反应釜(过程设备设计)课程设计

1、辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学 专业课专业课 课程设计（论文）课程设计（论文） 题目：题目： 院（系）院（系） 机械工程与自动化学院机械工程与自动化学院 专业班级：专业班级： 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： 教师职称：教师职称： 起止时间：起止时间： 13.12.16-14.01.1013.12.16-14.01.10 专业课课程设计（论文）任务书 院（系）：机械工程与自动化学院 教研室：过程装备与控制工程 学号学生姓名专业班级过程 102 题 目 课程设计（论文）任务 1 1 设计技术参数设计技术参数 釜内夹套 工作介质水固体水蒸气 工作压力（MPa） 0.1

2、53.0 工作温度 （） 120150 操作容积 （m3）6 传热面积（M2） 7 2设计内容设计内容 （1）设计方案确定 （2）釜体直径设计 （3）筒体及封头设计 （4）夹套设计 （5）密封装置（法兰、垫片、螺栓）设计 （6）传热设计 （7）搅拌轴、搅拌器及传动装置设计及选择 （8）设计轴封形式 （9）悬挂式支座设计 （10）开孔补强设计 （11）其它附件设计 （12）有关焊接方面的设计（选择） （13）经济分析 3 完成工作量完成工作量 反应釜装配图 A0 （1 张） 设计计算说明书一份，A4 打印。 图面（20%）说明书（30%）答辩（40%）平时（10%）总分 成绩评定 总成绩： 指导

3、教师签字： 年 月 日 目录 前言.3 1 反应釜用途及特征.3 2 反应釜常见类型.3 3 搅拌反应釜.4 第 1 章机械设计.6 1.1 确定筒体的直径和高度.6 1.1.1 筒体的直径.6 1.1.2 筒体的高度.6 1.2 确定夹套的直径和高度.7 1.2.1 夹套的直径.7 1.2.2 夹套的高度.7 1.3 确定夹套及筒体材料和设计壁厚 .8 1.3.1 确定夹套的材料和设计壁厚 .8 1.3.2 确定筒体的材料和壁厚.9 1.4 水压实验及强度较核.11 1.4.1 内筒体水压实验压力.11 1.4.2 夹套水压实验压力.12 1.4.3 内筒水压实验时壁内应力.12 1.4.4

4、 夹套水压实验时壁内应力.12 第二章传热计算.14 2.1 夹套内的液体向筒体的外壁传热 .14 2.2 筒外壁和内壁的传热.14 2.3 较核外壁温度.16 第三章 搅拌釜密封、搅拌传动装备及附属的计算与选择.17 3.1 选择釜体法兰.17 3.2 搅拌轴、搅拌器及传动装置的设计 .17 3.2.1 选择搅拌器、搅拌轴和联轴器 .17 3.2.2 功率计算.18 3.2.3 搅拌轴直径计算.18 3.2.4 选择搅拌传动装置和密封装置 .19 3.2.5 轴封装置.20 3.3 开孔补强.21 3.3.1 氨水进口补强：.21 3.3.2 人孔补强：.22 3.3.3 温度计补强：.24

5、 3.3.4 补强措施.25 3.4 容器支座的选用.25 3.4.1 反应釜的总重量计算.26 3.5 人孔、温度计与工艺接管选择 .27 3.5.1 人孔的选择.27 3.5.2 温度计的选择.28 3.5.3 工艺接管的选择.28 结束语.30 参考文献.31 前言 1 反应釜用途及特征 反应釜的广义理解即有物理或化学反应的不锈钢容器，通过对容器的结构设计与参 数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。随之，反应过程中的 压力要求对容器的设计要求也不尽相同。生产必须严格按照相应的标准加工、检测并试 运行。不锈钢反应釜.根据不同的生产工艺、操作条件等不尽相同，反应釜的设计结

