搅拌反应釜设计心得

化工设备机械基础课程设计题目：搅拌反应釜设计

一、设计任务书

试设计一搅拌反应釜，设计参数见技术特性表、管口表和工艺条件图，使用地点：某精细化工厂。

技 术 特 性 表

釜内 0.20 釜内 ≤120 工作压力（MPa） 夹工作温度（℃） 套 0.40 夹套 ≤150 釜内 溶液 型式 圆盘涡轮式 介 质 夹套 水蒸气 搅拌 转速 160r/min 腐蚀情况 轻微 功率 5.6kw 操作容积 2.0m 3 夹套传热面积 12.0m2 使 用 地 点 某精细化工厂 推 荐 材 料 釜体和封头：16MnR 夹套： Q235-C

管 口 表

编号 名称 公称直径Dg（mm） 编号 名称 公称直径Dg（mm） a 安全阀 40 e 液面计压25 力表 b视镜 80 f 手孔 250 1-2 c进料管 50 g 进蒸汽 35 1-2 d 温度计 65 h 出料管 65 i 排凝液管 25 开孔位置: Ф950

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工艺条件图

按照设计任务书提供的工艺条件，选定容器的型式和材料后，

进行反应釜的机械设计，主要是计算釜体和夹套的尺寸；选择搅拌器和设计搅拌轴；选择搅拌的传动装置和轴封装置；选择法兰、支座和各种工艺接管，并核算开孔补强；

一、设计（论文）题目 1.2m3搅拌反应釜的设计 二、设计（论文）参数及依据 设计参数： 技术特性 工作压力 夹套 釜内 工作温度 夹套 釜内 介质 夹套 腐蚀情况 型式 搅拌 转速 功率 操作容积 夹套传热面积 推荐材料 管口表 公称直径编号 名称 蒸汽进a 口 32 DN(㎜) 1.2m3 4.5 m2 Q345 圆盘涡轮式 125r/min 2.0Kw 140℃ 液体与液体均匀混合 釜内 0.3Mpa 0.4Mpa 110℃ 饱和蒸汽 一般腐蚀

b c d 进料 视镜 温度计接口 蒸汽进50 80 65 e f g h i 口 出料 冷凝液出口 手孔 安全阀 32 65 25 150 40 设计依据：《钢制压力容器》（GB150-1998）、《压力容器安全监察规程》、《化工机械基础课程设计》

1.绪论

搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散,从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。在工业生产中，搅拌操作是从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。搅拌操作分为机械搅拌和气流搅拌。气流搅拌是利

化工设备机械基础课程设计题目：搅拌反应釜设计

一、设计任务书

试设计一搅拌反应釜，设计参数见技术特性表、管口表和工艺条件图，使用地点：某精细化工厂。

技 术 特 性 表

釜内 0.20 釜内 ≤120 工作压力（MPa） 夹工作温度（℃） 套 0.40 夹套 ≤150 釜内 溶液 型式 圆盘涡轮式 介 质 夹套 水蒸气 搅拌 转速 160r/min 腐蚀情况 轻微 功率 5.6kw 操作容积 2.0m 3 夹套传热面积 12.0m2 使 用 地 点 某精细化工厂 推 荐 材 料 釜体和封头：16MnR 夹套： Q235-C

管 口 表

编号 名称 公称直径Dg（mm） 编号 名称 公称直径Dg（mm） a 安全阀 40 e 液面计压25 力表 b视镜 80 f 手孔 250 1-2 c进料管 50 g 进蒸汽 35 1-2 d 温度计 65 h 出料管 65 i 排凝液管 25 开孔位置: Ф950

