反应釜课程设计说明书

1、课 程 设 计资 料 袋 机械工程 学院（系、部） 2012 2013 学年第 二 学期 课程名称 指导教师 职称 学生 专业班级 班级 学号 题 目 酸洗反应釜设计 成 绩 起止日期 2013 年 6 月 24 日 2013 年 6 月 30 日目 录 清 单序号材 料 名 称资料数量备 注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸224装配图15零件图16 过程设备设计设计说明书 酸洗反应釜的设计起止日期： 2013 年 6 月 24 日 至 2013 年 6 月 30 日学生班级学号成绩指导教师(签字)机械工程学院（部）2013年6月26日课程设计任务书20122013学年第二学期 机械工程 学院（系、部） 专业 班级课程名称： 过程设备设计 设计题目： 酸洗反应釜设计 完成期限：自 2013 年 6 月 24 日至 2013 年 6 月 30 日共 1 周容及任务已知条件：反应釜操作压力0.8MPa，操作容积2000 L 。 1、酸洗介质为5N盐酸，洗涤物质为树皮粉碎物，混合液粘度为0.1Pa.s；2、运行工况：反应釜反应时间为2h，反映温度为200C，反应釜装满树皮，

2、含酸介质回流洗涤；3、使用折旧10年；4、操作环境：室潮湿，环境最高温度为35C。5、制造条件及生产批量：压力容器厂生产，小批量生产； 设计工作量： 1、反应釜装配图1（A0或A1）；2、设计说明书1份（手写），要求最低字数不少于6000字。进度安排起止日期工作容2013.6.24-2013.6.26反应釜釜体、夹套的设计2013.6.26-2013.6.27反应釜附件、搅拌装置、传动装置的现状及尺寸设计2013.6.28-2013.6.29反应釜焊缝、开孔补强、装配图的设计、整理说明书2013.6.30-2013.6.30交图纸并答辩主要参考资料1.过程设备设计M，第四版，津样主编，2012年，北京，化学工业。2.化工设备机械课程设计指导书M，志主编，2012，北京，化学工业。3.机械设计手册M，成大先主编，2010年，北京，化学工业。4互换性与测量技术基础M，2010年，徐雪林主编，大学。5.工程图学M，大兴主编，2011年，高等教育。6.机械原理M，朱理主编，2011年，高等教育。 7.材料力学M，鸿文主编，2010年， 高等教育。指导教师（签字）： 年 月 日系（教研室）主任（

3、签字）： 年 月 日 目 录第一章 绪论31.1 设计任务41.2 设计目的4第二章 反应釜设计4第一节 罐体几何尺寸计算4 2.1.1 确定筒体径4 2.1.2 确定封头尺寸4 2.1.3 确定筒体高度4 2.1.4 夹套的几何尺寸计算5 2.1.5 夹套反应釜的强度计算6 2.1.5.1 强度计算的原则及依据6 2.1.5.2 筒及夹套的受力分析6 2.1.5.3 计算反应釜厚度7第二节 反应釜釜体及夹套的压力试验92.2.1 釜体的水压试验9 2.2.1.1 水压试验压力的确定9 2.2.1.2 水压试验的强度校核9 2.2.1.3 压力表的量程、水温及水中Cl-的浓度92.2.2 夹套的水压试验9 2.2.2.1 水压试验压力的确定9 2.2.2.2 水压试验的强度校核9 2.2.2.3 压力表的量程、水温及水中Cl-的浓度9第三节 反应釜的搅拌装置112.3.1 桨式搅拌器的选取和安装112.3.2 搅拌轴设计11 2.3.2.1 搅拌轴的支承条件11 2.3.2.2 功率12 2.3.2.3 搅拌轴强度校核12 2.3.2.4 搅拌抽临界转速校核计算122.3.3 联轴器的