6、构及 参数不同，即反应釜的结构样式不同，属于非标的容器设备。不锈钢反应釜广泛应用于 石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等生产型用户和各种科研实验项目的研究， 用来完成水解、中和、结晶、蒸馏、蒸发、储存、氢化、烃化、聚合、缩合、加热混配、 恒温反应等工艺过程的容器。反应釜是综合反应容器，根据反应条件对反应釜结构功能 及配置附件的设计。从开始的进料-反应-出料均能够以较高的自动化程度完成预先设定 好的反应步骤，对反应过程中的温度、压力、力学控制（搅拌、鼓风等） 、反应物/产物 浓度等重要参数进行严格的调控。 2 反应釜常见类型 根据反应釜的制造结构可分为开式平盖式反应釜、开式对焊法兰式反应釜

7、和闭式反 应釜三大类，每一种结构都有他的适用范围和优缺点。反应釜按材质及用途可有以下几 种： （1）不锈钢反应釜 不锈钢反应釜由釜体、釜盖、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置、支承等组成。 材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍（哈氏、蒙乃尔）合金及其它复合材料；根据反应 釜的制造结构可分为开式平盖式反应釜、开式对焊法兰式反应釜和闭式反应釜三大类。 不锈钢反应釜搅拌形式一般有锚式、桨式、涡轮式、推进式或框式等，搅拌装置在高径 比较大时，可用多层搅拌桨叶，也可根据用户的要求任意选配。不锈钢反应釜的密封型 式不同可分为：填料密封机械密封和磁力密封。加热方式有电加热、热水加热、导热油 循环加热、外(内)盘管

8、加热等，冷却方式为夹套冷却和釜内盘管冷却。不锈钢反应釜广 泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品，用来完成硫化、氢化、烃化、 聚合、缩合等工艺过程的压力容器，例如反应器、反应釜、分解锅、聚合釜等。 （2）搪玻璃反应釜 搪玻璃反应釜是将含高二氧化硅的玻璃，衬在钢制容器的内表面，经高温灼烧而牢 固地密着于金属表面上成为复合材料制品。因此搪玻璃反应釜具有玻璃的稳定性和金属 强度的双重优点，是一种优良的耐腐蚀设备。搪玻璃反应釜技术规范：使用压力：0.2- -0.8Mpa；耐酸性：对各种有机酸、无机酸、有机溶剂均有较好的抗蚀性；耐碱性：搪玻 璃对碱性溶液抗蚀性较酸溶液差。瓷层厚度：玻璃设备的瓷

9、层厚度 0.8-2.3mm，搪玻璃设 备附件的瓷层厚度 0.6-1.8mm；耐压电：搪玻璃具有良好的绝缘性，当搪玻璃在规定厚度 内用 20KV 高频电火花检查瓷层时，高频电火花不能击穿瓷层；耐冲击性：玻璃层的内应 力越小，弹性越好，硬度越大，抗弯抗压强度越高，则耐冲击就越好。 （3）磁力搅拌反应釜 采用静密封结构，搅拌器与电机传动间采用磁力偶合器联接，由于其无接触的传递 力矩，以静密封取代动密封，能彻底解决以前机械密封与填料密封无法解决的泄漏问题， 使整个介质各搅拌部件完全处于绝对密封的状态中进行工作，因此，更适合用于各种易 燃易爆、剧毒、贵重介质及其它渗透力极强的化学介质进行反应，是石油、化

10、工、有机 合成、高分子材料聚合、食品等工艺中进行硫化、氟化、氢化、氧化等反应最理想的无 泄漏反应设备。 （4）不饱和聚酯树脂全套设备 不饱和聚脂树脂设备由立式冷凝器、卧式冷凝器、反应釜、储水器、分馏柱五部分 组成，适用范围：用于生产不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、ABS 树脂、油漆的关 键设备。根据反应釜的密封型式不同可分为：填料密封，机械密封和磁力密封。 （5）电加热反应釜 电加热反应釜具有加热迅速、耐高温、耐腐蚀、无环境污染等特点，广泛应用于石 油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等行业，也用来完成硫化、硝化、氢化、烃 化、缩合、聚合等工艺过程。电加热反应釜材质一般有碳锰钢、不锈钢、

