搅拌反应釜的釜体设计及夹套设计
21概述
夹套式反应釜的釜体是由封头、筒体和夹套三部分组成。封头有椭圆形封头和锥形封头等形式。上、下封头与筒体常为焊接。
22釜体材料的选择
根据工艺参数及操作条件(见附录2)确定封头、筒体及夹套的材料。此设计的釜体材料选用0Cr18Ni9与夹套材料选用Q235B,热轧钢板,其性能与用途见表21。
表21Q235B性能与用途
材料
性能
用途举例
Q235B
0Cr18Ni9
温度20℃左右情况下用,抗拉强度:广泛应用于常、低压
370500MPa
压力容器的筒体、加
伸长率:26(厚度40mm以下)
强板、支座等方面的
冲击功:≥27J(试验温度20°)
材料选用
冷、热加工性能好,无磁性和好的低温性广泛应用于化工设
能。具有足够的耐晶间腐蚀能力
备,工业设备,常、
低压压力容器的筒体
等方面的材料选用
由工艺参数及操作条件和表21可知,0Cr18Ni9和Q235B材料能够满足任务书中的设计温度、设计压力。在操作条件下,Q235B能使设备安全运转,并且不会因腐蚀而对介质产生污染,而且相对与其他钢号价格便宜,所以本设计釜体材料选用0Cr18Ni9与夹套材料采用Q235B,热轧钢板。
23封头的选择
搅拌反应釜顶盖在受压状态下操作常选用椭圆形封头,本设计采用椭圆形标准封头,直边高度h45mm,其内径取与筒体内径相同的尺寸。
椭圆形封头是由半个椭圆球体和一个圆柱体组成,由于椭圆部分径线曲率平滑连续,封头中的应力分布不均匀。对于ab2得标准形封头,封头与直边的连接处的不连续应力较小,可不予考虑。椭圆形封头的结构特性比较好。
24釜体几何尺寸的确定
f釜体的几何尺寸是指筒体的内径Di和高度H。釜体的几何尺寸首先要满足化工工艺的要求。对于带搅拌器的反应釜来说,容积V为主要决定参数。
241确定筒体的内径
由于搅拌功率与搅拌器直径的五次方成正比,而搅拌器直径往往需随釜体直径的增加而增大。因此,在同样的容积下筒体的直径太大是不适宜的。对于发酵类物料的反应釜,为使通入的空气能与发酵液充分接触,需要有一定的液位高度,
筒体的高度不宜太矮。因此,要选择适宜的长泾比(H)。Di
根据釜体长径比对搅拌功率、传热的影响以及物料特性对筒体长径比的要
求,又由实践经验,针对一般反应釜,液液相物料,H取值在1723之Di
间,并且考虑还要在封头上端布置机座和传动装置,因此,取HDi23。由搅拌设备设计可知:
Di3
4V1HDi
(21)
有:操作容积全容积0864
式中:V操作容积,m3;H筒体高度,mr