反应釜总体结构设计 毕业设计.doc

1前言

搅拌设备使用历史悠久,广泛应用于化工、医药、食品、采矿、造纸、涂料、冶金、废水处理等行业中。搅拌器除用作化学反应器和生物反应器外,搅拌反应器还大量用于混合、分散、溶解、结晶、萃取、吸收或解吸、传热等操作。在化工容器制造过程中,一台压力容器从设计到投入运行,要经过设计、制造、检验、安装、运行监督和维修等多个环节,设计是其中一个十分重要的环节。设计的正确、合理与否,不仅涉及到制造、检验等环节的难易程度,影响到压力容器的制造成本和运转费用,而且直接关系到产品运行的可靠性。

压力容器从产生到现在,大约可以分为三个阶段:
第一阶段,主要表现在20世纪初,随着石油化学工业的发展,所以一些应用于化工生产的中、低压力容器的设计与试验应用,主要是薄壁容器的碳钢容器及部分不锈钢容器的应用。
第二阶段,21世纪50年代以后,随着世界经济的飞速发展,压力容器有广泛的应用于工业、农业、军工及民用等许多部门,这时的压力容器不能单独地构成一台设备,它内部必须装入为完成某一化工单元操作所需的内件,诸如合成塔、分离器、热交换器及特殊工艺的高压容器。
第三阶段,21世纪的中国等发展中国家,制造也的发展是社会发展、经济提高的基础。但随着世界性的能源危机,许多国家正在大力的开发能源,一方面加紧开发煤气和天然气,另一方面积极发展核能发电,这些能源装置需要大量的高压容器和超高压容器。预计在不久的将来,高压容器的设计理论与制造技术将会成为我们所要掌握的关键部分。

机械搅拌设备由搅拌容器和搅拌机两大部分组成。
搅拌容器包括釜体、封头、内构件以及各种用途的开孔接管等,在运行过程中与搅拌机共同完成介质的悬浮、分散、乳化、混匀、溶解、吸收、萃取、化学反应以及传热等物理、化学反应。
搅拌机包括传动装置、搅拌器、搅拌轴、轴封等。
、设计参数及生产工艺

搅拌容器:;
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搅拌机: ;
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设计压力:;
设计温度:35℃
水的密度:1000kg/m3
有机物的密度:835kg/m3
水的粘度:1×10-3N·s/m3
有机物的粘度:×10-3 N·s/m3
水的重量分率:
有机物的重量分率:
混合物表面张力:30×10-3 N/m
搅拌器转速:130r/min

搅拌压力容器的结构和计算按GB150的规定。
反应釜的机械设计是在工艺设计之后进行的,设计依据是工艺提出的要求和条件。设计工艺条件一般包括反应釜的全容积、最大工作压力、工作温度、介质腐蚀性、搅拌形式、转速和功率、工艺接管尺寸方位等,而这些条件都是由用户提供的。反应釜设备主要用于医药,化工,食品,轻工等行业中的水解,中和,结晶,蒸馏,蒸发,储存等生产环节。该反应釜主要由筒体、封头、搅拌轴、搅拌器、电动机、减速机、联轴器、轴承组件、填料箱、机架等部件组成。
在阅读了设计任务书之后,按以下内容和步骤进行搅拌反应釜的机械设计。
总体结构设计。根据工艺要求并考虑制造、安装和维护检修的方便,确定各部分结构形式,如封头形式、传动类型、轴封和各种附件的结构形式。
搅拌容器的设计。
根据工艺参数确定各部分几何尺寸;
考虑压力、温度、腐蚀因素,选择釜体材料;
对罐体、封头等进行强度和稳定性计算、校核。
传动装置设计,包括选择电动机、确定传动类型、选择减速机、联轴器、机架及支座设计等。
决定并选择轴封类型及有关零部件。
绘图,包括总装图、部件图和零件图。
编制技术要求,提出制造、装配、检验和试车等方面的要求。
:
反应釜总图
搅拌容器的设计
搅拌容器的结构和设计按GB150-1998《钢制压力容器》的规定。

搅拌容器罐体一般是立式圆筒容器,有顶盖、筒体和封头,通常支座安装在基础或平台上。罐底通常为椭圆形封头。顶盖在受压状态下操作常选用椭圆形封头。

一般由工艺条件给定容积v,筒体的内径可按如下公式计算

其中V表示工艺条件给定的容积,,此处V=3
i表示长径比(按物料类型选取,见下表)
几种搅拌釜的长径比i值
种类
设备内物料类型
i
一般搅拌釜
液-