11、锆、镍基（哈 氏、蒙乃尔、因康镍）合金及其它复合材料；根据反应釜的制造结构可分为开式平盖式 反应釜、开式对焊法兰式反应釜和闭式反应釜三大类，每一种结构都有他的适用范围和 优缺点。根据反应釜的密封型式不同可分为：填料密封，机械密封和磁力密封。 3 搅拌反应釜 搅拌反应釜是化学、医药及食品等工业中常用的典型反应设备之一。它是一种在一 定压力和温度下，借助搅拌器将一定容积的两种（或多种）液体与液体以及液体与固体 或气体物料混匀，促进其化学反应的设备，通常伴有热效应，由换热装置将所需的热量 输入或将生成热量移出。搅拌反应釜按搅拌装置的安装型式可分为立式、卧式、倾斜式 和底搅拌等；按搅拌形式可分为桨式、

12、框式、锚式和推进式、涡轮式等。根据设计任务 书要求本次设计的搅拌反应釜为桨式搅拌反应釜。 桨式搅拌反应器在结构上比较简单，它的搅拌叶一般以扁钢制造，当釜内物料对碳 钢有显著腐蚀性时，可用合金钢或有色金属制成，也可以采用钢制外包香蕉或环氧树脂， 酚醛玻璃布等方法。桨叶安装形式分为平直叶和折叶两种。平直叶是叶面与旋转方向互 相垂直；折叶则是与旋转方向成一倾斜角度。平直叶主要使物料产生切线方向的流动， 加搅拌挡板后可产生一定的轴向搅拌效果。折叶与平直叶相比轴向分流略多。桨式搅拌 器的运转速度较慢，一般为 10-100r/min，圆周速度在 1.5-3m/s 范围内比较合适。广泛 用于促进传热可溶固体

13、的混合与溶解以及需在慢速搅拌的情况下，如搅拌被混合的液体 及带有固体颗粒的液体都是很有效果的。 第 1 章机械设计 釜体的机械设计内容是:确定各部分的结构型式和尺寸,安设各种工艺接管。 1.1 确定筒体的直径和高度 夹套式反应釜的釜体是由封头、筒体和夹套三部分焊接而成,封头定为标准椭圆形封 头,上封头与筒体常为焊接,但在筒体直径 D1500mm 的场合多用法兰联接。 1.1.1 筒体的直径 (1)设备容积: （1-1） 0 v v 操作容积, 0 v 3 m 装料系数,根据不同的反应状态可取 0.60.85,反应状态平稳,可取 0.8 估算如下: 3 0 6 7.5 0.8 v vm (2)筒

14、体内径: (1-2) 3 4 i i v D H D 釜体长度与筒体内径比值。可按物料为固液相混合,则可取 11.3。 i H D 故选,估算筒体内径为1.2 i H D 3 3 44 7.5 1.997 1.2 i i v Dm H D 将估算结果圆整至公称直径标准系列。选取筒内直径。 D1800 i mm 1.1.2 筒体的高度 (1-3) 1 h VV H V 封头容积, h V 3 m 1 米高的筒体容积, 1 V 3 m 查附表得:封头容积 3 h 1.13Vm 1 米高的筒体容积 3 1 3.142Vm 故筒体的高度: 1 7.5 1.13 2.028 3.142 h VV Hm

15、V 圆整。 2000Hmm 于是,复核结果符合原范围。1 i H D 1.2 确定夹套的直径和高度 1.2.1 夹套的直径 表 1.1 筒体和夹套内径关系 / i Dmm 500600700180020003000 / j Dmm50 i D 100 i D 200 i D 对于筒体内径,夹套内径,。因此 2000 3000 i Dmm 200 ji DD 。2000200=2200 j Dmm 夹套封头采用标准椭圆形封头,并与夹套筒体取相同直径。夹套直径。2200 jF Dmm 1.2.2 夹套的高度 估算夹套高度为: （1-4） 0 1 h j VV H V 米 封头容积, h V 3 m

