【正文】 …15圖 53 蒸汽入口結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………………17圖 54 突面板式平焊法蘭結(jié)構(gòu)………………………………………………………………17圖 55 墊片結(jié)構(gòu)形式…………………………………………………………………………18圖 56 人孔……………………………………………………………………………………19圖 57 視鏡……………………………………………………………………………………21圖 61 聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)形式及尺寸………………………………………………………………24圖 62 C 型凸緣聯(lián)軸器軸頭…………………………………………………………………24圖 63 攪拌器型式……………………………………………………………………………25圖 64 槳式攪拌器的結(jié)構(gòu)……………………………………………………………………25圖 71 電動機(jī)結(jié)構(gòu)及安裝尺寸………………………………………………………………27圖 72 機(jī)架結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………………… 28圖 73 底座的型式及尺寸………………………………………………………………… 29圖 74 凸緣法蘭結(jié)構(gòu)型式及尺寸………………………………………………………… 29圖 75 填料密封結(jié)構(gòu)型式………………………………………………………………… 30圖 76 安裝底蓋與密封箱體、機(jī)架的配置結(jié)構(gòu)……………………………………………30 II表格清單表 21 幾種攪拌設(shè)備筒體的高徑比…………………………………………………………6表 31 封頭尺寸…………………………………………………………………………… 11表 51 法蘭結(jié)構(gòu)尺寸……………………………………………………………………… 15表 52 墊片的尺寸………………………………………………………………………… 16表 53 法蘭、墊片、螺栓、螺母材料…………………………………………………… 16表 54 板式平焊法蘭的尺寸……………………………………………………………… 18表 55 各法蘭墊片尺寸明細(xì)表…………………………………………………………… 19表 56 回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔的尺寸………………………………………………… 20表 57 人孔的明細(xì)表………………………………………………………20表 58 視鏡材料…………………………………………………………………………… 21表 59 B 型耳式支座的尺寸…………………………………………………………………22表 61 漿式攪拌器的尺寸………………………………………………………………… 25表 71 機(jī)架尺寸…………………………………………………………………………… 28 1 引言反應(yīng)釜的廣義理解即有物理或化學(xué)反應(yīng)的容器，通過對容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù)配置，實(shí)現(xiàn)工藝要求的加熱、蒸發(fā)、冷卻及低高速的混配功能。 The main material is Q345R, stirring speed is 50r/min, reactor volume is , operating volume is and shaft power is 。反應(yīng)釜作為攪拌設(shè)備的一種，其應(yīng)用前景廣泛，尤其在石油與化工行業(yè)中更是得到了廣泛的應(yīng)用。攪拌反應(yīng)釜主要由筒體和夾套組成，多為中、低壓壓力容器；攪拌裝置由攪拌器和攪拌軸組成；傳動裝置是為攪拌裝置設(shè)置的，主要由電動機(jī)、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(jī)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)成完整的攪拌反應(yīng)釜。