【正文】 立式帶夾套的反應釜設計 ? 帶有攪拌裝置的釜式反應器是化工、醫(yī)藥、染料、涂料等 行業(yè)生產(chǎn)中常用的典型設備 ? 反應釜通常由 釜體、傳熱、 攪拌、傳動、密封等裝置及 有關附件組成。 攪拌軸 夾 套 釜 體 機 架 減速器 電動機 密封裝置 攪拌槳 溫度計 ? 釜體 是物料進行反應的空間，由筒體及上、下封頭組成。 ? 傳熱裝置 是為了提供化學反應所需的熱量或帶走反應生成 的熱量。除了圖中所用的夾套傳熱外，還有蛇管形式的傳 熱裝置。 ? 攪拌裝置 由攪拌器和攪拌軸組成，其作用是迅速均勻地混合物料，強化傳質傳熱過程，從而加快反應速率。 ? 為使攪拌器能夠以一定的轉速轉動，需要設置與之配套的由電動機和減速機等組成的 傳動裝置 。反應釜上除了 ? 有設備法蘭、管法蘭等 靜密封 結構外，還有保證轉軸密封 的 動密封 裝置。 ? 附件 ? 根據(jù)工藝設計所確定的操作容積、 工作壓力、工作溫度、介質情況、傳熱面積、攪拌形式、轉速和功率、以及管口尺寸和方位等工藝條件，選擇各零部件的 材料 ，確定反應釜釜體、夾套的 結構型式 和 尺寸 。 ? 通過強度、剛度和穩(wěn)定性計算確定反應釜殼體、夾套殼體 的 壁厚 和 攪拌抽直徑 ，并根據(jù)有關的標準對攪拌器、傳動 裝置、密封裝置和各種附件進行選型 。 ? 繪出所需的 裝配圖 與必要的 零部件圖 。 立式帶夾套的反應釜設計 內容 一、釜體的結構型式 ? 反應釜的釜體由圓筒形殼體、上封頭和下封頭組成。封 頭型式多為 橢球形 ，但對于含有固體顆粒或粘度較大物 料的釜體，其下封頭常采用便于出料的 錐型封頭 。 ? 筒體與下封頭一般采用 焊接 。上封頭與筒體的連接方式由 釜體的直徑確定。當釜體直徑 Di＜ 800時，人在釜內的活動空間較小，故一般采用 法蘭聯(lián)接 。當釜體直徑 Di ＞ 800時，封頭與筒體也可 焊接 。 ? 內件的裝拆可通過封頭上的 人孔 進入釜內來完成，有時為方便裝拆和檢修，既用法蘭來連接封頭和筒體，又在封頭上開設人孔。 (1)筒體的直徑和高度 反應釜的外形尺寸如圖所示。 D i D j H H j 反應釜的外形 ① 筒體直徑 的確定 ? 立式反應釜釜體的容積通常是指圓柱形筒體和下封頭包含 的容積，即： ? 將釜體視為圓柱形筒體，初步估算釜體的內徑 ，取 ? 將選定的 值代入上式，可初步估算出釜體的內徑。 ? 考慮到釜體的內徑應符合壓力容器公稱直徑的標準。 ② 筒體的長度 的確定 ? 筒體的長度 可由下式確定 iDTFV V V??iD24 iV D H??34iiVDHD??/ iHDHHTFV V V?? TFV V V?? 24 iFD H V V? ??24FiVVHD???二、釜體壁厚的設計 (1)內壓筒體壁厚的設計 ①設計參數(shù)的確定 ? 根據(jù)設備設計條件單中提供的 ? 有關技術特性參數(shù)和要求，確定設計參數(shù)。 ? 設計壓力 ：無安全裝置取 ＝ ；裝安全閥取 ＝(～ ) ；裝爆破膜取 ； ? 計算壓力 ： ， ＜ 5％ ，可以忽略 ； ? 設計溫度 ： 取操作介質的最高溫度； ? 焊縫系數(shù) ： 根據(jù)筒體縱向焊縫的結構和無損探傷的要求 ? 壁厚附加量 ： ＝ ； 取值見有關文獻 pp( 5 ) Wpp??pWpWpcp cLp p p?? /Lpp Lpt?C 1C 2C ② 筒體壁厚的設計 ? 碳鋼、低合金制筒體壁厚的設計采用試差法； ? 高合金制筒體的壁厚由壁厚計算公式確定。 ③ 筒體的 強 度校核 (2)內壓封頭壁厚的設計 ① 封頭的選型 ? 釜體的上下封頭一般采用橢球型或碟型，且盡可能選用標準封頭。當釜內有固體物料或物料粘度較大，下封頭可選用錐形封頭，以便卸料。 ② 設計參數(shù)的確定 ? 見 筒體 設計參數(shù)的確定。 ③ 封頭壁厚的計算 ? 設計方法與內壓筒體壁厚的設計方法相同。 ? 當封頭壁厚小于筒體壁厚時，將封頭的壁厚調整至與筒體的 壁厚一致；當封頭壁厚大于筒體壁厚時，將封頭的直邊部分 進行加工，以便等壁厚焊接和降低邊緣應力。 三、外壓釜體壁厚的設計 ? 當夾套內介質的工作壓力高于釜內壓力時，被夾套包覆的釜 體為外壓容器，為防止釜體發(fā)生失穩(wěn)，需要對其進行穩(wěn)定性 計算。 (1)外壓圓筒壁厚的計算 簡化公式設計法 ① 設計外壓的確定 ? 根據(jù)設計條件單中釜體和夾套內介質的工作壓力，確定設計 外壓 。 ② 圓筒壁厚的計算 ? 假設圓筒的壁厚為 ，由 = – C、 分別計算 出 、 ? 由公式 計算出臨界長度 值 ? 由 或 計算出筒體的計算長度 ? 將 與 進行比較，若 ＞ ，筒體為長圓筒； ? 若 ＜ ，筒體為短圓筒 pnS eS nS 2o i nD D S??eS oD1 . 1 7 ooeDL c r DS?LcrL?13iL H h? ??23iL H h? ??L?L?L? LcrLcrLcr? 長圓筒臨界壓力： ? 短圓筒臨界壓力： ? 由 計算出 [ p] ，對于圓筒 m=3。 ? 將 p與 [ p ]進行比較，若 p ≤ [ p] ，則假設 合理；反之不合 理，重新設計，直至滿足 p ≤ [ p]為止。 ? (2)圖算法 外壓圓筒所需的壁厚可利用教材中外壓容器設計一章中的圖 1015～ 1020進行計算，過程如下： ? 假設圓筒的壁厚為 ，由 、