16、 1 米高的筒体容积, 1 V 3 m 查附表得:封头容积 3 h 1.13Vm 1 米高的筒体容积 3 1 3.142Vm 0 1 6 1.13 1.55 3.142 h j VV Hm V 米 取,则,便于筒体法兰螺栓装拆。 1500 j Hmm 0 2000 1500500 j HHHmm 夹套传热面积为： 2 1 6.8 1.54.4814.68 jh FFHFm 满足要求。 1.3 确定夹套及筒体材料和设计壁厚 1.3.1 确定夹套的材料和设计壁厚 选用 Q345R 为夹套材料。 查得钢材许用应力表,得 Q345R 在工作温度为 200的许用应力,选取夹 183a t MP 套设计压

17、力为: 1.11.1 0.3=0.33 w PPMPa 夹套筒体与内筒的环焊缝采用单面焊,不进行探伤检查。从安全考虑,夹套上所有焊缝 均取焊缝系数,取壁厚附加量中钢板厚度负偏差,单面腐蚀裕量。0.8 1 0cmm 2 2cmm 夹套厚度: (1-5) 2 j dt PD P 管箱计算壁厚, mm D圆筒内径,mm 材料许用应力,查得 t =183MPa t 焊缝系数焊缝,采用单面焊,局部探伤,取 =0.8 故夹套厚度得: 0.33 2200 = =2.48mm 2 183 0.8-0.33 2 j d t PD P nd12 CC 负偏差， 1 C 1 C =0mm 腐蚀裕量， 2 C 2 C

18、 =2mm 所以夹套厚度： 2.48024.48 n mm 圆整取。 5 n mm 考虑到 Q345R 材质的最小壁厚要求,取夹套筒体壁厚。 6 n mm 标准椭圆形夹套封头的壁厚： 0.33 2200 2.48 2 183 0.80.5 0.33 20.5 j d t PD mm P 12 2.48024.48 nd CCmm 考虑到Q345R材质的最小壁厚要求,取封头壁厚：6 n mm 1.3.2 确定筒体的材料和壁厚 筒体材料也选用Q345R，筒体受内压取设计压力，设计温度为1500.22PMpa 因筒体受内外压力的作用，现分两部分分别计算筒体的厚： （1）按内压为设计壁厚：0.22Mp

19、a 0.22 2000 1.42 2 183 0.850.22 2 j d t PD mm P 12 1.4202 25.42 nd CCmm 考虑Q345R材质的最小壁厚要求，取釜体筒体壁厚8 n mm （2）按外压为设计壁厚：0.33Mpa ， 0 220002 82016 in DDmm 112 802 24 e CCmm 取标准椭圆封头曲面高度，直边高度， 1 550hmm 2 25hmm 则筒体实际长度 L 为： （1-6） 2 22 2200055025 22383 33 i LHhhmm 筒体的临界长度为： cr L （1-7） 0 0 2008 1.171.17 2008547

20、00 4 cr e D LDmm 因为所以此釜体圆筒为短圆筒 cr LL 则釜体圆筒的临界压力为： cr P （1-8） 2.5 0 0 2.59 e t cr D PE L D 临界压力，MPa cr P 弹性模量，取 t E 5 2.1 10 a MP 则： 2.5 5 4 2008 2.59 2.1 100.068 2383 2008 cr PMpa 筒体的许用外压力为： p （1-9） 0.068 0.0230.33 3 cr aa P pMPpMP m 因为，所以釜体筒体壁厚取不可行。 pp 8mm 现取，所以。16 n mm12 e mm 则修改后临界压力为： 2.5 5 12 2

21、024 2.59 2.1 101.21 2383 2024 cra PMP 筒体的许用外压力为： p 1.21 0.4 3 cr a P pMP m 因为，且比较接近，所以取筒体， pp 16 n mm 此时承受外压和内压时，强度均能满足要求。 标准椭圆形筒体封头的壁厚为： 按内压设计封头壁厚：0.22Mpa 12 0.22 2000 1.42 2 183 0.850.5 0.22 20.5 1.4202 25.42 i dt nd PD mm P CCmm 考虑Q345R材质的最小壁厚要求，取筒体封头壁厚与筒体相同。6 n mm 按外压设计封头壁厚：0.33Mpa （1-10） 2 0 0.

