第11章-夹套反应釜设计.ppt

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立式带夹套的反应釜设计
带有搅拌装置的釜式反应器是化工、医药、染料、涂料等
行业生产中常用的典型设备
反应釜通常由釜体、传热、
搅拌、传动、密封等装置及
有关附件组成。
搅拌轴
夹套
釜体
机架
减速器
电动机
密封装置
搅拌桨
温度计
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釜体是物料进行反应的空间,由筒体及上、下封头组成。
传热装置是为了提供化学反应所需的热量或带走反应生成
的热量。除了图中所用的夹套传热外,还有蛇管形式的传
热装置。
搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成,其作用是迅速均匀地混合物料,强化传质传热过程,从而加快反应速率。
为使搅拌器能够以一定的转速转动,需要设置与之配套的由电动机和减速机等组成的传动装置。反应釜上除了
有设备法兰、管法兰等静密封结构外,还有保证转轴密封
的动密封装置。
附件
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根据工艺设计所确定的操作容积、工作压力、工作温度、介质情况、传热面积、搅拌形式、转速和功率、以及管口尺寸和方位等工艺条件,选择各零部件的材料,确定反应釜釜体、夹套的结构型式和尺寸;
通过强度、刚度和稳定性计算确定反应釜壳体、夹套壳体
的壁厚和搅拌抽直径,并根据有关的标准对搅拌器、传动
装置、密封装置和各种附件进行选型;
绘出所需的装配图与必要的零部件图。
立式带夹套的反应釜设计内容
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一、釜体的结构型式
反应釜的釜体由圆筒形壳体、上封头和下封头组成。封
头型式多为椭球形,但对于含有固体颗粒或粘度较大物
料的釜体,其下封头常采用便于出料的锥型封头。
筒体与下封头一般采用焊接。上封头与筒体的连接方式由
釜体的直径确定。当釜体直径 Di<800时,人在釜内的活动空间较小,故一般采用法兰联接。当釜体直径 Di >800时,封头与筒体也可焊接。
内件的装拆可通过封头上的人孔进入釜内来完成,有时为方便装拆和检修,既用法兰来连接封头和筒体,又在封头上开设人孔。
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(1)筒体的直径和高度
反应釜的外形尺寸如图所示。
D i
D j
H
H j
反应釜的外形
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①筒体直径的确定
立式反应釜釜体的容积通常是指圆柱形筒体和下封头包含
的容积,即:
将釜体视为圆柱形筒体,初步估算釜体的内径,取
将选定的值代入上式,可初步估算出釜体的内径。
考虑到釜体的内径应符合压力容器公称直径的标准。
②筒体的长度的确定
筒体的长度可由下式确定
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二、釜体壁厚的设计
(1)内压筒体壁厚的设计
①设计参数的确定
根据设备设计条件单中提供的
有关技术特性参数和要求,确定设计参数。
设计压力:无安全装置取= ;装安全阀取=(~) ;装爆破膜取;
计算压力: , <5%,可以忽略;
设计温度: 取操作介质的最高温度;
焊缝系数: 根据筒体纵向焊缝的结构和无损探伤的要求
壁厚附加量: =; 取值见有关文献
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②筒体壁厚的设计
碳钢、低合金制筒体壁厚的设计采用试差法;
高合金制筒体的壁厚由壁厚计算公式确定。
③筒体的强度校核
(2)内压封头壁厚的设计
①封头的选型
釜体的上下封头一般采用椭球型或碟型,且尽可能选用标准封头。当釜内有固体物料或物料粘度较大,下封头可选用锥形封头,以便卸料。
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②设计参数的确定
见筒体设计参数的确定。
③封头壁厚的计算
设计方法与内压筒体壁厚的设计方法相同。
当封头壁厚小于筒体壁厚时,将封头的壁厚调整至与筒体的
壁厚一致;当封头壁厚大于筒体壁厚时,将封头的直边部分
进行加工,以便等壁厚焊接和降低边缘应力。
三、外压釜体壁厚的设计
当夹套内介质的工作压力高于釜内压