搅拌釜毕业设计.docVIP

一 前言 1.1反应釜用途及特征 反应釜由釜体、釜盖、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置、支承等组成。搅拌形式一般有锚式、桨式、涡轮式、推进式或框式等，搅拌装置在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶，也可根据用户的要求任意选配。并在釜壁外设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。加热方式有电加热、热水加热、导热油循环加热、远红外加热、外(内)盘管加热等，冷却方式为夹套冷却和釜内盘管冷却，搅拌桨叶的形式等。支承座有支承式或耳式支座等。转速超过160转以上宜使用齿轮减速机.开孔数量、规格或其它要求可根据用户要求设计、制作。 搅拌反应釜是化学、医药及食品等工业中常用的典型反应设备之一。它是一种在一定压力和温度下，借助搅拌器将一定容积的两种（或多种）液体与液体以及液体与固体或气体物料混匀，促进其化学反应的设备，通常伴有热效应，由换热装置将所需的热量输入或将生成热量移出。搅拌反应釜按搅拌装置的安装型式可分为立式、卧式、倾斜式和底搅拌等；按搅拌形式可分为桨式、框式、锚式和推进式、涡轮式等。根据设计任务书要求本次设计的搅拌反应釜为桨式搅拌反应釜。 桨式搅拌反应器在结构上比较简单，它的搅拌叶一般以扁钢制造，当釜内物料对碳钢有显著腐蚀性时，可用合金钢或有色金属制成，也可以采用钢制外包香蕉或环氧树脂，酚醛玻璃布等方法。桨叶安装形式分为平直叶和折叶两种。平直叶是叶面与旋转方向互相垂直；折叶则是与旋转方向成一倾斜角度。平直叶主要使物料产生切线方向的流动，加搅拌挡板后可产生一定的轴向搅拌效果。折叶与平直叶相比轴向分流略多。桨式搅拌器的运转速度较慢，一般为10-100 r/min,圆周速度在1.5-3 m/s范围内比较合适。广泛用于促进传热可溶固体的混合与溶解以及需在慢速搅拌的情况下，如搅拌被混合的液体及带有固体颗粒的液体都是很有效果。 二 设计方案的确定 2.1选择反应釜的类型 带搅拌的夹套式反应釜：主要由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管和一些附件组成。 2.2设计工艺数据 设计数据由任务书已给数据确定： 表1 工艺条件 工作压力（MPa） 釜内 夹套 0.20 0.30 物料反应温度（℃） 釜内 夹套 ≤50℃ ≤50℃ 介质 均相液体 操作容积（m3） 5.8 m3 冷却水进口温度 20℃ 冷却水出口温度 30℃ 表2 -50℃下均相液体物性参数 项目 数值 比热（Cp） 1012J/(Kg. ℃) 热导率（λ） 0.622W/（m. ℃） 平均密度（ρ） 930Kg/ m3 黏度（μ） 0.02733Pa.S 三 机械设计 釜体的机械设计内容是：确定各部分的结构型式和尺寸，安设各种工艺接管。 3.1确定筒体的直径和高度 罐体的尺寸包括内径Di、高度H、容积V及壁厚δn 罐体的长径比大小对搅拌功率产生影响。由于搅拌器桨叶直径与搅拌罐内径通常有一定比例范围，如果长径比减小，即高度减小而直径增大，搅拌桨叶直径也增大，在固定的搅拌轴转速下，搅拌器功率与桨叶直径的5次方成正比，故罐体长径比减小时，搅拌器功率增加。因此，为减小搅拌器功率，长径比可取大一些。 罐体的长径比还对夹套传热产生影响。当容积一定时，长径比越大，则罐体盛料部分表面积越大，传热表面距罐体中心越近，无聊温度梯度越小越有利于提高传热效果。因此从传热角度考虑长径比可取大一些。 此外，某些物料的搅拌反应过程对罐体长径比有特殊要求。例如发酵罐，为了使通入罐内的空气与发酵液有充分的接触时间，需要有足够的液位高度，一般希望长径比取得大一些。 根据实际经验，几种搅拌反应器罐体的长径比如下 表3 拌反应器罐体的长径比 种类 设备内物料类型 H/Di 一般搅拌器 液-固相或液-液相物料 1—1.3 气-液相物料 1—2 发酵罐类 1.7—2.5 3.1.1筒体的直径 （1）设备容积： (3-1) 式3-1：—操作容积，m3 —装料系数，根据不同的反应状态可取0.6—0.85，反应状态平稳，可取0.8 估算如下： （2）筒体内径： (3-2) 式3-2：H/Di—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。 故选估算筒体内径为 将估算结果圆整至公称直径标准系列。选取筒内直径，Di=2600mm 3.1.2筒体的高度