【文章內(nèi)容簡介】 當(dāng)溫度更高時，可采用高壓過熱蒸汽。 3) 用其它介質(zhì)加熱若工藝要求必須在高溫下操作或欲避免采用高壓的加熱系統(tǒng)時，可用其它介質(zhì)來代替水和蒸汽，如礦物油 (275～ 300℃ )、聯(lián)苯醚混合劑 (沸點 258℃ )、熔鹽 (140～ 540℃ )、液態(tài)鉛 (熔點 327℃ )等。 4) 電加熱將電阻絲纏繞在反應(yīng)釜筒體的絕緣層上，或安裝在離反應(yīng)釜若干距離的特設(shè)絕緣體上，因此，在電阻絲與反應(yīng)釜體之間形成了不大的空間間隙。前三種方法獲得高溫均需在釜體上增設(shè)夾套，由于溫度變化的幅度大，使釜的夾套及殼體承受溫度變化而產(chǎn)生溫差壓力。采用電加熱時，設(shè)備較輕便簡單，溫度較易調(diào)節(jié)，而且不用泵、爐子、煙囪等設(shè)施，開動也非常簡單，危險性不高，成本費用較低，但操作費用較其它加熱方法高，熱效率在 85%以下，因此適用于加熱溫度在 400℃以下和電能價格較低的地方。 (4) 反應(yīng)釜攪拌結(jié) 構(gòu) ： 在反應(yīng)釜中通常要進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，為保證反應(yīng)能均勻而較快的進(jìn)行，提高效率，通常在反應(yīng)釜中裝有相應(yīng)的攪拌裝置，于是便帶來傳動軸的動密封及防止泄漏的問題。 (5) 反應(yīng)釜的工作 ： 反應(yīng)釜多屬間隙操作，有時為保證產(chǎn)品質(zhì)量，每批出料后都需進(jìn)行清洗；釜頂裝有快開人孔及手孔，便于取樣、測體積、觀察反應(yīng)情況和進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部檢修。 安裝使用 應(yīng)安裝在堅固、平整的工作臺上，工作臺高度根據(jù)使用情況決定，武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 10 設(shè)備與工作臺四周應(yīng)留有一定的空間（ ≥360cm），以便安裝與后期維修。 安裝時要求傳動軸與地水平面垂直，不垂直度（傾斜度）不 得大于設(shè)備總高度的 1/1000。 設(shè)備本身各工藝接管上的自備件， 安全閥 ，必須按反應(yīng)釜的要求配備 。 安裝完畢檢查各連接部件及傳動部位是否牢固可靠，各連接管道、管口、密封件及整機做氣密試驗，應(yīng)無泡、冒、滴、漏現(xiàn)象。 開機前減速機注入 46機械油，打開電機防護(hù)罩用手轉(zhuǎn)動風(fēng)葉檢查有無卡怠現(xiàn)象，攪拌槳有無刮壁現(xiàn)象，清理釜內(nèi)污物，方可開機。空車運轉(zhuǎn) 30 分鐘無不正常噪音、 振動，方可正式投料生產(chǎn)。另視生產(chǎn)情況定期更換減速機油。 反應(yīng)釜的發(fā)展趨勢 大容積化，這是增加產(chǎn)量、減少批量生產(chǎn)之間的質(zhì)量誤差、降低產(chǎn)品成本的有效途徑和發(fā)展趨勢。染料生產(chǎn)用反應(yīng)釜國內(nèi)多為 6000L 以下，其它行業(yè)有的達(dá) 30m179。；國外在染料行業(yè)有 20210～ 40000L，而其它行業(yè)可達(dá) 120 m179。 反應(yīng)釜的攪拌器，已由單一攪拌器發(fā)展到用雙攪拌器或外加泵強制循環(huán)。反應(yīng)釜發(fā)展趨勢除了裝有攪拌器外，尚使釜體沿水平線旋轉(zhuǎn)，從而提高反應(yīng)速度。 以生產(chǎn)自動化和連續(xù)化代替笨重的間隙手工操作，如采用程序控制，既可 保證穩(wěn)定生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加收益，減輕體力勞動，又可消除對環(huán)境的污染。 合理地利用熱能，選擇最佳的工藝操作條件，加強保溫措施，提高傳熱效率，使熱損失降至最低限度，余熱或反應(yīng)后產(chǎn)生的熱能充分地綜合利用。