夹套式反应釜设计说明书.doc
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1、.“过程装备课程设计”任务书设计者姓名:班级:过程装备与把握工程 11-2 班简图设计参数及要求容器内工作压力,MPa设计压力,MPa 工作温度, 设计温度,介质0.25夹套内0.350.3100有机溶剂100蒸汽r/min轴功率,kW3接收表指导教师:日期:2022/6/23-2022/7/11全容积,m1.9操作容积,m1.52传热面积,3腐蚀状况微弱推举材料Q345R搅拌器型式推动式搅拌轴转速,250r/min符公连用 途号称尺寸接面形DN式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G25P
2、L/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把握工程 11-2 班指导教师.目录摘要3Abstract.4绪论51.1 夹套反响釜的总体构造51.2 反响釜根本特点51.3 反响釜的进展趋势72、夹套反响釜设计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 、夹套反响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122.3 反响釜的搅拌器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构造设计1
3、22.3.3 挡板的设计122.4 反响釜的传动装置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162.4.4 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 反响釜的轴封装置192.8 反响釜的其他附件202.8.1 设备法兰202.8.2 支座212.8.3 设备接口21完毕语22.致谢23参考文献24.摘 要:夹套反响釜分罐体和夹套两局部,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
4、;传动装置是为带动搅拌装置设置的,主要有电动机、减速器、联轴器和传动轴等组成;轴封装置为动密封,一般承受机械密封或填料密封;它们与支座、人孔、工艺接收等附件一起,构成完整的夹套反响釜。关键词:压力容器;反响釜;设计.Abstract:Reactor is made up of tank and jacket. The main parts are end socket andbarrel. The most reactor is middle and low pressure container.Thedasher is made up stirrer and mixer shaft, whi
5、ch is base on the craft. Thegearing is to drive the dasher,which is made up electromotorreducerand coupling drive shaft. The shaft seal is motive seal. Itusually adoptmechanical seal and packing seal. It form the whole reactorwith thesupport manhole and tube and so on.Key words: pressure vessels;rea
6、ctor;design.1、绪论1.1 夹套反响釜的总体构造夹套反响釜广泛用于合成橡胶、合成塑料、农药、化肥等行业。如下图, 为一台带式搅拌的夹套反响釜。夹套反响釜主要由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接收和一些附件组成 。搅拌容器常被称作搅拌釜,当作反响器用时,称为搅拌式反响器,简称反响釜。反搅拌容器分罐体和夹套两局部,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,一般承受机械密封或填料密封;它们与支座、人孔、工艺管等附件一
7、起,构成完整的夹套反响釜。反响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。反响釜可承受 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,转动机构可承受摆线针轮减速机、无级变速减速机或变频调速等,可满足各种物料的特别反响要求。密封装置可承受机械密封、填料密封等密封构造。加热、冷却可承受夹套、半管、盘管、米勒板等构造,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。可依据用户工艺要求进展设计、制造。1.2 反响釜根本特点反响釜体普遍承受钢制(或衬里)、铸铁或搪玻璃。反响釜所用的材料
8、、搅拌装置、加热方法、轴封构造、容积大小、温度、压力等各有异同、种类很多,它们的根本特点分述如下:(1) 构造:反响釜构造根本一样,除有反响釜体外,还有传动装置、搅拌和加热(或冷却)装置等,可改善传热条件,使反响温度把握得比较均匀,并不.强化传质过程。(2) 操作压力:反响釜操作压力较高。釜内的压力是化学反响产生或由温度上升而形成,压力波动较大,有时操作不稳定,突然的压力上升可能超过正常压力的几倍,因此,大局部反响釜属于受压容器。(3) 操作温度:反响釜操作温度较高,通常化学反响需要在肯定的温度条件下才能进展,所以反响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
