聚合釜設(shè)計(jì)參考示例

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1概述（現(xiàn)狀、應(yīng)用: ；工藝配方：；性能指標(biāo)：；主要原料及主要特性參數(shù)：）2生產(chǎn)工藝流程【工藝路線的選擇；工藝流程圖(詳見(jiàn)工藝流程圖)；工藝流程敘述(生產(chǎn)操作過(guò)程、各控制參數(shù)、操作時(shí)間等) 】3生產(chǎn)控制及三廢處理各崗位生產(chǎn)控制（3.1.1各崗位控制條件；3.1.2）三廢處理（3.2.1廢水及廢液；3.2.2廢渣；3.2.3廢氣）4設(shè)備選型原則4.1主要設(shè)備的選型原則（反應(yīng)釜的選型原則、攪拌器的選型原則）4.2輔助設(shè)備選型原則（泵的選型原則、各輔助設(shè)備（具體選型見(jiàn)后面章節(jié)）5物料衡算物料衡算的任務(wù)衡算依據(jù)及收集的數(shù)據(jù)衡算基準(zhǔn)：（日產(chǎn)量，每釜日產(chǎn)能力及釜個(gè)數(shù)）反應(yīng)釜每批投

2、料量其它物料（水、汽等等）6釜設(shè)計(jì)6.1設(shè)計(jì)任務(wù) 選擇釜及夾套材料，確定聚合釜和夾套的幾何尺寸，并對(duì)聚合釜及夾套進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。6.2設(shè)計(jì)依據(jù)6.3釜幾何尺寸的確定選定罐體高/徑比i= （1.11.3）由估算公式：計(jì)算結(jié)果，例如：初步選取公稱直徑為Dg2600的筒體，封頭選取Dg2600的標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭。查表得封頭的尺寸如下：曲邊高度h1=650mm ，直邊高度h2=50mm內(nèi)表面積Fh=7.6545m2 ，容積Vh=2.5131m3查表得Dg2000的筒體的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：一米高容積V1=5.309m3 ； 一米高內(nèi)表面積F1=8.17m2則筒體高度計(jì)算為：H=（VV封）/V1=（20-2.513

3、1）÷5.309=3.29 m 按材料規(guī)格求整為： H=3.2 m長(zhǎng)徑比 H/D=3200÷2600=1.23，釜的實(shí)際體積為：V實(shí)際 = HV1+V封 = 3.2×5.309+2.5131 =19.50m3釜的實(shí)際裝料系數(shù)為： 實(shí)際=V物/V實(shí)際=15.98÷19.50=0.82由此可見(jiàn)，聚合釜的尺寸合理。釜設(shè)計(jì)最大生產(chǎn)量為： 19.50×0.85=m36.4夾套幾何尺寸的確定取公稱直徑為Dg2800的夾套，夾套封頭也采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，并取與夾與筒體相同的直徑。查表得Dg2800的標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的有關(guān)尺寸如下：直邊高度h2=700mm ； 內(nèi)表

4、面積Fh=8.8503m2 ； 容積Vh=3.1198m3聚合釜筒體部分物料的高度：H物=（V物-V封）/V1=（16-2.5131）÷5.309=2.54m液面高度H液=H物+h1+h2=2540+50+650=3240mm夾套包圍的筒體高度：H包=H物+=2.54+0.18=2.72m夾套筒體的高度：H夾=H包+50=2720+50=2770mm聚合釜內(nèi)傳熱面積 A=H包F1+Fh=2.72×8.80+7.6545=31.6m2由化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)式4-5校核：傳熱面積合適。6.5釜壁厚的計(jì)算聚合釜采用0Cr19Ni10與16MnR不銹鋼復(fù)合鋼板制造。可以16MnR鋼來(lái)進(jìn)

5、行強(qiáng)度計(jì)算。設(shè)計(jì)壓力？1.1；設(shè)計(jì)溫度？180聚合釜計(jì)算厚度為：= PcDi/（2tPc） =1.1×2600/（2×0.85×1801.1）=9.38mmn =+C+其中C = C1+C2 C1為鋼板負(fù)偏差，取0.8mm,C2為腐蝕裕度，取1mm, 則壁厚附加量C=1.8mmn=9.38+1.8+=12.5mm e =nC=12.51.8=10.7mmD0/e=（Di +2n）/e 其中D0為聚合釜外徑，Di為聚合釜內(nèi)徑。則D0/e=（2600+12.5×2）/10.7=245.33計(jì)算長(zhǎng)度 L=H+h2+1/3h1 ， 其中H為筒體高度，h2為封頭直

6、邊高度，h1為封頭曲邊高度。則L=3293+50+1/3×650=3559.67mm=3560mm L/D0=3560/2600=2.27查外壓或軸向受壓圓筒幾何參數(shù)計(jì)算圖，得到系數(shù)A=0.00018然后查圖外壓圓筒和球殼厚度計(jì)算圖（16MnR鋼）,A點(diǎn)位于曲線左邊，用公式P=2AEt/3(D0/e)在操作溫度下，鋼板Et=1.86×105 MPaP=2×0.00018×186×109/（3×245.33）=0.1 MPa0.7 MPa所以10 mm厚鋼板不適合。當(dāng)n =26mm時(shí)，D0/e =（2600+12.5×2）/2

