高温高压视窗反应釜内反应可视化

高温高压可视窗反应釜在搅拌反应器和压力容器中安装视窗，可以用于观察、透光等用途。通常成对安装，一个窗口透光，另一个窗口用于观察。这些窗口的标准材料是石英，对小直径视窗也能用蓝宝石材质。针对特定的传输要求，还可使用其他窗口材料。它们可以以多种不同的方式安装。

螺纹旋入式圆形视窗

一般视窗是螺纹旋入式，视窗直径为 1/2 英寸，容器内壁要足够厚，以便与螺纹啮合。聚四氟乙烯垫片和 O 形圈密封决定工作温度在 225 或 275 ℃；压力范围为 2000 至 5000 psi，具体取决于窗口材料及其厚度。这种设计的有一定的局限性，窗口内面与容器内壁之间存在一个长约 1-1/4 英寸的死角。

整体式视窗

我们已经开发出将视窗安装在容器壁上的设计，使视窗的内表面非常靠近容器的内壁。这样就消除了固定窗的巨大死角。这种视窗有以下两种款式。

高压用带视窗的容器即使在高压下也能进行内部观察，此外，还可用于光谱测量、紫外线照射、显微镜观察等方面，操作简单，安全性也好。

标准圆形视窗的观察区域直径为 0.5 英寸或 1.0 英寸。圆形视窗有多种材料可供选择，包括较高要求的蓝宝石。这种窗口通常用于视觉、摄影或光学传感器观测。

椭圆形观察窗的标准尺寸：长 3.50 英寸、宽 0.62 英寸的，可安装在 100 毫升或更大的容器上。这些窗口通常用于观察气相和液相，以及观察容器中的液面。可在较大的容器上堆叠多个窗口。

圆形和长方形的窗户都可以根据要求提供更大的尺寸。所有装有视窗的反应釜和压力容器都需要定制加热器和支架。视窗容器一般使用的加热器是柔性加热套和循环夹套。视窗用O形环密封在这些容器中。因此，根据所选择的O环材料，装有窗户的容器的工作温度限制在225或275℃。

提高视镜工作压力的方法

1减小安装应力

传统的容器视镜通过紧固螺栓螺母来压紧视镜玻璃，从而达到密封效果。在容器视镜实际使用时，螺栓预紧通常使用的是普通扳手。螺栓的预紧力无法控制，各螺栓的预紧力不一致，造成视镜玻璃边缘部位应力集中，从而降低了容器视镜的工作压力。甚至有时紧固螺栓时，预紧力过大就会压裂视镜玻璃。在视镜安装过程中使用力矩扳手，拧紧螺栓前预设力矩值，并按先后顺序，对称、均匀地轮流拧紧。可以显著减少安装应力对容器视镜的影响，提高容器视镜的工作压力。

2环缘视镜玻璃

如图3所示，环缘视镜玻璃与垫片接触处厚度大于视镜玻璃中心的厚度，并且厚度变化处进行了圆滑过渡处理。这样的结构降低了视镜玻璃边缘的剪切应力和拉伸应力，从而显著提高了容器视镜的工作压力和寿命。

图3 环缘视镜玻璃

3烧结视镜玻璃

烧结视镜玻璃是在烧结炉中将金属基座内的玻璃熔化，在特定的烧结温度下玻璃与相接触的金属相融合，冷却后形成牢固坚硬的混合凝聚过渡层，从而实现了玻璃与金属的烧结性接合。因为玻璃和金属具有不同的热膨胀系数，熔融的玻璃在冷却过程中与金属基座相互挤压，在过渡层内部形成均匀的内应力，从而提高了过渡层的结合强度。烧结时玻璃本身受热后形成钢化玻璃，达到封接温度后玻璃先从表面开始冷却、固化，产生向内压力，逐步向中心递减这种保护性压应力，使玻璃的抗张强度提高了3~4倍，抗压强度提高了1倍。

常见的烧结视镜结构如图4所示。由于烧结视镜玻璃的金属外环与压环、底座接触，解决了视镜玻璃安装应力的问题，且减少了玻璃的受压面积，从而提高了视镜的使用压力。目前，市场上有烧结视镜以耐压10MPa。

图4烧结视镜结构示意图

高温高压可视窗反应釜参数