設(shè)備設(shè)計(jì)與選擇培訓(xùn)課件-資料下載頁
2025-02-23 12:30本頁面
【正文】 積 ? 連續(xù)反應(yīng)：由工藝規(guī)定的生產(chǎn)能力，確定全年的工作時(shí)數(shù)，算出每小時(shí)反應(yīng)釜需要處理（或生產(chǎn)）的物料量 Vh。根據(jù)物料的平均停留時(shí)間 t和設(shè)備的臺(tái)數(shù)就可以算出每臺(tái)釜的物料體積。在選用反應(yīng)釜時(shí)，一般把選用的臺(tái)數(shù)與實(shí)際操作的臺(tái)數(shù)之間，用設(shè)備備用系數(shù) n關(guān)聯(lián)， n通常為 ? 由物料體積 Vp和裝料系數(shù) Φ計(jì)算釜的體積。液相反應(yīng)時(shí)通常取 Φ=，視具體情況而定 計(jì)算反應(yīng)釜的體積 2 ? 間歇反應(yīng)：從工藝設(shè)計(jì)要求的年產(chǎn)量決定日投料量 Vc,再從每釜反應(yīng)所用時(shí)間（包括輔助時(shí)間等） t釜 ，算出 24小時(shí)內(nèi)釜的反應(yīng)周期數(shù)（ α=24/ t釜 ）、每釜處理的物料體積 Vp= Vc/α，得到每釜的實(shí)際體積V=Vp/Φ。間歇釜的裝料系數(shù) Φ，可以比連續(xù)操作再適當(dāng)放寬，取上限或略大。 確定反應(yīng)釜設(shè)計(jì)體積和臺(tái)數(shù) ? 根據(jù)計(jì)算得到的反應(yīng)釜的實(shí)際體積和反應(yīng)釜臺(tái)數(shù)都是理論計(jì)算值，應(yīng)該加以圓整?；蜻x用系列產(chǎn)品的反應(yīng)釜。根據(jù)規(guī)定的反應(yīng)釜系列（如500L， 1000L， 1500L）加以圓整，連同設(shè)備臺(tái)數(shù) m，一并確定。一般說，反應(yīng)釜體積越小，相對(duì)傳熱面積越大，攪拌效果越好，物料反混激烈等，但停留時(shí)間未必符合要求。 ? 對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的反應(yīng)釜，還要決定長徑比之后再校算，但可以初步確定為一個(gè)尺寸，即將直徑確定為一個(gè)國家規(guī)定的容器系列尺寸。 反應(yīng)釜直徑和筒體高度、封頭確定 ? 首先確定長徑比 r(r=H/D)，一般取 r=13， R越接近 1，單位體積內(nèi)消耗的鋼材量少，液體表面大，適于間歇反應(yīng)。增大 r釜趨向瘦長型，當(dāng) r=3時(shí)，就是常見的半塔式反應(yīng)釜，單位體積釜內(nèi)傳熱面積可以加大。 r越大，傳熱比表面積越大，可以減少反混，對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)較為有利，停留時(shí)間較長，但設(shè)備加工困難，材料耗費(fèi)較高，攪拌支撐也有一定的難度。 ? 根據(jù)工藝條件和經(jīng)驗(yàn) r值大體確定后，先將釜的直徑確定下來（圓整結(jié)果） , 再確定封頭型式，查出封頭的體積，則釜的體積為 V=?/4D2H+V封頭，當(dāng) V不合適時(shí)，可重新假定直徑再試算到滿意為止。 傳熱面積計(jì)算和校對(duì) ? 反應(yīng)釜最常見的冷卻和加熱形式是夾套。它制造簡單，不影響釜內(nèi)的物流的流型，但傳熱面積小，傳熱系數(shù)也不大，釜的長徑比直接影響到傳熱面積，傳熱面積計(jì)算公式和方法同一般的傳熱體系。 ? 如果計(jì)算的傳熱面積（須以投料高度計(jì)算）足夠，就認(rèn)為所確定的長徑比合適或所選設(shè)備合適。否則要調(diào)整尺寸。 ? 如計(jì)算傳熱面積不夠，則應(yīng)該再釜內(nèi)設(shè)置盤管、列管、回形管以增大傳熱面積。但釜內(nèi)構(gòu)件增加，將影響物料流動(dòng)。易粘壁、結(jié)垢或有結(jié)晶沉淀產(chǎn)生的反應(yīng)通常不主張?jiān)O(shè)置內(nèi)冷卻（或傳熱）器。 攪拌器設(shè)計(jì) ? 一般根據(jù)液體粘度、釜的體積、操作目的和主要影響因素來選擇 固定床反應(yīng)器的設(shè)計(jì) ? 匯總物料衡算和物性數(shù)據(jù) ? 計(jì)算床體體積 ? 計(jì)算床高和直徑 ? 驗(yàn)算流體阻力和傳熱系數(shù) k ? 繪制反應(yīng)器設(shè)計(jì)條件圖 計(jì)算床體體積 ? 