9、高时可承受,其加热系统有放开式和密闭式两种。放开式较简洁,它由循环泵、水槽、管道及把握阀门的调整器所组成,当承受高压水时,设备机械强度要求高,反响釜外外表焊上蛇管,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,可承受高压过热蒸汽。3) 用其它介质加热假设工艺要求必需在高温下操作或欲避开承受高压的加热系统时,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响釜筒体的绝缘
10、层上,或安装在离反响釜假设干距离的特设绝缘体上,因此,在电阻丝与反响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。承受电加热时,设备较轻松简洁,温度较易调整,而且不用泵、炉子、烟囱等设施,开动也格外简洁,危急性不高,本钱费用较低,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) 反响釜搅拌构造:在反响釜中通常要进展化学反响,为保证反响能均匀而较快的进展,提高效率,通常在反响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)
11、反响釜的工作:反响釜多属间隙操作,有时为保证产品质量,每批出料后都需进展清洗;釜顶装有快开人孔及手孔,便于取样、测体积、观看反响状况和进入设备内部检修。.1.3 反响釜的进展趋势1、大容积化,这是增加产量、削减批量生产之间的质量误差、降低产品本钱的有效途径和进展趋势。染料生产用反响釜国内多为 6000L 以下,其它行业有的达 30m;国外在染料行业有 2022040000L,而其它行业可达 120 m。2、反响釜的搅拌器,已由单一搅拌器进展到用双搅拌器或外加泵强制循环。反响釜进展趋势除了装有搅拌器外,尚使釜体沿水平线旋转,从而提高反响速度。3、以生产自动化和连续化代替笨重的间隙手工操作,如承受
12、程序把握,既可保证稳定生产,提高产品质量,增加收益,减轻体力劳动,又可消退对环境的污染。4、合理地利用热能,选择最正确的工艺操作条件,加强保温措施,提高传热效率,使热损失降至最低限度,余热或反响后产生的热能充分地综合利用。热管技术的应用,将是今后反响釜进展趋势。2、夹套反响釜设计2.1 、罐体几何尺寸计算2.1.1 确定筒体内径有公式:34VpiD1式中 V工艺条件给定容积, m3 任务书规定 1.9 m3 i长比径,由下表选取釜内物料类型H /D1i一般反响液-固相或液液11.3釜相物料表 2.1 不同釜内物料类型长径比.气液相物料12注:取i =H /D =1.234Vpi34 1.9p
13、1.311经计算得: D=1= 1.23 m;选取圆整筒体内径 D =1200mm 。12.1.2 确定封头尺寸反响釜筒体与夹套最常用的封头形式是标准椭圆形封头,以内径为基准的椭圆形封头代号为 EHA,其内径与筒体内径一样,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:H1= (V- V1 封)/ V1 m式中: V封头容积见参考文献1表 D-2,m3;封V 1m 高的筒体容积见参考文献1表 D-1,m3/m;1m计算得: H1= (V - V1封)/V1m=1.455m圆整 H =1500mm;1V=VH +V=1.951m3 ;1m
14、1封式中: V封头容积见参考文献1表 D-2,m3;封V 1m 高的筒体容积见参考文献1表 D-1,m3/m;1mH 圆整后的筒体高度,m。12.1.4 夹套几何尺寸计算2按表 4-5 夹套直径 D选取夹套筒体内径 D= D1+100=1300 mm,2D表 2.2 夹套直径 2装料系数按式: h= 0.8.夹套筒体高度 H2按式:H(h V2- V)V1 封1 m计算得:H =1.155m,经圆整得 H =1200mm ;22实际总传热面积 F 按式 :F = F H+ F1m21封= 6.1792m3 3m32.2 、夹套反响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
15、条件或腐蚀状况确定,设备材料选用 Q345。由工艺条件给定:设计压力罐体内 p =0.25MPa,1设计压力夹套内 p2=0.35MPa,设计温度罐体内 t1100,设计温度夹套内 t0.3MPa许用外压力p 按式:R /dOe确定罐体封头名义厚度: dn=10mm.2.2.3 水压测试校核Q345 通常温度下的许用应力s = 157MPad 罐体的水压测试压力: P1T夹套的水压测试压力: P2T= 1.25P1= 1.25P1d td d t= 0.3125MPa= 0.4375MPa材料的屈服点应力s s = 345MPasT = 0.9 f ss = 263.93MPa容器圆筒应力 :
16、s t =1P (D1+ de)d1TP (D1+ de)2 e= 24.03MPa;24.03MPa263.93MPa夹套内压试验应力:s t =1T= 39.10MPa;39.10MPa263.93MPa12de2.3 反响釜的搅拌器2.3.1 搅拌器的选型:搅拌器的型式主要有:桨式、推动式、框式、涡轮式、螺杆式和螺带式等。本反响釜搅拌装置的搅拌器承受推动式。2.3.2 搅拌器的安装方式及其与轴连接的构造设计本反响釜选用的是推动式搅拌器,搅拌器推动式搅拌器是类似风扇扇叶构造。它与轴的连接是通过轴套用平键或紧定螺钉固定,轴端加固定螺母。为防螺纹腐蚀加轴头保护帽。推动式搅拌器直径: DJ= 0
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