4、型式及尺寸的设计12第四节 反应釜的传动装置与轴封装置142.4.1 常用电机及其连接尺寸142.4.2 减速器的选型15 2.4.2.1 减速器的选型15 2.4.2.2 减速机的外形安装尺寸152.4.3 机架的设计162.4.4 反应釜的轴封装置设计17第五节 反应釜其他附件192.5.1 支座192.5.2 手孔和人孔202.5.3 设备接口212.5.3.1 接管与管法兰212.5.3.2 补强圈212.5.3.3 液体出料管和过夹套的物料进出口222.5.3.4 固体物料进口的设计22第六节 焊缝结构的设计252.6.1 釜体上的主要焊缝结构252.6.2 夹套上的焊缝结构的设计26第三章 后言273.1 结束语28 3.2 参考文献28第一章绪论反应釜的广义理解即有物理或化学反应的容器，通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。根据搅拌过程的目的与搅拌器造成的流动状态判断该过程所适用的浆型，这是一种比较合用的方法。反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品，用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的压力容器

5、，例如反应器、反应锅、分解锅、聚合釜等；材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔、因康镍）合金及其它复合材料。反应釜是化工行业不可缺少的防腐设备，在使用中机械碰撞、温度急变等因素经常引起脱瓷、裂纹、气泡、气孔和面釉的其他损伤，这些缺陷在搪瓷设备中是决不允许的， 一旦发生这种现象，必须进行修补。一个搪瓷釜价值几万元，由于局部爆瓷而报废十分可惜。应采用高分子复合材料搪瓷修补剂修复搪瓷釜，搪瓷现场修补剂是由高分子聚合物、合金钢粉末或耐磨陶瓷粉末为基材并配以固化剂的双组份复合材料。与普通树脂型的修补剂相比，高分子复合材料依靠自身更为细密的高分子结构，使得材料自身具有更强的粘接力和优异的耐腐蚀、抗腐蚀性能，高分子甚至能够渗透到金属里面，形成更为紧密的高分子复合材料保护层。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()盘管加热等，

6、冷却方式为夹套冷却和釜盘管冷却，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。设计任务 化工设备的机械设计是在工艺设计之后，根据设备的工艺条件，围绕着设备、外附件的选型进行机械结构设计，围绕着确定厚度大小进行强度、刚度和稳定性的设计与校核计算。主要步骤如下：（1）全面考虑压力大小、温度高低和腐蚀强度等确定材料的选取。（2）选用零部件。（3）计算外载荷，包括压、外压、设备自重，零部件偏载、风载、地震载荷等。（4）强度、刚度、稳定性设计与校核计算。（5）传动设备的选型与计算。（6）绘制设备图纸，包括绘制装配图、零件图，提出技术要求。设计目的 通过裸程设计，培养学生独立地运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力。因此，当学生首次完成该课程设计后，应达到一下几个目的： 熟练掌握查阅文献资料、收集相关数据、正确选择公式，当缺乏必要的数据时，尚需要自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定。 在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进

7、行设备选型，并提出保证过程正常、安全可行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。 准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺设计计算及选型。 用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自己的设计思想和计算结果。第二章 反应釜的设计第一节 罐体几何尺寸计算2.1.1 确定筒体径 2-1 一般由工艺条件给定容积V、筒体径按照式（2.1）估算 2-2式中 V-工艺条件给定容积，m； i-长径比,i=（按物料的类型选取，见附表2.1）。 当反应釜容积V小时，为使筒体径D1不致太小，以便在顶盖上容易布置接管和传动装置，通常取i最小值。表2.1 不同釜物料类型长径比种类釜物料类型H1/Di一般反应釜液-固相或液液相物料11.3气液相物料12由表1.1可取i=H/Di=1 =1.47m 2-3圆整得，2.1.2 确定封头尺寸 椭圆封头选取标准件，它的径与筒体径相同，查表JB/T 47462002 EHA椭圆形封头，得：， 2.1.3 确定筒体高度 反应釜容积V通常按封头和筒体两部分容积之和计算。则筒体高度按照式(2-4）计算并进行圆整。 (2-4)式中 封头容积，m；1米高筒体容积，m/m。 查表GB 901988表3，得：， = 2-5圆整得，2.1.4 夹套的几何尺寸计算夹套和筒体的连接常焊接成封闭结构。夹套的结构尺寸常根据安装和工艺两方面要求而定。夹套的径可根据筒体径选取。表2.2夹套径与筒体径关系Dj/mm500600700180020003000Dj/mmDi +50Di +100Di +200夹套下封头型式同罐体封头，其直径与夹套筒体相同。夹套高由传热面积决定，不能低于料液高。填料系数

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