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工艺条件图

按照设计任务书提供的工艺条件，选定容器的型式和材料后，

进行反应釜的机械设计，主要是计算釜体和夹套的尺寸；选择搅拌器和设计搅拌轴；选择搅拌的传动装置和轴封装置；选择法兰、支座和各种工艺接管，并核算开孔补强；

一、设计（论文）题目 1.2m3搅拌反应釜的设计 二、设计（论文）参数及依据 设计参数： 技术特性 工作压力 夹套 釜内 工作温度 夹套 釜内 介质 夹套 腐蚀情况 型式 搅拌 转速 功率 操作容积 夹套传热面积 推荐材料 管口表 公称直径编号 名称 蒸汽进a 口 32 DN(㎜) 1.2m3 4.5 m2 Q345 圆盘涡轮式 125r/min 2.0Kw 140℃ 液体与液体均匀混合 釜内 0.3Mpa 0.4Mpa 110℃ 饱和蒸汽 一般腐蚀

b c d 进料 视镜 温度计接口 蒸汽进50 80 65 e f g h i 口 出料 冷凝液出口 手孔 安全阀 32 65 25 150 40 设计依据：《钢制压力容器》（GB150-1998）、《压力容器安全监察规程》、《化工机械基础课程设计》

1.绪论

搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散,从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。在工业生产中，搅拌操作是从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。搅拌操作分为机械搅拌和气流搅拌。气流搅拌是利

反应釜设计

1、概述

反应釜(或称反应器)是通过化学反应得到反应产物的设备，或者是为细胞或酶提供适宜的反应环境以达到细胞生长代谢和进行反应的设备。几乎所有的过程装备中，都包含有反应釜，因此如何选用合适的反应器系列，确立最佳的操作条件和设计合理可靠的反应器，满足日益发展的过程工业的需求具有十分重要的意义。

反应釜的主要作用是提供反应场所，并维持一定的条件，是化学反应的过程按预定的方向进行，得到合格的反应产物。

一个设计合理、性能良好的反应釜，应能满足如下要求：

1、应满足化学动力学和传递过程的要求，做到反应速度快、选择性号好、转化率高、目的产品多、副产物少；

2、应能及时有效的输入或输出热量，维持系统的热量平衡，使反应过程在适宜的温度下进行；

3、应有足够的机械强度和耐蚀能力，满足反应过程对压力的要求，保证设备经久耐用，生产安全可靠；

4、应做到制造容易、安装检修方便，操作调解灵活，生产周期长。反应釜的概述和作用.

本次设计主要从反应釜的机械性能，强度要求出发，进行机械设计，包括釜体的尺寸计算，材料选择，夹套材料的确定，尺寸的计算，传动与搅拌装置的选型，法兰等零部件的设计。

2、工艺设计

2.1反应釜釜体

2.1.1釜体容积

对于反应釜，

课 程 设 计

搅拌式反应釜设计 设计题目

学生姓名 学 号

专业班级 过程装备与控制工程

指导教师

“过程装备课程设计”任务书

设计者姓名： 班级： 学号： 指导老师： 日期： 1.设计内容

设计一台夹套传热式带搅拌的反应釜 2.设计参数和技术特性指标

简 图 工作压力，MPa 设计压力，MPa 工作温度，℃ 设计温度，℃ 介质 全容积，m3 操作容积，m3 传热面积，m2 腐蚀情况 推荐材料 搅拌器型式 搅拌轴转速 轴功率 符号 A B C1,2 D E F G 公称尺 寸DN 25 65 100 25 25 40 25 连接面 形式 PL/RF PL/RF PL/RF PL/RF PL/RF PL/RF ＜100 有机溶剂 ＞3 微弱 Q345R 推进式 250 r/min 3 kW 接 管 表 用途 蒸汽入口 加料口 视镜 温度计管口 压缩空气入口 放料口

安徽工程大学毕业设计（论文）

2.4 m3搅拌反应釜设计

摘 要

本文设计的搅拌设备是搅拌反应釜，反应釜的结构采用夹套式。内筒介质是染料及有机溶剂，设计压力为0.7MPa；夹套内介质为冷却水或蒸汽，设计压力为0.9MPa；主体材质为Q345R，搅拌速度为50r/min，反应釜体积为2.4m3，操作体积为2.0m3，轴功率为1.4KW。