22、0833 t e PE kD k系数比，查教材得，k=0.9 弹性模量，取 t E 5 2.1 10 a MP 则: 2 5 12 0.0833 2.1 100.722 0.9 2024 a PMP 因为,且比较接近,所以取封头。 PP 16 n mm 1.4 水压实验及强度较核 1.4.1 内筒体水压实验压力 （1-11） 1.25p,p0.1 0.220.10.32 1.250.275 Tt T T P PMa PPMa 取二者中大者， 0.32 T PMa 1.4.2 夹套水压实验压力 1.25p,p0.1 0.330.10.43 1.250.4125 Tt T T P PMa PPMa

23、 取二者中大值， 0.43 T PMa 1.4.3 内筒水压实验时壁内应力 0.320.0222000 12 27.670.9 22 12 Tlie sT e PPD MPa 下封头 1.4.4 夹套水压实验时壁内应力 0.430.01422004 1280.9 28 Tjljije Tjs e PPD MPa 可见水压实验时内筒夹套壁内应力都小于，水压实验安全，当夹套作水压实0.9 s 时，釜体将受外压作用，因夹套的实验压力为，而筒体的许用外压为0.45 Tf MPa 。故不需要冲压使筒体保持稳定。 0.52PMpa 表 1.2 夹套及釜体壁厚 n 釜体夹套 筒体 166 封头 166 图

24、1 、釜体结构主视图 图 2、釜体结构俯视图 第二章传热计算 2.1 夹套内的液体向筒体的外壁传热 由化工原理中附表 8 知，操作压力下，饱和水蒸气温度。 0.33PMPa 133.3 s tC 查得水蒸气的比汽化热。假设外壁温度为：。 3 2168 10/rJ kg 128 C 冷凝液膜的平均温度为： 128 133.3 130.65 2 m tC 查得水的物性参数 密度： 3 934.2 Kg / m 导热系数： 0.686/()wm k 黏度： 5 21.77 10 a P s 所以而 H=1500+25+1/3 550=1708mm133.3 1285.3o sw tttC 假设液膜为

25、层流，即可计算： （2-1） 1 1/4 23233 4 5 934.89.81 0.6862168 10 1.131.138398.6 21.67 101.708 5.3 gr l t 检验 Re 数 （2-2） 36 44 8398.6 1.708 5.3 Re647.31800 2168 10216.7 10 l t r 为层流 2.2 筒外壁和内壁的传热 由材料可查得： 47.6/() o WmC （2-3） 2 47.6 2975 0.016b 由于能量守恒得：解得 21 = sw tttt 外内 o =120.5tC 内 液体温度从 3080，取平均温度为 55 120.555 8

26、7.75 2 o tC 查水的物性参数： 密度 3 966.2/kg m 导热系数 2 67.82 10/()Wm K 黏度 6 326.5 10 a P s 比热容4204/ p cJkg K 4 6.79 10 2.03 r P 120.55565.5otC （2-4） 32432 13 22 6 6.79 109.81 65.5 1.708966.2 1.9 10 316.5 10 r g tl G 1313 1.9 102.033.857 10 rr PG 查化工原理表 3-5 得：35 0.1c 1/3n 2 1/3 13 3 67.82 10 0.1353.857 101811 1

27、.708 n rr cG P l 壁热阻，污垢热阻都可忽略 总传热系数： （2-5） 123 1111111 8398.629751811K 992.7K 热负荷： m QKA t 表 2.1随温度分布 m t o m tC 133.3128 30 103.3 80 48 所以可得 103.348 =72.15 103.3 ln 48 m t 带入得 m t=992.7 14.68 72.15=1051430 m QKA t 水的平均温度： 3080 55 2 tC 比热容： 3 4.1765 10/() p cJkg k 密度 3 985.6/kg m 热负荷： （2-6） 3 0 985.