熱管技術(shù)的應(yīng)用，將是今后反應(yīng)釜發(fā)展趨勢。武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 11 2 反應(yīng)釜的設(shè)計參數(shù)及要求 設(shè)計參數(shù)及要求 容器內(nèi) 夾套內(nèi) 設(shè)計壓力（ MPa） 設(shè)計溫度 (℃ ) 100 150 介質(zhì) 有機物，水 水蒸氣 焊接街頭系數(shù) 全容積（ 3m ） 1 充裝系數(shù) 腐蝕情況 (mm) 0 推薦材料 Q235A 攪拌軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 200 電動機功率 (KW) 傳熱面積 3 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 12 3 夾套 反應(yīng)釜 設(shè)計 夾套反應(yīng)釜的總體結(jié)構(gòu) 帶 攪拌的夾套反應(yīng)釜是化學(xué)、醫(yī)藥及食品等工業(yè)中常用的典型反應(yīng)設(shè)備之一。它是一種在一定壓力和溫度下，借助攪拌器將一定容積的兩種（或多種）液體以及液體與固體或氣體物料混勻，促進(jìn)其反應(yīng)的設(shè)備 。 一臺帶攪拌的夾套反應(yīng)釜主要有攪拌 容器、攪拌裝置、傳動裝置、軸封裝置、支座、人孔、工藝接管和一些附件組成。 夾套反應(yīng)釜 分罐體和夾套兩部分，主要有封頭和筒體組成，多為中、低壓壓力容器；攪拌裝置有攪拌器和攪拌軸組成，其形式通常由工藝而定；傳動裝置是為帶動攪拌裝置設(shè)置的，主要有電動機、減速器、聯(lián)軸器和傳動軸等組成；軸封裝置為動密封，一般采用機械密封或填料密封；它們與支座、人孔、工藝接管等附件一起，構(gòu)成完整的夾套反應(yīng)釜。 釜體部分 (1) 釜體部分由圓筒和上、下封頭組成，提供物料化學(xué)反應(yīng)的空間，其容積由生產(chǎn)能力和產(chǎn)品的化學(xué)反應(yīng)要求決定。 (2) 中、低壓筒 體通常采用不銹鋼板卷焊，也可采用碳鋼或鑄鋼制造，為防止物料腐蝕，可在碳鋼或鑄鋼內(nèi)表面襯耐蝕材料。 (3) 釜體殼能同時承受內(nèi)部介質(zhì)壓力和夾套壓力，必須分別按內(nèi)、外壓單獨作用時的情況考慮，分別計算其強度和穩(wěn)定性。 (4) 對于承受較大外壓的薄壁筒體，在筒體外表面影設(shè)置加強圈 。 傳熱裝置 為及時送入化學(xué)放應(yīng)所需熱量或傳出化學(xué)放應(yīng)放出的熱量，在釜體外部或內(nèi)部可設(shè)置傳熱裝置，使溫度控制在需要的范圍之內(nèi)。 常用的傳熱裝置是在釜體外部設(shè)置夾套或在釜體內(nèi)部設(shè)置蛇管。 (1) 反應(yīng)釜的攪拌裝置 由攪拌軸和攪拌器組成，可使物料混合均勻、良好接武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 13 觸，加速 化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。 攪拌過程中，物料的湍動程度增大，反應(yīng)物分子之間、反應(yīng)物分子與容器器壁之間的接觸不斷更新，既強化了傳質(zhì)和傳熱，又有利于化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。 攪拌器采用推進(jìn)式 攪拌器。 (2) 反應(yīng)釜的傳動裝置主要由電機、減速器、聯(lián)軸器和傳動軸等組成。 (3) 反應(yīng)釜的軸封裝置：為維持設(shè)備內(nèi)的壓力或阻止釜內(nèi)介質(zhì)泄漏，在攪拌軸伸出封料抖出必須進(jìn)行密封（動密封）。軸封裝置通常有填料密封和機械密封。 (4) 反應(yīng)釜的其他附件，包括支座、人孔、工藝接管等。 反應(yīng)釜的 罐體和夾套的設(shè)計 罐體和夾套的結(jié)構(gòu)設(shè)計 罐體一般是立式圓筒形容器，有頂蓋、筒體和罐底 ，通過支座安裝在基礎(chǔ)或平臺上。 