为了对罐体进行加热或冷却,在容器外壁附有完整独立的压力室,这种钢结构称为夹套容器。夹套在容器壳体的器壁外面用焊接或法兰连接的方法。在夹套中通入载热介质,以加热或冷却内容器的介质。一般使用蒸汽、导热油、热水来进行热位。冷却介质常用冷却水、冷冻水等。夹套容器一般由内筒体、外筒体及封闭装置三部分组成。使用带压流体来进行加热或冷却,所以夹套容器是一个受压容器。载体的使用,使夹套受内压,而内容器壁受的是外压,所以受外压得地方仅为容器夹套范,因此受外压部分的元件称为受压元件,其余部分为外压容器。
反应釜基本由传动传热及搅拌装置、工艺接管、釜体等组成。反应釜有效高度内径之比一般为1。0~1。2。但是有时选取的值大于1。5时则需要增加桨叶数来满足要求。桨叶的直径di=1/3/Di,桨径的大小决定上、下桨叶的间距,有时安装传热、搅拌装置可以强化反应过程。
反应釜体的材料一般以钢制和铸铁为主。各式各样的反应釜在结构、操作压力、操作温度会存在不同,但基本特点如下:
结构
反应釜的结构大致相同,为了改善反应釜传热条件除了改善反应釜体外,我们可以通过加热、传动、搅拌装置等来进行满足要求,这样可以将反应温度合理地控制。
操作压力
反应釜的操作压力是非常大的。釜内的压力是会在化学反应中随着温度的升高而产生,但是有时在操作中会使压力波动,突然的压力升高会比正常压力高出几倍,所以反应釜大都属于受压容器。
操作温度
反应釜的化学反应需要在较高操作温度下进行,所以当温度和压力同时满足要求时反应釜才可以进行。
搅拌设备上经常用夹套容器,以下是各类碳钢夹套的适用温度和压力范围参考表1-1。
表1。1 各类碳钢夹套的适用温度和压力范围论文网
夹套的形式 适用的最高温度,℃ 适用最高压力,MPa
圆筒(整体)型夹套1 350。0 0。60
圆筒(整体)型夹套2 300。0 1。60
型钢型夹套 200。0 2。50
蜂窝型短管支撑式夹套 200。0 2。50
蜂窝型折边椎体式夹套 250。0 4。00
半圆管型夹套 350。0 6。40
1。2 本次条件及内容
本次设计的预缩聚合釜的设计条件为:介质:低聚体;设备内最高工作压力为2。50Mpa及工作温度为295℃。夹套最高工作压力为2。00Mpa及工作温度为330℃。搅拌器功率为1。5kW,转速为15转/分。设备总容积为2。0m3,传热面积为5m2。
根据上表可以看出,由于夹套压力、温度比较高,若采用圆筒形夹套,则内部筒体受外压非常大,容易造成外压失稳,为了保持其稳定性,则需要增加外压加强圈,经试算,在夹套2。0MPa,温度330摄氏度情况下,外压加强圈需要非常密才能满足外压稳定性,设计不合理,或增加筒体厚度,但是会造成设备整体重量增加很多,不经济,因此本次搅拌设备型式选用半圆管夹套,这样既操作方便,又经济合理,同时能够满足生产需要。
半圆管夹套的结构型式如下所示: 半圆管夹套容器