7、6.2=100.19查外壓或軸向受壓圓筒幾何參數(shù)計(jì)算圖，得到系數(shù)A=0.0005，然后查圖外壓圓筒和球殼厚度計(jì)算圖（16MnR鋼）B=68MPa則計(jì)算許用外壓力PP=B/（D0/e）=68/100.19=0.68MPa設(shè)計(jì)外壓P=0.7MPa ，小于P且比較相近。則所選取的n=26 mm符合要求。即筒體厚度n=26mm封頭厚度取與筒體相同的厚度26mm6.6夾套厚度的計(jì)算夾套選用15MnVR鋼板制造。夾套計(jì)算厚度為：= Pc Di/（2tPc）式中：Pc為計(jì)算壓力；取0.75MPa；Di為夾套內(nèi)徑；2800mm；為焊縫系數(shù)，取0.85（雙面對(duì)接焊，局部無(wú)損探傷）；t為材料許用應(yīng)力，查表得180

8、MPa則=0.75×2800/（2×0.85×1800.75）=6.88mm鋼板名義厚度n=+C+ 其中C = C1+C2 ，C1為鋼板負(fù)偏差，取0.6mm,C2腐蝕裕度取2mm,則壁厚附加量C等于2.6mm那么，n=6.88+2.6+=9.68mm =10mm夾套封頭厚度取與夾套筒體相同的厚度10mm6.7水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核筒體水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核水壓試驗(yàn)壓力PT =1.25P=1.25×1.1=1.65MPa水壓試驗(yàn)時(shí)的薄膜應(yīng)力為 T =PT（Di+e）/2e 考慮到液柱壓力，代入計(jì)算時(shí)PT 取1.70MPaT =1.70×（2600+26.2）

9、/2×26.2=34.40MPa 查表得16MnR的屈服極限s=325MPa故 0.9s = 0.9×0.85×325=248.63MPa 34.40MPa =T 則筒體厚度滿足水壓試驗(yàn)時(shí)強(qiáng)度要求。夾套水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核夾套水壓試驗(yàn)壓力為PT =1.25P/T =1.25×0.75×180/180=0.94MPa水壓試驗(yàn)時(shí)的薄膜應(yīng)力為T = PT（Di+e）/2e ，考慮到夾套液柱壓力，代入計(jì)算時(shí)PT取1.00MPa有效厚度e=n- C = 10 2.6 = 7.4mm故 T = 1.00×（2800+7.4）/2×7.4=1

10、89.69MPa查表得20R的屈服極限s=390MPa故 0.9s=0.9×0.85×390=298.35MPa 189.69MPa =T所以?shī)A套厚度滿足水壓試驗(yàn)時(shí)強(qiáng)度要求。水壓試驗(yàn)的順序是先做聚合釜水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后再焊上夾套。然后做夾套水壓試驗(yàn)。夾套水壓試驗(yàn)壓力時(shí)，聚合釜內(nèi)至少要保持0.3MPa的壓力。釜有關(guān)數(shù)據(jù) 查表直徑為2600mm，厚度為26mm的筒體一米高的質(zhì)量為1684，聚合釜封頭質(zhì)量為1548.6 。 直徑為2800mm，厚度為10mm的夾套筒體一米高的質(zhì)量為644，夾套封頭質(zhì)量為678.0 。 則聚合釜質(zhì)量m1=1684×3.291548.6&

11、#215;2=8637.56夾套質(zhì)量m2=644×2.8678.0=2481.2聚合釜總質(zhì)量m = 8637.562481.2 = 11118.76表6-1 聚合釜有關(guān)數(shù)據(jù)表項(xiàng) 目直 徑（mm）高 度（mm）厚 度（mm）封頭直徑（mm）材 質(zhì)（mm）質(zhì) 量 （）釜 體2600329026 2600復(fù)合鋼板8637.56夾 套2800277010280015MnVR2481.2 支座的選型 有上面的計(jì)算可以知道，聚合釜裝滿物料的時(shí)候總重為：m=11118.76+15827.39=26949.15所以支座的型號(hào)可以選B型懸掛式支座：支座B10 JB1165-81.每個(gè)支座重32.47攪

12、拌器的設(shè)計(jì)7.1設(shè)計(jì)任務(wù)確定攪拌器的型式、幾何尺寸、轉(zhuǎn)速、軸功率以及電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)的選型。7.2設(shè)計(jì)依據(jù)7.3 攪拌器型式及轉(zhuǎn)速7.4 攪拌器軸功率取D/T=0.5 ，其中 D攪拌器直徑 T釜的直徑，則D=0.5×2600=1300mm液體的平均密度=(+), (X1+X2+X3+=1)代入數(shù)據(jù)得：1.21g/cm3攪拌器的材料，用不銹耐酸鋼有雷諾數(shù)Re=1.5×104 查表得：Np=1.8有軸功率公式：P= NpN3D5式中：P軸功率，kw； N攪拌器轉(zhuǎn)速，r/min； D葉輪直徑，m； 流體密度，g/cm3。則P=1.8×1.21×103×

