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课程设计

题 目 结晶釜的设计

学 院 化学化工学院

专 业 化学工程与工艺

班 级 化工1001

学 生 付 沛 松

学 号 20100221040

指导教师 化学工程系课程指导小组

二〇一二年 十二月 三十一日

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目 录

1. 结晶釜的结构 .......................................................................................................................... 3

1.1 结晶釜的功能和用途 .................................................................................................... 3

1.2 结晶釜的反应条件 ........................................................................................................ 3

2. 设计标准 ................................................................................................................................... 4

3. 设计方案的分析和拟定........................................................................................................ 4

4. 各部分结构尺寸的确定和设计计算 ................................................................................. 5

4.1 罐体和夹套的结构设计 ............................................................................................. 5

4.1.1 罐体几何尺寸计算 ........................................................................................... 6

4.1.2 夹套几何尺寸计算 ........................................................................................... 7

4.2 结晶釜的强度计算 ........................................................................................................ 8

4.2.1 强度计算(按内压计算强度) ........................................................................... 8

4.2.2 稳定性校核(按外压校核厚度) ..................................................................... 10

4.2.3水压试验校核 .................................................................................................... 13

4.3 结晶釜的搅拌器 ........................................................................................................... 14

4.3.1 搅拌装置的搅拌器 ......................................................................................... 14

4.3.2 搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计 ....................................... 14

4.3.3 搅拌装置的搅拌轴设计 ................................................................................ 15

4．4 结晶釜的传动装置设计 .......................................................................................... 16

-精品- 4.4.1 常用电机及其连接尺寸 ................................................................................ 16

4.4.2凸缘法兰 ............................................................................................................. 16

4.4.3安装底盖 ............................................................................................................. 16

4.5 结晶釜的轴封装置设计 ............................................................................................. 16

4.5.1 填料密封 ............................................................................................................ 17

4.5.2 机械密封 ............................................................................................................ 17

4.6结晶釜的其他附件设计 .............................................................................................. 18

4.6.1 支座 ..................................................................................................................... 18

4.6.2 手孔和人孔 ....................................................................................................... 18

4.6.3 设备接口 ............................................................................................................ 18

5. 参考文献 ................................................................................................................................. 21

-精品- 1.结晶釜的结构

1.1 结晶釜的功能和用途

结晶釜主要由搅拌容器、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。 搅拌容器分罐体和夹套两部分，主要由封头和筒体组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成，其形成通常由工艺设计而定；传动装置是为带动搅拌装置设置的，主要由电机、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、工艺管等附件一起，构成完整的结晶釜。

结晶釜是物料混合反应后，夹层内需冷冻水或冷媒水急剧降温的结晶设备，其关键环节在于夹层面积的大小，搅拌器的结构形式和物料出口形式，罐体内高精度抛光，以及罐体内清洗无死角的要求来满足工艺使用条件。

结晶釜是化工、制药、食品等行业的物料混合、加温、降温、搅拌等国内过程中的混合反应设备。由于工艺和介质不同，物料有易燃、易爆、巨毒、高温高压的状况常为多见。设备的搅拌形式、转速、加温和降温的要求不同。该设备的设计选材、结构和减速机防爆与不防爆要求也不同。

1.1 结晶釜的反应条件

结晶釜的设计要注重反应的条件，一般考虑夹套和搅拌器的材料、上下进出口的设计，主要分为温度、压强、进料口和出料口、材料这几个因素。

温度----这个一般都应当有严格的控制，所以在设计的时候要注意温度计选择。要是反应温度高可能要使用油 浸泡温度计，所以要留可以装油的管槽，要是温度低还要注意冰封现象发生。要是温度在100度到0度之间，要求不高的情况下，可以用塞子直接套温度计（注

-精品- 意压强）。

压强----压强的高低要选择合适的反应釜，一般只要能承受两倍的大气压就可以了。本设计是在负压条件下完成。

进料口和出料口----一般进料口做一定大就一个可以了，要注意一些比如回流口、真空口什么的，还有就是出料口的大小，有些物质反应后不容易放出，所以要设计合适。

材料----一般反应釜都是玻璃的，要是工业生产最好用搪瓷的，搅拌的金属要注意保护不要被腐蚀，放料活塞要可以防腐。

还有就是夹套的进出水的控制，防止部分比如盐水的滞留。

2. 设计标准

（1）HG/T 20569-94 《机械搅拌设备》

（2）GB 150-1998 《钢制压力容器》

（3）HG 21563~21572-95 HG 21537.7~8-92 《搅拌传动装置》

（4）TCED S8-90 《压力容器强度计算书统一格式》

（5）CD 130A20-86 《化工设备设计文件编制规定》

3. 设计方案的分析和拟定

此次我要设计的是全容积为3.53m，操作容积为2.53m的结晶釜。

1、设计压力：容器内的设计压力为负压，夹套内的设计压力为0.2MPa，由此可知本反应釜是在常压下工作 。

2、设计温度：容器内的设计温度80到100℃，夹套内的设计温度<150℃，设计温度均不高，不需要对反应釜作保温措施。

3、介质选择：容器内的介质为染料及有机溶剂,夹套内的介质为冷却水或蒸