I m3 攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì)摘 要本文設(shè)計(jì)的攪拌設(shè)備是攪拌反應(yīng)釜，反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)采用夾套式。內(nèi)筒介質(zhì)是染料及有機(jī)溶劑，設(shè)計(jì)壓力為 ；夾套內(nèi)介質(zhì)為冷卻水或蒸汽，設(shè)計(jì)壓力為 ；主體材質(zhì)為 Q345R，攪拌速度為 50r/min，反應(yīng)釜體積為 ，操作體積為 ，軸功率為 。設(shè)計(jì)方法采用壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì)方法，遵循《化工設(shè)備》要求，按照 GB15098《鋼制壓力容器》等技術(shù)法規(guī)執(zhí)行，設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括釜體（內(nèi)筒與夾套）強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、校核和水壓試驗(yàn)；攪拌裝置設(shè)計(jì)與校核；傳動裝置設(shè)計(jì)以及反應(yīng)釜其他零部件設(shè)計(jì)等。關(guān)鍵詞 反應(yīng)釜；釜體；攪拌裝置；傳動裝置；附件 IIAbstractThis design of mixing equipment is stirred tank reactor with jacket. Inner tube is a dye and an anic solvent medium and the design pressure is cooling medium is water or steam and the design pressure ois 。stirred tank reactor is mainly posedof the cylinder and the jacket ，mostly in medium and lowpressure mixing device posed by a stirrer and agitator gearing is set for the stirring device, mainly consists of motor, reducer, couplings and shafts and other ponents。由于反應(yīng)過程中的壓力不同對容器的設(shè)計(jì)要求也不盡相同。反應(yīng)釜是綜合反應(yīng)容器，根據(jù)條件對反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)功能及配置附件的設(shè)計(jì)。反應(yīng)釜根據(jù)材質(zhì)可大致分為一下幾種類型：①不銹鋼反應(yīng)釜不銹鋼反應(yīng)釜由釜體、夾套、攪拌器、傳動裝置、軸封裝置和其他附件等組成。攪拌形式一般有錨式、漿式、渦輪式、推進(jìn)式或框式等，攪拌裝置在高徑比較大時(shí)，可采用多層攪拌槳葉，也可根據(jù)用戶要求任意匹配。加熱方式有電加熱、熱水加熱、導(dǎo)熱油循環(huán)加熱、外（內(nèi)）盤管加熱等；冷卻方式為夾套冷卻和釜內(nèi)盤管冷卻。②搪玻璃反應(yīng)釜搪玻璃反應(yīng)釜是將含高二氧化硅的玻璃，襯于鋼制容器的內(nèi)表面，經(jīng)高溫的灼燒而牢固的密著于金屬表面上成為復(fù)合材料制品。技術(shù)規(guī)范：使用壓力：；耐酸性：對各種有機(jī)酸、無機(jī)酸、有機(jī)溶劑均有較好的抗蝕性；耐堿性：對堿性溶液抗蝕性較酸溶液差。瓷層厚度：玻璃設(shè)備的瓷層厚度③磁力攪拌反應(yīng)釜磁力攪拌反應(yīng)釜的關(guān)鍵部件磁力耦合傳動器是一種利用永磁材料進(jìn)行耦合傳動的傳動裝置，改變了傳統(tǒng)機(jī)械密封和填料密封的那種能過軸套或填料密封攪拌軸的動密封結(jié)構(gòu)為靜密封結(jié)構(gòu)，釜內(nèi)介質(zhì)完全處于由釜體與密封罩體構(gòu)成的密封腔內(nèi)，徹底解決了填料密封和機(jī)械密封因動密封而造成的無法克服的泄露問題，使反應(yīng)介質(zhì)絕無任何泄露和污染。④不飽和聚酯樹脂全套設(shè)備不飽和聚酯樹脂全套設(shè)備由立式冷凝器、臥式冷凝器、反應(yīng)釜、儲水器、分餾柱五部分組成，適用范圍：用于生產(chǎn)不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、ABS 樹脂、油漆的關(guān)鍵設(shè)備。