搅拌釜式反应器设计条件

1、长江大学工程技术学院课程设计题 目：_学 生：_系 部：_专业班级：_指导教师：_辅导教师：_时 间：_至_设计单位工艺数据表反应釜设计条件表工 程装 置工 序阶 段详细工程设计修改型式1锥顶1平顶1拱顶设备名称设备位号安装地点1户外1顶棚1室内文件号台 数2容积：V10m3外形尺寸：设备净质量： 设 计 条 件 工作压力（MPa）釜内0.1夹套0.3工作温度（）釜内50夹套80工作介质釜内无腐蚀性物料夹套水、蒸汽传热面积(m2)3.5设备容积(m3)10腐蚀裕量(mm)2搅拌器型式平桨式搅拌轴转速(r/min)85电机功率(Kw)4.0保温材料/厚度(mm)岩棉/50管口表符号DNPN连接面

2、连接标准用途a250.6S0/RFHG20593进蒸汽b250.6S0/RFHG20593压力表c2500.6S0/RFHG20593手孔d400.6S0/RFHG20593温度计e250.6S0/RFHG20593进物料f400.6S0/RFHG20593安全阀g400.6S0/RFHG20593出料h250.6S0/RFHG20593排凝液i800.6S0/RFHG20593视镜设计、制造、检验要求主要材料设计规范GB1501998壳体螺栓（外）制造、检验技术规定HG205841998接管螺母（外）焊接接头无损检测检测标准接管法兰螺栓（内）检测方法检测率合格级别内件螺母（内）ABRT20级

3、垫片CDRT20级主要焊接材料焊接后热处理涂漆、包装、运输母材牌号其它检其它检验要求焊接材料牌号版 次说明日 期编 制校 核审 核搅拌釜式反应器设计条件 工艺条件图工艺条件 工作压力釜内0.1MPa夹套0.3 MPa工作温度釜内80夹套140工作介质釜内溶液夹套水、蒸汽腐蚀情况轻微搅拌型式平桨式转速85r/min功率1.4Kw设备容积V3.25m3传热面积7.1m2推荐材料Q235B编号名称DNa进蒸汽25b压力表25c手孔250d温度计40e进物料25f安全阀40g出料40h排凝液25i视镜80备注夹套加热蒸汽系统装上安全阀，釜外保温，反应釜安装在楼板上。管 口1. 确定筒体的直径和高度根据

4、反应釜的设计要求，由于液液相类型选取H/Di=1.3 得，由Di= 1.47m 圆整到标准公称直径系列，选取筒体直径Di1400mm 。查附录得，DN1400mm时标准椭圆封头高度h1=350mm直边h2=25mm，计算得每米高筒体的V11.539m3，表面积Vh=0.398m3 H=1.853m筒体高度圆整为H1800m于是H/D=1.285 核查结果符合原定范围内。2. 确定夹套的直径和高度夹套的内径 Dj=Di+100=1500mm （符合压力容器公称直径系列要求） Hj=1.537m 选取夹套Hj=1600mm则H0=HHj=200mm 这样便于筒体法兰螺栓的装拆验算夹套传热面积FF1

5、Hj+Fn=9.27 m2>7.1m2 即夹套传热面积符合设计要求3. 确定夹套的材料和壁厚 夹套选取Q235A的材质，可以知道板厚在4.516mm，设计温度在150时Q235A的许用应力t=113MPa，因为有夹套有安全阀，所以P1.1Pw 那么P0.33MPa，因为内部夹套无法探伤，故取0.60 根据夹套的钢板厚度负偏差c1=0.6mm,单面腐蚀取腐蚀余量c2=1.0mm。 夹套的壁厚计算如下:td =+C=+1.6=5.259mm标准椭圆形夹套封头的壁厚为:t=+C=5.255mm圆整至钢板规定尺寸，并查阅封头标准,选取夹套的筒体和封头壁厚均为10mm。4. 确定内筒的材料和壁厚依

6、题意可初选筒体厚度12mm,并取c1=0.8mm c2=2mm 筒体有效壁厚 te=12-2.8=9.2mm =1400+2*12=1424 LHj+h2+=1600+25+350/31741L/D0=1741/1424=1.223 由和L/D0可查表得A5.2，再查B65MPa p= MPa >0.33 MPa因为计算的p > p且比较接近所以选筒体厚度12mm若选取筒体下封头壁厚12mm 并取c1=0.8mm c2=2mm则， te=12-2.89.2mm标准椭圆形封头的外压计算当量球面半径:Ri=KDi=0.91000=900mmA=9.1查得B92MPa许用外压力 p=MP

7、a>p=0.315Mpa取筒体下封头壁厚12mm, 符合设计要求为了制造方便，所以上封头和下封头的厚度也设计为12mm。5. 水压试验及其强度校核 内筒水压试验压力 PT=P+0.1=0.21MPa PT=1.25P=0.13MPa取二者最大值PT=0.21MPa夹套水压试验压力 PTP+0.10.43Mpa PT=1.25P=0.4125MPa 取夹套水压试验 PTj=0.43MPa内筒水压试验时壁内应力：夹套水压试验时壁内应力由于Q235A在常温时235MPa0.9211.5MPa水压试验时内筒夹套都小于.,故水压试验安全。筒体许用压力0.21MPa,夹套水压试验时故夹套在进行水压时

