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1、“过程装备课程设计”任务书设计者姓名： 班级：过程装备与控制工程11-2班指导老师： 日期：2014/6/23-2014/7/11简图设计参数及要求容器内夹套内工作压力，MPa0.250.35设计压力，MPa 0.3工作温度，设计温度，100100介质有机溶剂蒸汽全容积，m1.9操作容积，m1.52传热面积，3腐蚀情况微弱推荐材料Q345R搅拌器型式推进式搅拌轴转速，r/min250r/min轴功率，kW3接管表符号公称尺寸DN连接面形式用 途A25PL/RF蒸汽入口B65PL/RF加料口C100凸凹面视镜D25PL/RF温度计管口E25PL/RF压缩空气入口F40PL/RF放料口G25PL/
2、RF冷凝水出口 过程装备课程设计 姓 名 学 院 机械与汽车工程 专业班级 过程装备与控制工程11-2班 指导老师 2目 录摘 要3Abstract4绪论51.1夹套反应釜的总体结构51.2反应釜基本特点51.3反应釜的发展趋势62、夹套反应釜设计72.1、罐体几何尺寸计算72.1.1确定筒体内径72.1.2确定封头尺寸82.1.3确定筒体高度82.1.4夹套几何尺寸计算82.2、夹套反应釜的强度与稳定性计算92.2.2 稳定性校核(按外压校核厚度)102.2.3水压测试校核112.3反应釜的搅拌器122.3.1搅拌器的选型：122.3.2搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计122.3.3
3、挡板的设计122.4反应釜的传动装置132.4.1常用电机及其连接尺寸132.4.2带传动减速机132.4.3凸缘法兰152.4.4安装底盖162.4.5机架162.4.6联轴器162.5搅拌轴的设计和校核172.5.1轴的和设计172.5.2轴的校核172.6键的校核182.7反应釜的轴封装置192.8 反应釜的其他附件202.8.1设备法兰202.8.2支座212.8.3设备接口21结束语22致谢23参考文献24摘 要：夹套反应釜分罐体和夹套两部分，主要有封头和筒体组成，多为中、 低压压力容器；搅拌装置有搅拌器和搅拌轴组成，其形式通常由工艺 而定；传动装置是为带动搅拌装置设置的，主要有电动
4、机、减速器、 联轴器和传动轴等组成；轴封装置为动密封，一般采用机械密封或填 料密封；它们与支座、人孔、工艺接管等附件一起，构成完整的夹套 反应釜。关键词：压力容器；反应釜；设计Abstract：Reactor is made up of tank and jacket. The main parts are end socket and barrel. The most reactor is middle and low pressure container.The dasher is made up stirrer and mixer shaft, which is base on the
5、craft. The gearing is to drive the dasher,which is made up electromotor reducer and coupling drive shaft. The shaft seal is motive seal. It usually adopt mechanical seal and packing seal. It form the whole reactor with the support manhole and tube and so on.Key words: pressure vessels；reactor；design
6、1、绪论1.1夹套反应釜的总体结构夹套反应釜广泛用于合成橡胶、合成塑料、农药、化肥等行业。如图所示，为一台带式搅拌的夹套反应釜。夹套反应釜主要由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管和一些附件组成 。搅拌容器常被称作搅拌釜，当作反应器用时，称为搅拌式反应器，简称反应釜。反搅拌容器分罐体和夹套两部分，主要由封头和筒体组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成，其形成通常由工艺设计而定；传动装置是为带动搅拌装置设置的，主要由电机、减速器、联轴器和传动轴等组成；轴封装置为动密封，一般采用机械密封或填料密封；它们与支座、人孔、工艺管等附件一起，构成完整的夹套反应釜。
