毕业设计开题报告——8000L搪玻璃开式反应釜.doc

本文档系作者精心整理编辑，实用价值高。长春理工大学毕业设计任务书题目名称：8000L搪玻璃开式反应釜学生姓名：姚征 起止日期：1.1本课题目的及意义：在精细化工行业中，反应釜是常用的一种反应容器，而温度是其主要被控制量，是保证产品晶化质量的一个重要因素。晶化反应釜利用导热介质通过反应釜的夹套来提高釜内物料的温度，通过搅拌机的搅拌使物料均匀、提高导热速度，并使其温度均匀。导热介质的选择根据各厂产品的工艺温度要求确定的，常见的导热介质有过热蒸汽和导热油。温度测量常用热电阻或热电偶及其变送器组成。通入反应釜的导热介质要求保持温度恒定，通过调节流入反应釜夹套的导热介质的流量，来控制反应釜内物料的温度符合工艺要求。现代工业的发展，对产品质量提出了更高的要求，反应釜内物料的温度常常要求被恒定在4-1 或更小的范围内，靠手工调节流量的做法已经不能满足要求了，温度调节控制被赋予新的历史使命。2.1国内外研究现状(1)8000L搪玻璃开式反应釜发展现状进入到二十一世纪搪玻璃设备行业通过不断的投资、建设，企业规模和产品的大型化在持续增长，整个行业的产值一直处于上升的态势，行业的装备有较大的改善和提高。据20002008 年的统计，搪玻璃设备行业生产总 值平均达到15.6亿元/年，折合产量为12.1万吨/ 年，年平均增长率在10左右。1） 搪玻璃设备行业固定资产投资不断加大20002008年搪玻璃设备行业的固定资产投资额预计在15亿元以上，企业的生产规模不断提高，产品生产规格不断加大。2）晶化设备行业的制造能力和产品规格不断提高进入二十一世纪，搪玻璃釜制造厂根据有关法规要求，为进一步提升搪玻璃釜设备的制造和应用范围，各大企业先后将压力容器制造许可证由D2 升级到A2。3）搪玻璃釜设备行业的经济体制改革力度不断加大据2000年初期的统计表明,反应釜行业投资500万以上企业共有112家，其中国有和集体企业32 家，随着国家经济体制改革力度不断加大和市场经济的加剧，搪玻璃釜行业的企业改革、改组和改制不断强化。2.2反应釜发展现状及趋势 反应釜常用于石油化工、橡胶、农药、染料、医药等行业，用以完成磺化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程，以及有机染料和中间体的许多其它工艺过程的反应设备。 低压反应釜，一般是指1.6MPa以下的反应釜。由于工艺条件和介质的不同，反应釜的材料选择及结构也不尽相同，但基本组成是相同的，它包括传动装置、传热和搅拌装置、釜体(上盖、筒体、釜底)、工艺接管等。设备的外观尺寸，一般取反应釜有效高度Hgz/反应釜内径Di=1.01.2，如果Hgz/Di1.5，则需增设桨叶数。桨叶直径di通常取1/3/Di，上、下桨叶的间距应略大于桨径。在设备的结构上设置必要的传热和搅拌装置是为了强化反应过程。反应釜体普遍采用钢制(或衬里)、铸铁或搪玻璃。反应釜所用的材料、搅拌装置、加热方法、轴封结构、容积大小、温度、压力等各有异同、种类很多，它们的基本特点分述如下： 一、结构 反应釜结构基本相同，除有反应釜体外，还有传动装置、搅拌和加热(或冷却)装置等，可改善传热条件，使反应温度控制得比较均匀，并不强化传质过程。 二、操作压力 反应釜操作压力较高。釜内的压力是化学反应产生或由温度升高而形成，压力波动较大，有时操作不稳定，突然的压力升高可能超过正常压力的几倍，因此，大部分反应釜属于受压容器。三、操作温度 反应釜操作温度较高，通常化学反应需要在一定的温度条件下才能进行，所以反应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、水加温要求温度不高时可采用，其加热系统有敞开式和密闭式两种。敞开式较简单，它由循环泵、水槽、管道及控制阀门的调节器所组成，当采用高压水时，设备机械强度要求高，反应釜外表面焊上蛇管，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，可采用高压过热蒸汽。 3、用其它介质加热若工艺要求必须在高温下操作或欲避免采用高压的加热系统时，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应釜筒体的绝缘层上，或安装在离反应釜若干距离的特设绝缘体上，因此，在电阻丝与反应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。采用电加热时，设备较轻便简单，温度较易调节，而且不用泵、炉子、烟囱等设施，开动也非常简单，危险性不高，成本费用较低，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。四、反应釜搅拌结构 在反应釜中通常要进行化学反应，为保证反应能均匀而较快的进行，提高效率，通常在反应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。五、反应釜的工作反应釜多属间隙操作，有时为保证产品质量，每批出料后都需进行清洗；釜顶装有快开人孔及手孔，便于取样、测体积、观察反应情况和进入设备内部检修。六、化工生产对反应釜的要求和发展趋势： 1、大容积化，这是增加产量、减少批量生产之间的质量误差、降低产品成本的有效途径和发展趋势。染料生产用反应釜国内多为6000L以下，其它行业有的达30m；国外在染料行业有2000040000L，而其它行业可达120 m。 2、反应釜的搅拌器，已由单一搅拌器发展到用双搅拌器或外加泵强制循环。反应釜发展趋势除了装有搅拌器外，尚使釜体沿水平线旋转，从而提高反应速度。3、以生产自动化和连续化代替笨重的间隙手工操作，如采用程序控制，既可保证稳定生产，提高产品质量，增加收益，减轻体力劳动，又可消除对环境的污染。 4、合理地利用热能，选择最佳的工艺操作条件，加强保温措施，提高传热效率，使热损失降至最低限度，余热或反应后产生的热能充分地综合利用。热管技术的应用，将是今后反应釜发展趋势3我的研究路线： 通过教科书的有关原理以及内容，按照国家的标准和相关规定，任务书的要求内容，来对搪玻璃反应釜的釜体，夹套等其他相关部件进行设计计算。并根据当今社会的现实需要，以及其他相关设计，来进行归纳整理，以便于设计出符合现实生产需要的反应釜。 分时分部，认真仔细完成如筒体的厚度设计，高度设计，强度设计等，最终设计结束时再进行核对，无误后交予老师点评。4进度安排：1、1-4周进行有关反应釜类各种文献的整理归纳，最终完成文献综述。2、5-6周通过国内外论文、科普、教育等相关网站，查找有关反应釜类课题的外文文献，并进行外文文献的翻译以及整理。3、7-12周有条理的进行自己毕业设计课题的相关设计，参数计算，初步整合等。4、13周将所设计的所有数据进行全面仔细的归纳，并核对所算数据的正确行，无误后装订成文，交予老师审阅。5.1参考文献1 蔡纪宁，张秋翔.化工设备机械基础课程设计指导书.北京：化学工业出社.20002 刁玉玮，王立业化工设备机械基础.大连：大连理工大学出版社.19833 汤善甫，朱思明.化工设备机械基础.上海：华东理工大学出版社. 4 陈立德.机械设计基础.北京：