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反应釜及搅拌功率的设计计算方法 牛 国半 杨家兴 ( 太原工业大 学化工系) 在化工生产中 ，带搅拌 的反应釜具有广 泛应用。为帮助读者设计 和选择反应釜和 搅 拌器，我们根据国家 钢 制 压 力 窖 器 ( 一)一 GB1 5 0 8 9 标 准，结合生产实例 ， 对低压，夹套式的双层搅拌反应釜和搅拌功 率设计计算示例如下，以供参考。 釜 内I物料 比重 P =1 2 0 O kE m。， 粘 度 =2 6 厘泊 ， 温 度t=1 3 2。 c， 压 力 P=o 4 9 M Pa 夹套t 水蒸气 温度t 1 4 5 。 C， 压 力 P =0 3 9 2 M Pa 釜 容积t Vg=3 抽 。， 传 热 面 积 ； 5 =1 0 _m。 一 ， 釜体设 计 t 1 估 算 内 径 t D i = 音 = = m 一 广 “ VE t 操作 容积 t 装料 系数 0 6 0 8 5 H Di l釜体高 径比 1 0 1 3 选择椭圆形DZ=1 6 0 0 ram标准封头 封 头 曲 面 高h=4 0 0 ram ， 直 边 高 ho=4 0 ram 内表面积F封=2 9 7 m ，容积 V =0 61 7 m 2 确定简体高度 H = ： 等 。 s m 选 定H =1 6 0 0 ram 3 简体壁 厚 的确 定； 简体受0 4 9 MP a 内压时 s 景 c = = 2 1 2 4 1 0 1 1+2 5 一 x 4 6x一 4 9 =5 97 r a m P ， 设计压力， 装安全闷时是操作压力的1 1 倍 a) t A R容器钢的许用应 力 巾t焊缝系数，双面焊，全部射线 探 伤 选 由 = 1 C。壁厚 附加 量 釜体承受0 3 9 2 MP 的外压时 设 简体 计算 壁厚S。 =9mm 简 体外 径D。=Di +2 S o =1 6 0 0 +1 8 =1 61 8 ram 简 体计算 长度 L=H +h=1 4 0 0 + 士 x 4 0 9=1 5 3 6 3 ram D o s 。 1 0 LD。 = -0 9 5 D o s 。 ： =l 8 0 - 由 钢制压力 容 器 GB1 5 9 8 9查 得 B=8 3 M Pa =8 3 x -0 4 6MP a 0 3 9 2 MPa ( 安全) 计算 壁厚S=S D +C= 9+ 2 5=1 1 5 ram 确定简体壁厚 为 1 2 ram 4 封头设 计， 封头选取与简体 相同 的内径，下封 头承受 山西化工 1 9 9 1 年第 2期 维普资讯 1 1 0 4 9=0 5 3 9 MP a 的内压、又承受 0 3 9 2 MP a 的外压 ，上封头仅 承受 内压 ，考 虑受力 合理和制 造方 便，选用标准椭 圆形封头 ，材 料也 为A。 R。 承 受内压 s 丽 扎 岩 而 + 3 3 62 1 2 4 6 0 5 0 4 9 1 x 4 1 。 1 。 = 6 5l m m 承受外压 封 头的当量半径l Ri =KDi =0 91 6 0 0 = 1 44 0 ra m 设 S。 = 8mm A = 一0 1 2 5 =01 4 4 0 8 0 0 0 7 A 而一 o u u 7 查 得B=9 3 MPa C P 3 = B 鲁 = 9 3 5 1 6 M P a 0 3 9 2 MP a S=S 0 +C = 8 +3 3 6= 1 1 3 6 ram 确定封头 壁厚为 1 2 ram 二 夹 套的设计 夹套的 内压 为 0 3 9 2 MP a ，用热 蒸 汽 加 热，无 腐蚀性，与釜体 选同一材 料A。 R，钢 材的准备和焊接皆方便。 1 夹套直 径的 确定 D墼 =1 6 0 0+ 1 0 0：1 7 0 0 ram 2 夹套高度 H 由 砖 热面积来决定，央套高 一般不 低于料液高，以保证有充分的热交换 H = = =1 2 8 5 m取 1 4 0 0 mm 3 校桉传 热面积 F =F封 +F筒 =2 9 7+ 1 6 2 4 1 4 =1 0 1 l m 1 0 m 传热面积 满足要 求。 4 夹 套 简 体 的 壁 厚 s 一 +c = 2 1 24 0 7- 0 3 9 2 1 1+ 2 5 4 6 = 6 7 2ra m 取 8 mm，此处 =0 7 ，不 必全部探 伤，且 不 能双面焊。 5 夹 套封 头 的壁厚 s艄 +c = L 2x 1 700 3 3 62 i 24 0 7 - 0 5 0 3 92 x 46x x 。 。 = 7 57 ra m 取S = 8I 1 1 1 三 水压 试验应力 的校 核 1 釜体试水压i P = 1 2 5 P 器= 1 2 5 0 4 9 x 1 1x 1 0 6 7 4 M P a PDi +P( S C ) I( _ 0 6 x 1 6 0 0+0 6 7 4( 1 2 2 5) 2( 1 22 5) 1 5 6 4 2 MP a 0 5 3 9 MP a 夹 套试水压 耐，釜体是 安全的。 3 央套水压试 验 I 2 5 x 0 3 9 2 x 1 I ( 1 7 0 0 +8 2 5 ) 一 2 (8 2 5 )0 7 =1 1 9 3 8 MPa 3 0 0 ，功率准数Np ：0 2 8 、搅拌所 需功 率 l 2 0 0 ( 等 ) 3 0 0 2 8 1 0 2 9 8 1 丽； 丽 =0 2 8 8 Kw ( a：2 I b= 1 8 ) 开启式折 叶涡轮 的搅 拌功 率 雷诺准数N 。 ：D_ p _ ：3 0 7 1 0 s 功率准 数Np：1 搅 拌 所 需 功 率 N = 品 ； 三 _ ： 2 竖 x 9 811 0 2 9 81 。 。 总功率的计算 由于釜 内存 在有 各种 管件 起到挡板作刷， 其 影响 系数如下 压料管温度 计套管大于9 O 。 直 立管 推 进 式0 1 0 0 5 0 1 5 开 启 式9 2 9 1 9 3 推进式搅 拌器校正功率 Nl：0 2 8 8 x (1 +0 1+0 0 5+0 1 5 ) =0 3 7 4 kw 开启 式搅 拌器校正功率 N 2=O 7 1 1 x (1 +0 2+0 1+0 3 ) ：1 1 3 8 kw N需 =N +N ：( 0 3 7 4十1 1 3 8 ) kw =1 51 2 kw 驱 动搅拌 器 的电机功 率 ( 下转 第6 2 页) t5 4 1 9 9 1 年第 2期 十 一 维普资讯 中国化学工 程总公司 第二建设 公司 。 9 山西省 化工 厅于 2月2 6 2 7 日在太 原 召开 了企业 技术 进步工作座谈会。 与会同 志学 习了文件 ，就科技先 导型企业 的评比条 件等有关事项进行了讨论，交流了经验，落 实 了情 况。 1 O 太原橡胶 厂深化企 业内部改革，推 行全方位岗位工资制 取得了明显成效。省 化工厅作出决定，在全系统推广学l 习他们的 经 验 。 l 1 山西原 平县 化肥厂采 用B Q低温 耐硫 变换触媒 的新技术 ，进行 中变串低变的 技术改造 ，于1 9 9 0 年 1月 2 3日升 温 硫 化结 束 ，并入生产系 统，一年 来运行稳定 ，合成 氨蒸汽耗达到了全 国同类型企 业 的先 进水 平，年获 达 7 9 万元。 1 2 山西孝义 县磷 肥 厂生产 中使用 自控 仪表 控制 新技术 ，产品剖省优，经济 效益明 显。 1 3 太原 化工 厂 1号 中定剂 通过部级 鉴 定 1号 中定剂 又称N， 一 二乙基 二苯基 脲 ， 是一种军 民两 用的精细 化工 产品。 太原 化 工厂受 化工部和 中国兵工 物资总公司委托， 攻克了催他剂选择制备和光化料后处理等多 项难题 ，研制 成功 由 N一 乙基苯 胺经光化、 合成制成品的工艺路线，1 9 9 0 年 5月完成中 试 ，在 研制 期间试产 了1 0 0 0 公斤产品，质量 达到 美国军用标 准要求 ，经用户试验，取得 满意结果 ，它 的研 制成 功不仅填补了我国一 项 空白，而且 可替 代进 口，节省外汇 ，将对 我国军工 发展做 出重要 贡献。 目前可 小批 量 满 足用户需 求。 1 9 9 1 年 3月2 6 目，由化工部主持邀请有 关 专家通过 了成果鉴定。 1 4 太原市 化 ： 研究 所研制成功腐 植酸 脲 。 I 由太原市化工研究所研 制的非蛋 自氮饲 料添加剂腐植酸脲 ， 目前 ，通过了 由省 科 委主持 的小试评议。 腐植酸脲 是以风化煤为原料 与尿 素反应 成的一种络 台物。 产 品委托核 工业 部第七研究所进行 安全 毒 理学试验，通过对大、小 白鼠急性和七天 喂养试验证明，腐植酸脲属无毒物质。致突 变试 硷 ( An a e 试 验，骨髓嗜 多染红 细胞微 按试 验，睾丸染色体畸变分析)结 果均 为阴 性，是一 种安全昀饲 料添加剂。该 产品经 山 西省 农科院 畜牧兽医研究所对 奶牛、蛋鸡、 兔 等畜 禽进 行喂养试 验表明，腐植 酸脲 作饲 料添加剂，可部分代替畜，禽饲料中的蛋白 质 ，对奶牛产奶量、蛋鸡 的产蛋 量、蛋 重及 饲 料利 用率 都有 良好的效果。如 用来喂养奶 牛，在产奶量相同 的情况下 ，每头 奶牛每年 可节省豆饼 1 7 3 k g ，价 值1 1 7 7元。这 对 地 少人多和畜牧业尚不发达 的我 省，其应用前 景十分广 阔。 幸串争夺 争斗 坤 幸牛争* 串串专寺争 辛争争辛争夺辛