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桨式带搅拌装置的夹套反应釜的设计+CAD图纸+答辩PPT(7)
釜体部分:
(1)釜体部分由筒体和上、下封头组成,提供物料化学反应的空间,其容积由生产能力和产品的化学反应要求决定。
(2)中、低压筒体通常采用不锈钢板鞠卷焊,也可采用碳钢或铸钢制造,为防止物料腐蚀,可在碳钢或铸钢内表面衬耐蚀材料。
(3)釜体壳能同事承受内部戒指压力和夹套压力,必须分别按内、外压单独作用时的情况考虑,分别计算其强度和稳定性。
(4)对于承受较大外压的薄壁筒体,在筒体外表面影设置加强圈。
3.1.1 确定筒体的直径
釜体的基本尺寸是内径Di和高度H,它们的尺寸首先要满足工艺设计要求。对于反应釜,设备容积式主要决定参数,根据化工原理知识,搅拌功率与搅拌器直径的五次方成正比,而搅拌器的直径往往需要随容器直径的增大而增加,因此在同样的容积下,反应釜的直径太大时不适宜的,但某些有待定要求的反应釜如发酵罐之类,为了使通入罐中的空气能与发酵液充分接触,需要一定的液体高度,故筒体的高度不宜太矮。
根据实践经验,集中反应釜的H/D 如表3-2所示。
表2.1 反应釜的H/D 值
种类 釜内物料类型 H/D
一般反应釜 液—液相或液—固相物料 1~1.3
气—液相物料 1~2
发酵罐类 气—液相物料 1.7~2.5
选择釜体长径比i时要考虑其对搅拌功率,对传热的影响及物料反应和结构等对长径比的要求。通常,一定结构形式的搅拌器桨叶直径与釜体内径有一定的比例关系。随着釜体长径比的减小,搅拌器桨叶必然也要相应放大,在固定的搅拌轴转速下,搅拌功率与搅拌器桨叶直径的五次方成正比。显然,随着釜体直径的增加,搅拌器的功率增加很多,减小长径比只能无谓的损耗一些搅拌功率,因此,长径比应考虑选的大些。
釜体长径比对夹套传热也有显著的影响,当容积一定时,长径比越大,则釜体盛料部分表面积越大,夹套的传热面积也就越大。同时,长径比越大,传热面积距离釜体中心越近,物料的温度梯度就越小,有利于提高传热效果。因此,从夹套传热角度考虑,长径比越大效果越好。
参照,取反应釜的长径比H/Di=1.3,V=2.7 m3反应釜的内径Di 由下式估算:
=1.38 m (3.1)
式中: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 1~1.3。
故选1.3
由已知数据及长径比,代入以上公式可求得内径为: 1.38 m,将D估算值圆整到公称直径系列,见《化工设备设计基础》表D-1,取圆整值1400mm。
3.1.2 确定封头尺寸
反应釜筒体与夹套最常用的封头型式是标准椭圆封头,其断面形状如图所示,以内径为基准的椭圆形封头类型代号为EHA,如:EHA 1600*32-Q345R GB/t 25198,其内径与筒体内径相同,其厚度计算并向上圆整,常用标准椭圆封头尺寸见表D-2,质量见表D-3。
选取标准反应釜,具体参数如下:
釜体容积 2.689 m3,封头容积 = 0.3977 m3,封头直边高度 25 mm,曲边高度 375 mm,内表面积F=2.234 m2 。
3.1.3 确定筒体的高度
反应釜容积V通常按下封头和筒体两部分容积之和计算。
则筒体高度为: m (3.2)
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