28、6 6 55 4.1765 101358398272 p QVCtJ 1358398272 1292 1051430 D Q s Q 因为，所以合理。 12921700ss 2.3 较核外壁温度 由于 3 = m QKA tA t 即：992.7 72.27254 (133.3) t 解得，因此符合要求。132.2tC 第三章 搅拌釜密封、搅拌传动装备及附属的计算与选择 3.1 选择釜体法兰 根据筒内操作压力，温度和筒外直径选择合适的法兰及其相配套的垫片。 查化工设备设计手册，选择乙型平焊法兰,法兰材料为Q345R。公称压(115882)JB 力为下的乙型平焊法兰在操作温度为时的允许工作压力为

29、，0.6 na PMP20 200 C 0.6Mpa 大于筒体设计压力，所选的甲型平焊法兰合适。 参考化工设备设计手册资料选择石棉胶垫片 查化工设备设计手册，选用乙型平焊法兰凸面密封面，公称压力，公称直径0.6 n P 。2000 z D 图 3、乙型平焊法兰 3.2 搅拌轴、搅拌器及传动装置的设计 3.2.1 选择搅拌器、搅拌轴和联轴器 反应釜的传动装置通常设置在反应釜的顶盖（上封头）上，一般采用立式布置。电 动机经减速机将转速减至工艺要求的搅拌转速，再通过联轴器带动搅拌轴旋转，从而带 动搅拌器转动。电动机与减速机配套使用。减速机下设置一机座，安装在反应釜的封头 上。考虑到传动装置与轴封装置

30、安装时要求保持一定的同心度以及装卸检修的方便，常 在封头上焊一底座。整个转动装置连同机座及轴封装置都一起安装在底座上。 根据上述情况，搅拌反应釜传动装置的设计内容一般包括：电动机、减速机和联轴 器的选用，选用或设计机座和底座等。 3.2.2 功率计算 （1）搅拌器叶轮和容器条件： 叶轮形式：桨式 容器内径：2000 i Dmm 叶轮直径：1000 2 i D dmm 桨叶数量：Z=2 容器内液柱高度： 2000hmm 叶轮与容器底距离： 1 600hdmm 叶轮潜液深度： 22 20001333 33 i SDmm (2)操作条件 3 1000kg m 0.509 a MpsA 1.170mi

31、nnr sr (3)雷诺数 （3-1） 2 2 6 5 1.11 1000 2.34 10 50.91 10 j e D n R (4)查化工设备设计手册图 10-29 得功率准数 0 1.8P (5)搅拌器功率 s P （3-2） 3535 0 1.8 1000 11.12.857 si PPn DkW 3.2.3 搅拌轴直径计算 (1)按扭转变形计算搅拌轴的轴径搅拌轴选 45 号钢 0.35rm 4 8.1 10GMPa （1）搅拌轴传递的最大扭矩 考虑电动机功率损失取 3 N Pkw （3-3） max 3 95509550409 70 p MN m n A （2）搅拌轴直径 （3-4）

32、 4 4 1 4 409 155.4155.453.8 0.35 8.1 10 n L M dmm rG 取 1 60 L dmm （3）校核扭转角 （3-5） 55 max 444 1 58365836 409 10100.22 8.1 1060 n L M m Gd 图 4、搅拌轴，搅拌桨 3.2.4 选择搅拌传动装置和密封装置 按照搅拌功率和转速选择摆线针齿行星减 速机 BLD1.5229Q，Q 表示夹壳式轴头， 。查附表 26，选电动机 Y112M4，额定 功率 3KW，转速 1500 转/分，取摆线针齿行星减速机传动效率 =0.95， （参考表 3）减速 机输出功率为 30.95=2

33、.85KW 符合搅拌要求。 参考附表 22，根据所选减速机设计减速机机座。 3.2.5 轴封装置 反应釜中介质的泄露会造成物料浪费并污染环境，易燃、易爆、剧毒、腐蚀性介质 的泄露会危及人身安全和设备安全。因此，在反应釜的设计过程中选择合理的密封装置 是非常重要的。 轴封装置按密封面间有无运动，分为静密封和动密封两大类。搅拌反应釜上法兰面 之间是相对静止的，它们之间的密封属于静密封。静止的反应釜顶盖（上封头）和旋转 的搅拌轴之间存在相对运动，它们之间的密封属于动密封。为了防止介质从转动轴与封 头之间的泄露而设置的密封装置，简称为轴封装置。反应釜中使用的轴封装置主要有填 料密封和机械密封两种。 表