根據(jù)反應(yīng)釜的設(shè)計參數(shù)及要求可知， 罐體采用立式圓筒形結(jié)構(gòu)，上、下封頭均采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。下封頭與筒體焊接，上封頭與筒體采用法蘭連接。夾套采用焊接式整體結(jié)構(gòu)形式。 筒體的幾何尺寸計算 查資料選取該反應(yīng)釜筒體的長徑比 i=H/ 1D =,則筒體的內(nèi)徑為 331 4 4 1 1 . 0 5 0 1 0 0 03 . 1 4 1 . 1VD m m mip 180。@ = = ?180。 將計算結(jié)果圓整至公稱直徑標(biāo)準(zhǔn)系列，選取筒體直徑 1D =1000mm。此時，由計算得每一米高的筒體容積為 2 311 1 0 .7 8 54DVmp=?， 表面積 21 = ， 查表 [4]得， DN=1000mm 時的標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭曲面高度 1 250h mm= ，直邊高度2 25h mm= ，封頭容積 = ，表面積 = 。 筒體高度為 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 14 1 1 1 50 82 = 10 82 m 85hVVHmV = = = 筒體高度圓整為 1 1100H mm= 。 于是 1100 1000Hi D= = =，復(fù)核結(jié)果基本符合原定范圍。 夾套幾何尺寸計算 罐體直徑 1 1000D mm= ， 則 夾套內(nèi)徑為 21 1 0 0 1 1 0 0D D m m= + =， 符合壓力容器公稱直徑系列 。 取反應(yīng)釜裝填系數(shù)為 = 5，則 估算夾套高度為 2 1 0 .8 5 1 0 .1 5 0 50 .8 9 1 8 9 10 .7 8 5hVVH m m mVh ?= = = = 選取夾套高度 2=890H mm ，則 0 1 2 1 1 0 0 8 9 0 2 1 0H H H m m= = =，這樣滿足筒體法蘭螺栓的裝拆要求。 夾套的傳熱面積為 212 3 . 1 4 0 . 8 9 1 .1 6 2 5 3 . 9 5 7 3hF F H F m= + = ? = ? 由于夾套內(nèi)介質(zhì)為水蒸汽，故 不需使用導(dǎo)流板。 強度計算 （按內(nèi)壓計算厚度） 罐體 和夾套 材料選用 Q235A， ，設(shè)計溫度 1 100t = ℃（罐體內(nèi)） ， 2 150t = ℃（夾套內(nèi)）， 設(shè)計壓力 1 ap Mp= （罐體內(nèi)）， 2 ap Mp= （夾套內(nèi)） 。 液柱靜壓力 661 1 0 1 0 1 1 0 0 9 . 8 ( 1 . 1 0 . 2 7 5 ) 0 . 0 1 5Hap g h M pr== 創(chuàng) ?= 罐體計算壓力 1 1 1 0 . 2 0 . 0 1 5 0 . 2 1 5c H ap p p M p= + = + = 夾套內(nèi)介質(zhì)為水蒸氣，故其液柱靜壓力可以忽略不計，則夾套的計算壓力為 22 p Mp== 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 15 由設(shè)計任務(wù)書 可知，焊接接頭系數(shù)為 = 查表可知設(shè)計溫度下 ， Q235A 的許用應(yīng)力為 [ ] 113t aMpd = 。 筒體 計算厚度[ ] 111 1 0. 2 15 10 00 1. 1 202 11 3 0. 85 0. 2 152 ct cpD mmpd df 180。= = =創(chuàng) 夾套計算厚度[ ] 222 2 0. 3 10 00 11 3 0. 85 0. 2 152 ct cpD mmpd df 180。= = =創(chuàng) 筒體封頭計算厚度 [ ]39。 111 1 15 10 00 192 11 3 5 152 cpD mmpd df 180。=