13、（1.42）3×（1.3）5=23.1kw 7.5釜的傳動(dòng)裝置聚合釜的攪拌器由傳動(dòng)裝置來(lái)帶動(dòng)，傳動(dòng)裝置通常設(shè)置在釜頂封頭的上部。聚合釜傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)內(nèi)容一般包括：電機(jī)、減速機(jī)的選型等。7.5.1常見(jiàn)電機(jī)及其連接尺寸 電機(jī)功率必須滿足攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)功率與傳動(dòng)系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)功率損失的要求，還要考慮到有時(shí)在攪拌操作中會(huì)出現(xiàn)不利條件造成功率過(guò)大。 電機(jī)功率可按下式計(jì)算：Pd=（P+ ） /n=(23.1+23.1×5%)/0.95=25.5kwP電機(jī)功率，kw；P攪拌軸功率，kw；軸封系統(tǒng)的摩擦損失，kw；轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率。本工藝選用Y180L-25型三相異步電動(dòng)機(jī)。7.5.2釜用減

14、速機(jī)類型、標(biāo)準(zhǔn)及其選用 反應(yīng)釜用的立式減速機(jī)，主要的類型有諧波減速機(jī)、擺線針輪行星減速機(jī)、二級(jí)齒輪減速機(jī)和V帶傳動(dòng)減速機(jī)。本工藝選用的是LC系列減速機(jī)，型號(hào)LC200A-25電機(jī)，額定功率2.2kw，轉(zhuǎn)速750r/min，攪拌軸轉(zhuǎn)速150r/min。7.5.3凸緣法蘭 選用M型凹面凸法蘭7.5.4安裝底座 安裝底座采用螺柱等緊固件，上與機(jī)架連接，下與凸緣法蘭連接，是整個(gè)攪拌傳動(dòng)裝置與容器連接的主要接件。安裝底蓋公稱直徑500mm，機(jī)架公稱直徑320 mm。 7.5.5機(jī)架 機(jī)架是安放減速機(jī)用的，它與減速機(jī)底座尺寸應(yīng)匹配。7.6軸封裝置軸封是攪拌設(shè)備的一個(gè)重要組成部分，其任務(wù)是保證攪拌設(shè)備內(nèi)處于

15、一定的正壓和真空狀態(tài)以及防止反應(yīng)物料逸出和雜質(zhì)的的滲入。攪拌軸處的密封屬于動(dòng)密封，常用的有填料密封和機(jī)械密封兩種。機(jī)械密封功耗小，泄露率低，密封性能可靠，使用壽命長(zhǎng)。本設(shè)計(jì)主要選用的是202型標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械密封，其攪拌軸直徑為85mm。參考文獻(xiàn)1 上?；ぴO(shè)計(jì)院編.化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)(上、下冊(cè))（第二版）化學(xué)工業(yè)出版社，1996.2 湯善甫,朱思明.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)(第二版).華東理工大學(xué)出版社，2004.3 陳聲宗.化工設(shè)計(jì).化學(xué)工業(yè)出版社，2004.4 魏崇光,化學(xué)工業(yè)部屬五院校.化工工程制圖.化學(xué)工業(yè)出版社，1992.5 趙國(guó)方.化工工藝設(shè)計(jì)概論.原子能出版社，1990.6 聶清德.化工設(shè)備設(shè)計(jì)

16、.化學(xué)工業(yè)出版社，1989.附錄1 重要符號(hào)表 符號(hào)意義SI單位工程單位V釜體積m3立方米裝料系數(shù)n釜個(gè)數(shù)密度Kg/m3千克/立方米H高度m米D直徑m米P壓力N/m2千克力/平方米許用應(yīng)力N/m2千克力/平方米T水壓試驗(yàn)筒體壓力N/m2千克力/平方米s屈服極限N/m2千克力/平方米粘度N S/m2千克力秒/平方米T筒徑m米P功率J/S瓦特導(dǎo)熱系數(shù)J/(m S)NRe雷諾數(shù)NPr普蘭特準(zhǔn)數(shù)Cp比熱KJ /（Kg）千卡/千克力Cs物料比熱KJ /（Kg）千卡/千克力CL水的比熱KJ /（Kg）千卡/千克力tm平均溫度差m質(zhì)量Kg千克Q熱量KJ千卡q傳熱速率KJ/s千卡/秒附錄2 設(shè)備一覽表序號(hào)設(shè)備名稱位號(hào)規(guī)格型號(hào)容積（m3）材質(zhì)數(shù)量1