定。因此，本發(fā)明的隔擋墻設(shè)計(jì)也是十分先進(jìn)和適用的。