7、反应釜材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔）合金及其它复合材料。反应釜可采用SUS304、SUS316L等不锈钢材料制造。搅拌器有锚式、框式、桨式、涡轮式，刮板式，组合式，转动机构可采用摆线针轮减速机、无级变速减速机或变频调速等，可满足各种物料的特殊反应要求。密封装置可采用机械密封、填料密封等密封结构。加热、冷却可采用夹套、半管、盘管、米勒板等结构，加热方式有蒸汽、电加热、导热油，以满足耐酸、耐高温、耐磨损、抗腐蚀等不同工作环境的工艺需要。可根据用户工艺要求进行设计、制造。1.2反应釜基本特点反应釜体普遍采用钢制(或衬里)、铸铁或搪玻璃。反应釜所用的材料、搅拌装置、加热方法、轴封结
8、构、容积大小、温度、压力等各有异同、种类很多，它们的基本特点分述如下： (1)结构：反应釜结构基本相同，除有反应釜体外，还有传动装置、搅拌和加热(或冷却)装置等，可改善传热条件，使反应温度控制得比较均匀，并不强化传质过程。(2)操作压力：反应釜操作压力较高。釜内的压力是化学反应产生或由温度升高而形成，压力波动较大，有时操作不稳定，突然的压力升高可能超过正常压力的几倍，因此，大部分反应釜属于受压容器。(3)操作温度：反应釜操作温度较高，通常化学反应需要在一定的温度条件下才能进行，所以反应釜既承受压力又承受温度。获得高温的方法通常有以下几种：1)水加温要求温度不高时可采用，其加热系统有敞开式和密闭
9、式两种。敞开式较简单，它由循环泵、水槽、管道及控制阀门的调节器所组成，当采用高压水时，设备机械强度要求高，反应釜外表面焊上蛇管，蛇管与釜壁有间隙，使热阻增加，传热效果降低。 2)蒸汽加热加热温度在100以下时，可用一个大气压以下的蒸汽来加热；100180范围内，用饱和蒸汽；当温度更高时，可采用高压过热蒸汽。3)用其它介质加热若工艺要求必须在高温下操作或欲避免采用高压的加热系统时，可用其它介质来代替水和蒸汽，如矿物油(275300)、联苯醚混合剂(沸点258)、熔盐(140540)、液态铅(熔点327)等。 4)电加热将电阻丝缠绕在反应釜筒体的绝缘层上，或安装在离反应釜若干距离的特设绝缘体上，因
10、此，在电阻丝与反应釜体之间形成了不大的空间间隙。前三种方法获得高温均需在釜体上增设夹套，由于温度变化的幅度大，使釜的夹套及壳体承受温度变化而产生温差压力。采用电加热时，设备较轻便简单，温度较易调节，而且不用泵、炉子、烟囱等设施，开动也非常简单，危险性不高，成本费用较低，但操作费用较其它加热方法高，热效率在85%以下，因此适用于加热温度在400以下和电能价格较低的地方。(4)反应釜搅拌结构：在反应釜中通常要进行化学反应，为保证反应能均匀而较快的进行，提高效率，通常在反应釜中装有相应的搅拌装置，于是便带来传动轴的动密封及防止泄漏的问题。(5)反应釜的工作：反应釜多属间隙操作，有时为保证产品质量，每
11、批出料后都需进行清洗；釜顶装有快开人孔及手孔，便于取样、测体积、观察反应情况和进入设备内部检修。1.3反应釜的发展趋势1、大容积化，这是增加产量、减少批量生产之间的质量误差、降低产品成本的有效途径和发展趋势。染料生产用反应釜国内多为6000L以下，其它行业有的达30m；国外在染料行业有2000040000L，而其它行业可达120 m。 2、反应釜的搅拌器，已由单一搅拌器发展到用双搅拌器或外加泵强制循环。反应釜发展趋势除了装有搅拌器外，尚使釜体沿水平线旋转，从而提高反应速度。3、以生产自动化和连续化代替笨重的间隙手工操作，如采用程序控制，既可保证稳定生产，提高产品质量，增加收益，减轻体力劳动，又
12、可消除对环境的污染。 4、合理地利用热能，选择最佳的工艺操作条件，加强保温措施，提高传热效率，使热损失降至最低限度，余热或反应后产生的热能充分地综合利用。热管技术的应用，将是今后反应釜发展趋势。2、夹套反应釜设计2.1、罐体几何尺寸计算2.1.1确定筒体内径有公式： 式中V工艺条件给定容积，（任务书规定1.9）i长比径，由下表选取表2.1 不同釜内物料类型长径比釜内物料类型H1/Di一般反应釜液-固相或液液相物料11.3气液相物料12 注：取i =H1/D1=1.2经计算得：m；选取圆整筒体内径D1=1200mm 。2.1.2确定封头尺寸反应釜筒体与夹套最常用的封头形式是标准椭圆形封头，以内径
13、为基准的椭圆形封头代号为EHA，其内径与筒体内径相同，其厚度计算并向上圆整，因此，取封头的内就内径为1200mm。2.1.3确定筒体高度有公式（4-2）： 式中： V封封头容积（见参考文献1表D-2），m3; V1m1m 高的筒体容积（见参考文献1表D-1），m3/m;计算得：=1.455m 圆整H1=1500mm; V=V1mH1+V封=1.951m3 ;式中： V封封头容积（见参考文献1表D-2），m3; V1m1m 高的筒体容积（见参考文献1表D-1），m3/m; H1圆整后的筒体高度，m。2.1.4夹套几何尺寸计算按表4-5夹套直径 选取夹套筒体内径 =+100=1300 mm, 表2.2 夹套直径装料系数按式： 夹套筒体高度H2按式：计算得：H2=1.155m，经圆整得H2=1200mm ;实际总传热面积F按式 : 2.2、夹套反应釜的强度与稳定性计算2.2.1 强度计算(按内压计算强度)据工艺条件或腐蚀情况