34、 3.1 填料箱密封和机械密封的比较 填料箱密封机械密封 比较项目 测漏量 180450c.c./h 10c.c./h，一般平均 泄漏量为填料箱密封的 1% 摩擦功损失机械密封为填料箱密封的 10%50% 轴磨损有磨损用久后要换轴几无磨损 维护及寿命 细化经常维护，更换填 料，个别情况 8h（每班）更 换一次 寿命 0.51 或更长，很 少需要维护 高参数 高压、高温、高真空、 高转速、大直径密封很难解 决 可以 加工及安装 加工要求一般，填料更 换方便 动环、静环表面粗糙度 及平面度要求高，不易加工， 成本高，装拆不便 对材料要求一般 动环、静环要求较高减 磨性能 我们这次设计使用机械密封。

35、它是搅拌反应釜最早采用的一种轴封结构，其特点是 结构简单、易于制造，并适用于低压、低温的场合。虽然填料中含有一些润滑剂，但其 数量有限且在运转中不断消耗，故常设置添加润滑油的装置。 密封装置不可能达到绝对密封，因为压紧力太大时会加速轴与填料的磨损，使密封 失效更快。从延长密封寿命出发，允许有一定的泄露量，运转过程中需调整压盖的压紧 力，并规定更换填料的周期。对填料的基本要求是：要有弹性，这在压紧压盖后，填 料能贴紧搅拌轴并对轴产生一定的抱紧力；良好的耐磨性；与搅拌轴的摩擦系数要 小，以便降低摩擦功率损耗，延长填料寿命；良好的导热性；使摩擦产生的热量能较 快地传递出去；耐介质及润滑剂的浸泡和腐蚀

36、。此外，对用在高温高压下的填料还要 求耐高温及有足够的机械强度。 机械密封的选用应根据反应釜内介质的特性（包括对材料的腐蚀性） 、操作压力、操 作温度、转轴直径、转速等进行选择。 对于低压（） 、无毒介质、非易燃易爆者，可选用一般石棉绳，安装时0.2 N PMpa 外涂黄油，或者采用油浸石棉填料。压力较高或介质有毒及易燃易爆者，常用的是石墨 石棉填料和橡胶石棉填料。 3.3 开孔补强 根据 GB150 规定，当设计压力小于 2.5Mpa 的壳体上开孔，两相邻开孔中心的间距大 于两空直径之和的两倍，且接管公称外径小于或等于 89mm 时，只要接管最小厚度满足下 表就不另行补强 表 3.2 补强圈

37、尺寸 公称外径 454845657689 最小厚度 3.54.05.06.0 则不需要补强的有 a、e、f、g、h、i、j 根据 GB150 对开孔的限制凸形封头或球壳上最大开孔直径 1 d 3 i D max 11 d1600800400 22 i Dmmmm 3.3.1 氨水进口补强： 接管材料选择许用强度 0189 ri CN 137 t n Mpa 规格：外伸内伸 100mm30 2150mm 2 0 n C 强度削弱系数 r f （3-6） 137 0.724 189 t n rr f 开孔直径 2 2(302 2)2 230 i ddCmm 开孔所需补强面积 （3-7） 有效补强范

38、围 （1）有效宽度B 223060Bdmm 取大值 22302 62 246 nnt Bdmm 60Bmm 有效高度 1 h 外侧有效 1 h = d30 27.72 nt mm 高度 取小值 1 h 1 h150()mm实际外伸高度 1 h =7.72mm 内侧有效 2 h = d30 27.72 nt mm 高度 取小值 2 h100()mm实际内伸高度 2 h =7.72mm 有效补强面积 封头多余金属面积 e2 624 n Cmm 封头多余金属面积 1 A （3-8） 1 2 ()()2()(1) 6030432 2431 0.72428.89 eeter ABdf mm 接管多余金属