8、筒体内需要充压才能保持筒体稳定。6. 选择釜体法兰根据DN=1400mm ，p=0.3MPa 由于PN不会超过0.6Mpa,可以选用甲型平焊法兰。确定为RF型、甲型平焊法兰.其尺寸为D=1530 D1=1490 D2=1455 D3=1441 D4=1438 垫片材料为石棉橡胶板，选用垫片为1440*1440*3 ，JB/T4704-20007. 选择搅拌器、搅拌轴和联轴器 根据工艺条件要求，查阅桨式搅拌器（HG/T2501.41991）选取搅拌器外径500mm,搅拌轴直径d50mm的平桨式搅拌器，标记为：搅拌器50050 HG/T2501.41991 选择搅拌轴材料为45钢，钢的许用扭应力为

9、=3040MPa，计算系数A118107,则搅拌轴的直径为 d=A(118107)(42.638.6)mm表311 几种常用轴材料的及A值轴的材料Q2,35,2035,1Cr18Ni9Ti4540Cr,35SiMn,40mNb,38SiMnMo,3Cr13/MPa1220203030404052A16013513511811810710798考虑到键槽可能对轴的强度的削弱和物料对轴的腐蚀，并可以取搅拌轴的d50mm。查阅标准搅拌传动装置联轴器，（HG215701995）中夹壳式联轴器形式、尺寸、技术要求、选用立式夹壳联轴器。公称直径50mm的联轴器的最大扭矩515 Nm。验算联轴器的扭矩，查表

10、312，选取工作情况系数K1.5，联轴器的计算扭矩为：Nm < 表312 工作情况系数K原动机工 作 机扭矩变化很小的机械扭矩变化很小的机械扭矩变化中等的机械扭矩变化和冲击载荷中等的机械扭矩变化和冲击载荷很大的机械电动机1.31.51.71.92.3夹壳联轴器的标记为：联轴器DN50 HG2157019958. 选择搅拌传动装置和密封装置根据设计条件，查阅标准搅拌传动装置传动轴、减速器型号及技术参数、（HG215681995）及其附录单级立式摆线钟轮减速器，按照搅拌功率和转速选择摆线针齿行星减速机BLD1.5229Q。查阅标准Y系列三相异步电动机、（HBT103912002），选电机Y9

11、0L4,额定功率：1.5kw，转速1400r/min，根据表313查得摆线针齿行星减速机传动效率为0.95，减速机输出功率为1.5×0.951.425kw，符合搅拌要求。参考标准单支点机架、HG215661995，根据所选减速机设计减速机机架。根据操作条件选用带衬套及冷却水套铸填料箱，查阅搅拌传动装置碳钢填料箱、（HG215371992）公称轴径DN50的填料箱，标记为：填料箱 PN0.6 DN50 HG/T21537.719929. 校核L1/ B和L1/d桨式搅拌器安装一层，根据安装要求和考虑带衬套填料箱有支承作用，得L1 2100mm，参考单支点机架、（HG21561995），

12、机座JB50尺寸，可得B565mm。<4 <50 均符合要求。10. 容器支座的选用计算 反应釜因需外另保温，故选用B型悬挂式支座。反应釜的总质量包括物料（或水压试验的水）W1,釜体和夹套的质量W2,电动机、减速机、搅拌装置、法兰、保温层等附件W3。当釜内、夹套内充满水时的质量比物料重，由此 3402kg釜体和夹套的质量可以查手册或自行计算，由此W2418×1.8+278×1.6+208×2+1381751kg电动机和减速机总质量约100kg,搅拌装置质量约40kg，筒体法兰77.7 kg，保温层约100 kg,手孔及其它拉管附件质量约50kg，由此W

13、3100+40+77.7+100+50367.7 kg反应釜总质量WW1+W2+W33402+1751+367.75520kg即总重力约为55kN反应釜安装4个支座，但按3个支座承受计算，查阅标准耳式支座（JB/T472592），可以选用承载能力为20kN的支座B2 JB/T47251992 材料为Q235B11. 选用手孔、视镜、温度计和工艺接管根据板式平焊法兰手孔（HG215292005）,选用手孔形式为a式，PN0.6 MPa DN250mm .手孔RF DN250 PN0.6 HG215292005加热蒸汽进口管a采用32无缝钢管,配法兰PN0.6 DN25 HG205931997 冷凝液出口管h 和压力表接管b都选用32无缝钢管，配法兰PN0.6 DN25 HG205931997 加强套管温度计d的管口选用45进料管口e采用32无缝钢管，配法兰PN0.6 DN25 HG205931997 安全阀接管f采用32无缝钢管，配法兰PN0.6 DN40 HG205931997出料管口g采用45×3.5无缝钢管（详细见P54）配法兰PN0.6 DN40 HG205931997 由标准压力容器视镜i选用碳素钢带颈视镜89×4.5 DN80 HGJ502865参考资料化学工程师技术全书 邝生鲁 化学工业出版社化