用電熱棒加熱夾套里面的導(dǎo)熱油，使導(dǎo)熱油溫度升到所需 2 要的溫度，然后有測溫控制儀控制電熱棒使其斷電恒溫。攪拌反應(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。攪拌反應(yīng)釜按攪拌裝置的安裝形式可分為立式、臥式、傾斜式和底攪拌等；按攪拌形式可分為漿式、框式、錨式和推進(jìn)式、渦輪式等。漿式攪拌反應(yīng)器在結(jié)構(gòu)上比較簡單，它的攪拌葉一般以扁鋼制造，當(dāng)釜內(nèi)物料對碳鋼有顯著腐蝕性時(shí)，可用合金鋼或有色金屬制成，也可以用鋼制外包橡膠或環(huán)氧樹脂，酚醛玻璃布等方法。平直葉是頁面與旋轉(zhuǎn)方向互相垂直；折葉則是與旋轉(zhuǎn)方向成一斜角度。折葉與直葉相比軸向分流略多。廣泛應(yīng)用于促進(jìn)傳熱可溶固體的混合與溶解以及需在慢速攪拌情況下，如攪拌被混合的液體及帶有固體顆粒的液體都是很有效果的。全球?qū)Ω咝?，高質(zhì)化工產(chǎn)品的需求也日益增長，隨著企業(yè)產(chǎn)生對科學(xué)研究技術(shù)的需求，強(qiáng)力渴望生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)設(shè)備的提高、進(jìn)步和需求，進(jìn)行國際間交流，將是中國成為全球化工制造業(yè)中心，為化工設(shè)備帶來巨大的市場潛力。鑒于攪拌反應(yīng)釜是化工行業(yè)當(dāng)中普遍使用的釜類設(shè)備，因此，如何能夠?qū)F(xiàn)有的攪拌反應(yīng)釜類設(shè)備進(jìn)行新的改進(jìn)和加工，對于化工產(chǎn)業(yè)來說具有非常重要的意義，而且它可以應(yīng)用到國民經(jīng)濟(jì)、科技活動、國防建設(shè)和人民生活的各個(gè)領(lǐng)域。 反應(yīng)釜的研究現(xiàn)狀反應(yīng)釜自 1912 年發(fā)明以來取得迅猛發(fā)展，至今全球仍以每年 3—5%的速度遞增。但是由于科學(xué)技術(shù)的限制，我國研制的反應(yīng)釜以及在應(yīng)用上跟國外相比，還是有一定差距的。因?yàn)榉磻?yīng)釜的容積小大與產(chǎn)量，批量生產(chǎn)中的質(zhì)量誤差以及降低產(chǎn)品成本都有著密切相關(guān)的關(guān)系，所以這也限制了我國化工產(chǎn)品的質(zhì)量，成本以及銷量。再者，在反應(yīng)釜的構(gòu)成上，已經(jīng)由單一攪拌器發(fā)展到雙攪拌器或外加泵的強(qiáng)制循環(huán)，而國外更是除了裝有攪拌器外，還使釜體沿水平線旋轉(zhuǎn)，從而提高反應(yīng)速度。1990 年我國反應(yīng)釜消費(fèi)量為 26 萬噸，1999 年為 153 萬噸，2022 年為 173 萬噸，2022 年為 225 萬噸，2022 年反應(yīng)釜消費(fèi)量達(dá)到 447 萬噸左右，居全世界第一位，2022年反應(yīng)釜消費(fèi)量達(dá)到 600 萬噸以上，其中鉻鎳奧氏體反應(yīng)釜的消費(fèi)量占反應(yīng)釜總消費(fèi)量的 75%—80%。近年來，為降低鎳消耗量，反應(yīng)釜生產(chǎn)商從生產(chǎn)常規(guī)的奧氏反應(yīng)釜（含 8%的鎳）轉(zhuǎn)向生產(chǎn)低鎳（含 12%的鎳及 810%的錳）或無鎳反應(yīng)釜，今年我國鐵素體反應(yīng)釜的產(chǎn)量有望達(dá) 200 萬噸。從而可見中國在這一領(lǐng)域發(fā)展的快速。 反應(yīng)釜的發(fā)展趨勢對于攪拌反應(yīng)釜的研究，除功率問題外，有關(guān)攪拌的流體力學(xué)研究具有重要意義。在液體中進(jìn)行攪拌時(shí)，攪拌器的功能不僅引起液體的整個(gè)運(yùn)功，而且要在液體中產(chǎn)生湍動，湍動程度與攪拌器使液體旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的旋渦現(xiàn)象有密切關(guān)系。由此可見在攪拌操作中，對于流體力學(xué)理論的研究是極其重要的。它們與通常的牛頓型流體具有不同的流動特性，所以對于非牛頓型液體的研究是當(dāng)今的一個(gè)重要課題。