39、面积 2 2(1)30 32 3 2 (1 0.724)93.312 etr Adfmm 0.22 26 0.021 2 137 1 0.22 2 ci tt c n Pd mm P 2122 2 22 2 7.7220.0210.7242 7.72200.724 44.48 ettretnr AhfhCf mm 接管区焊缝面积（焊脚取） 6.0mm 2 3 1 26.0 6.036 2 Amm 有效补强面积 2 e123 28.8944.4836109.37AAAAmm 所以不需补强。 e AA 3.3.2 人孔补强： 接管材料选择许用强度 10号钢 115 t n Mpa 规格：外伸内伸4

40、26 6200mm0mm 2 0 n C 强度削弱系数 r f 115 0.608 189 t n rr f 开孔直径 2 2(4262 6)2 2416 i ddCmm 开孔所需补强面积 2 2(1)416 32 3 4 (1 0.608)1257.41 etr Adfmm 有效补强范围 有效宽度B 22 416=832Bdmm 取大值 224162 62 6440 nnt Bdmm 832Bmm （3）有效高度 1 h 外侧有效 1 h = d416 649.9 nt mm 高度 取小值 1 h 1 h200()mm实际外伸高度 1 h =49.9mm 内侧有效 1 h = d416 64

41、9.9 nt mm 高度 取小值 2 h0()mm实际内伸高度 2 h =0mm 有效补强面积 封头多余金属面积 e2 624 n Cmm 封头多余金属面积 1 A 1 2 ()()2()(1) 832416432 4431 0.608412.86 eeter ABdf mm 接管多余金属面积 0.22 412 0.395 2 115 1 0.22 2 ci tt c n Pd mm P 2122 2 22 2 49.940.3950.6080 218.75 ettretnr AhfhCf mm 接管区焊缝面积（焊脚取） 6.0mm 2 3 1 26.0 6.036 2 Amm 有效补强面积

42、2 123 218.75412.8636667.61 e AAAAmm 所以所需补强面积为 e AA 2 1257.41 667.61589.8 e AAmm 3.3.3 温度计补强： 接管材料选择许用强度 10号钢 115 t n Mpa 规格：外伸内伸50 3150mm0mm 2 0 n C 强度削弱系数 r f 115 0.608 189 t n rr f 开孔直径 2 2(502 3)2 248 i ddCmm 开孔所需补强面积 2 2(1)48 32 3 1 (1 0.608)141.352 etr Adfmm 有效补强范围 有效宽度B 22 48=96Bdmm 取大值 22482

43、62 366 nnt Bdmm 96Bmm 有效高度 1 h 外侧有效 1 h = d48 312 nt mm 高度 取小值 1 h150()mm实际外伸高度 1 h =12mm 内侧有效 2 h = d48 312 nt mm 高度 取小值 2 h0()mm实际内伸高度 2 h =0mm 有效补强面积 封头多余金属面积 e2 624 n Cmm 封头多余金属面积 1 A 1 2 ()()2()(1) 9648432 1431 0.60847.216 eeter ABdf mm 接管多余金属面积 0.22 44 0.04 2 115 1 0.22 2 ci tt c n Pd mm P 212

44、2 2 22 2 1240.040.6080 14.01 ettretnr AhfhCf mm 接管区焊缝面积（焊脚取） 6.0mm 2 3 1 26.0 6.036 2 Amm 有效补强面积 2 123 36 14.0147.21697.226 e AAAAmm 所以所需补强面积为 e AA 2 141.35297.22644.126 e AAmm 3.3.4 补强措施 拟采用补强圈补强。 根据接管工程直径 DN150 选补强圈，参照补强圈标准 JB/T4736 取补强圈外径 D=300mm 内径 d=163mm。因 B=800，补强圈在有效范围内。 考虑钢板负偏差并经圆整，取补强圈名义厚度为 12mm。 3.4 容器支座的选用 反应釜因需外加温故选用 B 型耳式支座。 3.4.1 反应釜的总重量计算 反应釜总载荷 1234 QQQQQ Q1 釜体和夹套筒体总重量 查表得到：1 米