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水熱合成反應釜會爆炸嗎?

閱讀:13114        發布時間:2019-4-7

水熱合成反應釜會爆炸嗎?剛接觸到水熱法實驗的同學,一開始都會有這樣的疑慮和擔心,對于這種水熱合成反應釜的安全性充滿了懷疑。使用能承受多大的壓力,實驗安不安全,畢竟事關人身安全問題、實驗安全,近高校實驗室又出了不少安全事故。現就多年從事水熱合成反應釜生產制造和銷售過程中的所見所得,說明下水熱合成反應釜正常使用是不會爆炸的。

水熱合成反應釜一般有聚四氟乙烯(PTFE)、對位聚苯(PPL)、鋼襯三種內襯或者沒有內襯。聚四氟內襯的可以耐溫到200℃,而ppl內襯的可以達到300℃,鋼襯或無內襯的可以做到600℃高溫。在了解了各種材質內襯高實驗溫度后,水熱反應或者溶劑熱反應首要就是溶劑的選擇確定,查下實驗用溶劑的飽和蒸氣壓,確定好裝填比例,確保實驗過程中壓力不超過水熱合成反應釜的承受極限。選定溶劑后根據溫度預估該溶劑的飽和蒸氣壓,壓力需控制在水熱合成反應釜的極限壓力以內。一般實際壓力是和溶劑飽和蒸汽壓接近的,如果壓力比較大,要考慮物料在釜體內的裝填比例,減少物料,留足空間,可按照克拉帕隆-克勞休斯方程測算下實驗壓力。所以選用的溶劑一定要謹慎,實驗過程會放熱或產生氣體的反應一定要控制好壓力,不能僅憑預估和經驗操作,否則極易產生危險。過氧化氫(雙氧水)、硝酸和氨水、高錳酸鉀等實驗會產生氣體或放熱的溶劑盡量慎重。如果必須使用,一定需提前預估罐內壓力,選購帶壓力表和排氣閥的水熱合成反應釜。

水熱合成反應釜的安全性,是否會爆炸和原料的選材也息息相關,一般可用不銹鋼管材或實心棒材加工。不銹鋼管材加工周期短、廢料少,但是管材本身是通過鋼坯熱軋擠壓和冷拔工藝加工的,強度差,能承受的極限壓力也就小;不銹鋼實心棒材加工周期長、廢料多,優點就是強度高,能承受更大的壓力,因為棒材是通過鋼坯熱軋鍛造而成。吉泰水熱合成反應釜的任何一個部件都是采用不銹鋼實心棒材加工,從而保證相同壁厚的釜能承受更大的壓力,實測10MPA不會形變、不會產生裂紋。之前選購水熱合成反應釜有個誤區,認為不銹鋼外罐越厚越好,誠然厚度相差幾倍肯定是越厚越好了,但是相差無幾的時候,更關鍵的因素是原材料的選用。

水熱合成反應釜的安全性,是否會爆炸還和螺紋的加工有關。目前水熱合成反應釜都是靠螺口蓋子擰緊密封,螺紋的螺距大且深可承受更大的壓力,但是對加工設備要求更高、加工工時相對較長。相反螺紋的螺距小而淺的承受的壓力就小,但是加工較容易、加工工時也短。螺紋加工的好可以讓內外螺紋咬合更加緊密,受力均勻,多次使用也能保證平滑。

因為每一個單位的實驗過程、條件、要求的不同,比如反應物、反應物的量、反應時間、溫度、升溫速率等,所以目前水熱合成反應釜沒有嚴格意義上的使用壽命。但使用時間長了,或者長期大壓強下使用,出現如下情況,建議報廢,避免發生安全事故:

1、腐蝕;如果使用多次發現鋼罐內壁或者外壁大部分發黑發黃、螺紋口銹蝕、擰緊發澀等情況時應當報廢,并仔細檢查同一批次所有的罐子。

注意:長期不用,保存不當都有可能產生上述現象,應當報廢。

2、金屬疲勞;金屬的蓋子或者墊片有變形、翹邊、微小的裂紋,此時應當立即報廢該罐,并仔細檢查同一批次所有的罐子。

水熱合成反應釜作為一個高壓容器,為主要的功能就是提供一個高壓環境,而這個壓力能達到多少是極限,關系到整個實驗安全。目前市場上水熱合成反應釜的品質參差不齊,需要實驗人員嚴格篩選,在選擇產品的前提下,合理合規正常使用是能避免安全事故的。

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