搅拌反应釜主要由筒体和夹套组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成；传动装置是为搅拌装置设置的，主要由电动机、减速器、联轴器和传动轴等组成；轴封装置为动密封，一般采用机械密封或填料密封；它们与支座、人孔、工艺接管等附件一起，构成完整的搅拌反应釜。

设计方法采用压力容器常规设计方法，遵循《化工设备》要求，按照GB150-98《钢制压力容器》等技术法规执行，设计内容主要包括釜体（内筒与夹套）强度、结构设计、校核和水压试验；搅拌装置设计与校核；传动装置设计以及反应釜其他零部件设计等。

反应釜作为搅拌设备的一种，其应用前景广泛，尤其在石油与化工行业中更是得到了广泛的应用。

关键词 反应釜；釜体；搅拌装置；传动装置；附件

I

陈刚：2.4m3搅拌反应釜设计

Abstract

This design o

目 录

前 言 ................................................................... 2 1 反应釜的设计参数及要求 ................................................ 3

1.1 设计任务书 ....................................................... 3 1.2 设计方案的分析和拟定 ............................................. 4 2 夹套反应釜设计 ........................................................ 4

2.1 反应釜的罐体和夹套的设计.......................................... 4 2.2 夹套反应釜的强度计算 ............................................. 7 3 反应釜的搅拌装置 ............................................

反应釜设计的有关内容

一、设计条件及设计内容分析

由设计条件单可知，设计的反应釜体积为1.5m、操作体积为1.2m；搅拌装置配制的电机功率为2.2KW、搅拌轴的转速为100r/min、搅拌桨的形式为浆式；加热的方式为用夹套内的水进行电加热；装置上设有8个工艺接管、2个视镜、4个耳式支座、10个电加热器套管、1个固体物料进口、2个测控接管。反应釜设计的内容主要有： （1）釜体的强度、刚度、稳定性计算和结构设计； （2）夹套的的强度、刚度计算和结构设计； （3）设计釜体的法兰联接结构、选择接管、管法兰； （4）人孔的选型及补强计算； （5）支座选型及验算； （6）视镜的选型；

（7）焊缝的结构与尺寸设计； （8）电机、减速器的选型；

（9）搅拌轴及框式搅拌桨的尺寸设计； （10）选择联轴器； （11）设计机架结构及尺寸； （12）设计底盖结构及尺寸； （13）选择轴封形式；

（14）绘总装配图及搅拌轴零件图等。

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第一章 反应釜釜体的设计

1.1 釜体公称直径DN和公称压力PN的确定

1.1.1 釜体DN的确定

将釜体视为筒体，取L/D=1.2 由V=(π/4)DiL，L=1.2Di 则：

2Di?34V34?1.5=，Di?1.168

设计条件及设计内容分析

由设备条件单可知，设计的反应釜容积为1.8m、操作容积为1.54m；搅拌装置配置的电机功率为3.0KW、搅拌轴转速为85r/min、搅拌桨形式为框式；加热方式为用夹套内导热油进行电加热；装置上有8个工艺接管、2个视镜、4个耳式支座、10个电加热套管、1个固体物料进口、1个测控接管。反应釜设计的主要内容有： （1）、釜体的强度、刚度、稳定性计算和结构设计； （2）、夹套的强度、刚度计算和结构设计；

（3）、设计釜体的法兰连接结构、选择接管、管法兰； （4）、人孔的选型及补强计算； （5）、支座的选型及验算； （6）、视镜的选型；

（7）、焊缝的结构及尺寸设计； （8）、电机、减速机的选型；

（9）、搅拌轴及框式搅拌桨的尺寸设计； （10）、选择联轴器； （11）、设计机架结构及尺寸； （12）、设计底盖结构及尺寸； （13）、选择轴封形式；

（14）、绘制总装配图及搅拌轴零部件等。

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第一章 反应釜釜体的设计

1.1 釜体DN、PN的确定 1.1.1 釜体DN的确定

对于直立的反应釜来说，釜体的设备容积通常是指圆柱形筒体及下封头所包含的容积，即 V=VT+VF

式中 VT —设备筒体部分容积，m; VF —封头容