总关键设备设计反应釜简介反应釜的广义理解即有物理或化学反应的容器，通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的加热蒸发冷却及低高速的混配功能。根据搅拌过程的目的与搅拌器造成的流动状态判断该过程所适用的浆型，这是种比较合用的方法。反应釜广泛应用于石油化工橡胶农药染料医药食品，用来完成硫化硝化氢化烃化聚合缩合等工艺过程的压力容器，例如反应器反应锅分解锅聚合釜等材质般有碳锰钢不锈钢锆镍基哈氏蒙乃尔因康镍合金及其它复合材料。反应釜是化工行业不可缺少的防腐设备，在使用中机械碰撞温度急变等因素经常引起脱瓷裂纹气泡气孔和面釉的其他损伤，这些缺陷在搪瓷设备中是决不允许的，旦发生这种现象，必须进行修补。个搪瓷釜价值几万元，由于局部爆瓷而报废十分可惜。应采用高分子复合材料搪瓷修补剂修复搪瓷釜，搪瓷现场修补剂是由高分子聚合物合金钢粉末或耐磨陶瓷粉末为基材并配以固化剂的双组份复合材料。与普通树脂型的修补剂相比，高分子复合材料依靠自身更为细密的高分子结构，使得材料自身具有更强的粘接力和优异的耐腐蚀抗腐蚀性能，高分子甚至能够渗透到金属里面，形成更为紧密的高分子复合材料保护层。反应釜由釜体釜盖夹套搅拌器传动装置轴封装置支承等组成。搅拌形式般有锚式桨式涡轮式推进式或框式等，搅拌装置在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶，也可根据用户的要求任意选配。并在釜壁外设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。加热方式有电加热热水加热导热油循环加热远红外加热外内盘管加热等，冷却方式为夹套冷却和釜内盘管冷却，搅拌桨叶的形式等。支承座有支承式或耳式支座等。转速超过转以上宜使用齿轮减速机开孔数量规格或其它要求可根据用户要求设计制作。图反应釜示意图罐体几何尺寸的计算反应釜体积计算由于不知道反应速率方程和初始反应浓度，估无法直接计算有效体积，利用估算密度，在忽略液体体积加合效应的情况下，加合反应料液的体积，依此估算反应釜体积。和投料时为固体，不考虑体积，其他物料体积计算如下二氯甲烷密度,体积活性酯密度,体积聚乙二醇密度,体积三乙胺密度,体积所以，进料液有效体积考虑到填料因数，在此反应过程中，液体不会处于沸腾状态或是起泡，故选择因数为，选择η，总体积为有效筒体内径计算依据下表选择长径比表长径比参考种类设备内物料类型般搅拌釜液固相或液液相物料气液相物料发酵罐类依据反应条件，选择长径比筒体内径按下式计算式中工艺条件给定容积长径比则带入数据，得，圆整后，内径依据，确定筒体的容积面积和质量公称直径，米高的容积,米高的内表面积。确定封头尺寸选择椭圆封头标准件，它的内径与筒体内径相同，选取封头公称直径，曲边高度，直边高度，内表面积封，容积封。图封头示意图确定筒体高度反应釜容积通常按下封头和筒体两部分容积之和计算。筒体高度则反应釜的实际容积封夹套几何尺寸计算夹套的结构尺寸常根据安装和工艺两方面的要求而定。夹套内径可根据筒体内径选择，依下表选择表夹套直径由上表得，选择夹套为。夹套下封头型式同罐体封头，其直径与夹套筒体相同。夹套高由传热面积决定，不能低于料液高。通常由工艺给定装料系数η，或根据已知操作容积和全容积进行计算，即η操作容积全容积。夹套高按下式估算封式中封封头容积。附件的选择接管选择冷却水入口，出口采用无缝钢管。选择加料管为,未找到引用源。的无缝钢管，共个管口。放料口采用无缝钢管。温度计接口采用无缝钢管。视镜选择的视镜支座标准耳式支座分为型和型两种。当设备需要保温时或直接支承在楼板上时选择型，否则选型。本设计中反应需要在下保温小时，故选择型耳式支座。手孔与人孔手孔和人孔的设置是为了安装拆卸清洗和检修设备内部的装置。