聚合釜的傳熱特性與其中所用的攪拌器的型式關(guān)系甚大。關(guān)于攪拌器，除非遇有特殊的任務(wù)，需要特殊設(shè)計(jì)之外，現(xiàn)有的各種攪拌器，尤其常用的框式、平漿式、推進(jìn)式和渦輪式等已足夠應(yīng)用。應(yīng)予以更多的注意，以便使它們在使用中能夠充分發(fā)揮作用。反應(yīng)釜的軸封多是用填料密封和機(jī)械密封。以后油浸繩密封逐漸發(fā)展成為今天的軟填料密封。機(jī)械密封較填料密封有很多優(yōu)點(diǎn)：①泄漏量極少。②摩擦功率損失相當(dāng)小。③ 使用壽命長。對軸的精度和光潔度的要求沒有填料密封那樣嚴(yán)格，耐振性能好。同時(shí)，軸對密封腔孔的偏斜也不十分敏感，減少了軸或軸套的磨損。機(jī)械密封的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝拆不便，對動環(huán)和靜環(huán)的表面光潔度及平直度要求高，不易加工，成本較高。因而機(jī)械密封已日益得到廣泛應(yīng)用。如國外聚合釜的容積已由最初的 8～40m 3 擴(kuò)大到 60～100m 3，最大的已達(dá)到 140m3。隨著容積的大型化，釜型逐漸由細(xì)長型向矮胖型發(fā)展，而且采用底部攪拌的方式越來越多?；どa(chǎn)對反應(yīng)釜的具體要求和發(fā)展趨勢如下：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 5 效途徑和發(fā)展趨勢。；而其它行業(yè)可達(dá) 120 m179。國外，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。 合理地利用熱能，選擇最佳的工藝操作條件，加強(qiáng)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。 6 第 2 章 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計(jì) 釜體 、 的確定DNP 釜體 的確定由文獻(xiàn)《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》表 85 可知幾種攪拌設(shè)備筒體的高徑比如表 21：表 21 幾種攪拌設(shè)備筒體的高徑比種類 筒體內(nèi)物料類型 高徑比反應(yīng)釜、混合槽 液液或液固體系 反應(yīng)釜、分散槽 氣液體系 12聚合釜 懸浮液、乳化液 攪拌發(fā)酵罐 氣液體系 由給定參數(shù)：反應(yīng)釜內(nèi)介質(zhì)為染料和有機(jī)溶劑，由表選取高徑比 i=將釜體視為筒體，由 V=(π/4) ，L = 則，2iDi （21）34iiHV??Di=1330mm 圓整 Di=1400mm 釜體 PN 的確定因設(shè)計(jì)壓力 p＝ ，故： ＝ 釜體筒體壁厚的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定設(shè)計(jì)壓力 ： ＝；計(jì)算壓力 ： = = ；cpca設(shè)計(jì)溫度 ： t≤110℃；焊縫系數(shù) ： ＝（面焊全焊透對接接頭，局部無損檢測） ；?材料選擇：Q345R（熱處理下高強(qiáng)度，韌性好，焊接性能與成型性能良好，耐腐蝕性能優(yōu)良） ；許用應(yīng)力 ：根據(jù)材料 Q345R、設(shè)計(jì)溫度 55℃，由文獻(xiàn) [1]表 D1 知 ＝189[]t? []t?；MPa鋼板負(fù)偏差 ：由文獻(xiàn)[2] 表 146 得 ＝ （GB665496 ）1C1C腐蝕裕量 ： ＝ （雙面腐蝕） 。 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定Pc=＝ （整板沖壓） ；?＝ （GB665496 ） ； ＝ 。 封頭的直邊尺寸、體積及重量的確定根據(jù) DN=1400mm，由文獻(xiàn)[2]318 頁表 16 5 知：直邊高度 ： 25 體積 ： 曲邊深度 ： 350 內(nèi)表面積 A： 2 質(zhì) 量 m: 筒體長度 的設(shè)計(jì)H 筒體長度 H 的設(shè)計(jì)， ，TFV??TFV??24iFDHV???=1299mm2iH圓整得: H =1300m 釜體長徑比 的復(fù)核/iLD 8 ????iiDhHL 在 ~ 之間，滿足要求。pMPa