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，確定催化劑的時(shí)空速率 U,則催化劑的體積 Vc Vc= Vh /U 式中 Vc –催化劑體積， m3 Vh—工藝要求氣體流量， m3/h U—催化劑時(shí)空速率 , m3物料 /(m3催化劑 h)。 床體體積 V=V1+V2+Vc+Vo 式中 V—固定床體積， m3 V1—原料分布體積空間（下空間） m3 V2—物料分離空間（上空間） m3 Vc—催化劑體積 m3 Vo—堆積空隙體積 m3 計(jì)算床高和直徑 ? 假設(shè)一個(gè)圓整直徑，根據(jù)床內(nèi)有效體積核算床層高度，再估算催化劑堆積高度，驗(yàn)算氣速，保證反應(yīng)的停留時(shí)間。如果假設(shè)不合理，重新假設(shè)再試算。 驗(yàn)算流體阻力和傳熱系數(shù) k ? 流體阻力過大說明床徑設(shè)計(jì)太小，動(dòng)力消耗偏大。 ? 寧可增加催化劑體積，而不主張流體阻力偏大，避免整個(gè)系統(tǒng)操作困難。 ? 傳熱系數(shù) k值，經(jīng)常取某個(gè)經(jīng)驗(yàn)值或中試實(shí)測值。 繪制反應(yīng)器設(shè)計(jì)條件圖 ? 確定床層和床底、床頂?shù)拈_口方位、標(biāo)注尺寸等。 流化床反應(yīng)器的設(shè)計(jì) ? 流化床反應(yīng)器的特點(diǎn) ? 流化床反應(yīng)器的分類 ? 流化床反應(yīng)器主體尺寸的確定 ? 操作氣速的確定 流化床反應(yīng)器的構(gòu)造圖 流化床反應(yīng)器的特點(diǎn) （與固定床反應(yīng)器比較） ? 固體顆粒直徑小，氣固兩相的接觸面（即傳熱傳質(zhì)表面積）大 ? 催化劑粒子小，固內(nèi)擴(kuò)散阻力小，對(duì)內(nèi)擴(kuò)散控制的反應(yīng)器和內(nèi)擴(kuò)散阻力較大的反應(yīng)十分有利 ? 流化床內(nèi)氣固兩相的強(qiáng)烈攪動(dòng)，使相界面不斷更新，有利于傳熱和傳質(zhì)；床層內(nèi)溫度均勻，便于控制反應(yīng)溫度 ? 催化劑在流化床中有流動(dòng)性，對(duì)于催化劑易失活需要很快再生的過程，易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn) 流化床反應(yīng)器的特點(diǎn) （與固定床反應(yīng)器比較） 2 ? 固體顆粒易磨損，使催化劑的帶出損耗大，對(duì)使用昂貴的催化劑的生產(chǎn)過程將使產(chǎn)品的成本增加 ? 氣體返混較大，轉(zhuǎn)化率（或收率）降低 流化床反應(yīng)器的分類 ? 單器流化床和雙器流化床 ? 單層流化床和多層流化床 ? 圓柱形層流化床和圓錐形流化床 ? 自由床和限制床 流化床反應(yīng)器主體尺寸的確定 ? 流化床直徑 D=(4V/πu)189。 式中 D—流化床直徑， m V—?dú)怏w的體積流量， m3/s U—空床氣速，即流化床的操作氣速， m/s 工業(yè)上采用的流化床操作氣速 產(chǎn)品 反應(yīng)溫度 /℃ 催化劑顆粒直徑 /目 操作空塔速度 / m/s 1 2 3 4 480500 475 370 200 4080 4080 40 2428 使用流化數(shù)計(jì)算操作氣速 ? 流化數(shù)是操作氣速與臨界流化速度的比值 n ? u=numf式中 u—操作氣速， m/s n—流化數(shù) umf –臨界流化氣速， m/s ? 擴(kuò)大段直徑，濃相段高度，稀相段高度以及擴(kuò)大段高度均有相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)算方法可選擇 非定型設(shè)備設(shè)計(jì)的主要程序 ? 工藝流程上確定設(shè)備的化工單元類型 ? 確定設(shè)備材質(zhì) ? 匯集設(shè)計(jì)條件 ? 選定設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)型式 ? 設(shè)計(jì)設(shè)備的基本尺寸 ? 選型和選擇標(biāo)準(zhǔn)圖紙 ? 設(shè)計(jì)成果數(shù)據(jù)匯總 ? 向機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)人員提出設(shè)備條件和設(shè)備草圖 ? 匯總列出設(shè)備一覽表 設(shè)備設(shè)計(jì)條件圖 演講完畢，謝謝觀看！
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