本次设计的反应釜直径大于，故设置人孔。选择人孔为公称直径，采用耐酸碱橡胶板垫片的常压手孔，标记为人孔部分设备选型电机功率电机功率必须满足搅拌器运转功率与传动系统轴封系统功率损失的要求，还要考虑到有时在搅拌操作中会出现不利条件造成功率过大。电机功率可按下式确定式中电机功率搅拌器功率轴封系统的摩擦损失传动系统的机械效率轴封装置摩擦造成的功率损失因密封系统的机构而异，般来说，填料密封功率损失大，机械密封损失相对较小。但是考虑到设计的功能及成本有机结合，最终采用了填料密封，作为粗略的估算，填料密封损失约为搅拌器功率的，本次计算取，即轴封摩擦损失功率为传动机构的效率是齿轮轴承带这些零部件的效率乘积，开始圆柱齿轮传动效率取，带传动效率取滚动轴承效率取滚动，所以轴承带轮齿轮所以，电机功率为综合考虑后，选择电动机型号。主要参数如下表交流异步电机的部分技术参数名称额定功率满载转速额定转矩额定转矩轴封装置的选择由上可知，选择填料密封。筒体及封头厚度计算筒体厚度计算夹套筒体内承受压力为常压，即。选用钢板制造外筒体，许用应力。考虑外筒与内体焊接时只能采用单面手工电弧焊，取焊缝系数。筒体计算厚度其中为许用应力，。计算得钢材厚度负偏差腐蚀余量所以，筒体厚度为封头厚度计算封头计算厚度计算得钢材厚度负偏差腐蚀余量所以，封头厚度为夹套厚度计算夹套内压与外压数值相等，且等于釜内压，所以夹套厚度与筒体封头厚度相同，为。参考文献致谢高筒体容积，。则有夹套所包围罐体的表面积筒体表面积筒封头表面积封定要大于工艺要求的传热面积，即封筒式中筒筒体表面积，筒封封头表面积高内表面积，。实际传热面积所以，设计传热面积大于工艺要求面积，符合设计要求。表罐体几何尺寸表步骤项目及代号参数及结果备注全容积，操作容积有效，釜体形式圆筒形封头形式椭圆形长径比初算筒体内径，圆整筒体内径，米高的容积，附表查釜体封头容积封，附表查筒体高度，夹套筒体内径，实际容积装料系数η操圆整夹套筒体高度，罐体封头表面积封，附表查米高筒体内表面积，附表查实际总传热面积封，反应釜搅拌装置设计已知加入釜内物料粘度较低，且为均相液液体系，故选择涡轮式搅拌器。叶轮尺寸的确定取叶轮直径为搅拌釜直径的。即，圆整后得叶轮个数的确定已知叶轮个数液体当量水深釜径其中，液体当量水深实际液体深度液体平均相对密度。因为釜内大部分液相为二氯甲烷，故用二氯甲烷密度代替进料液平均密度。进料液总质量进料平均体积进料液平均密度料液在筒体内体积料液总体积封头体积料液高度则液体实际深度液体当量水深叶轮个数，圆整后得，选取标准件叶弯曲涡轮。叶轮离釜底高度的确定取叶轮离釜底高度，即。叶轮叶片宽度的确定取叶轮叶片宽度，即，圆整后得。叶轮叶片长度的确定取叶轮叶片长度，即，圆整后得。液体深度的确定取搅拌器深入液体深度，即图搅拌器示意图搅拌器转速的计算常用涡轮搅拌器叶端速度范围为，高速搅拌速度有利于散热，设搅拌速度为,则有叶轮转速搅拌轴临界转速校核计算由于搅拌轴转速,所以不用进行临界转速校核计算。搅拌功率的计算取物料平均密度，粘度，搅拌雷诺数式中物料平均相对密度搅拌器转速叶轮直径物料平均粘度计算得所以，物料在搅拌时流动呈现湍流态，查的线图，六弯叶涡轮搅拌器的，所以搅拌功率为搅拌轴长的确定搅拌轴长度近似由釜外长度釜内未浸入液体长度浸入液体长度构成，即计算机架高，为减速机输出轴长度,为故计算釜体筒体长度封头深度液体填装高度故计算浸入液体搅拌轴的长度搅拌器的搅拌效果和搅拌效率与其在釜体的位置和液柱高度有关，搅拌将浸入液体内据容器底部的高度故浸入液体的长度所以，搅拌轴长度挡板参数的确定挡板数目的确定设挡板数目为，垂直安装在釜壁上并从釜底延伸到液面上。挡板长度的确定设挡板长度为料液在筒体内高度的倍，即挡板宽度的确定设挡板宽度，即支座手孔与人孔部分设备选型电机功率