反应釜设计
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反应釜设计
反应釜的总体结构 釜体及传热装置设计 搅拌器 传动装置与搅拌轴
搅拌反应器的轴封
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一、反应釜的总体结构
搅拌设备由主要由釜 体部分、搅拌装置、 轴封、传热装置和传 动装置五大部分组成。
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一、反应釜的总体结构

釜传传搅体热动拌部装装装分置置置包的一是括作般为筒用由了体是电使，控机各上制、种、反减物 下应速料封过器混头程、合以中联均及的轴匀各热器，种量等常接传组用管递成搅口。。拌等常器。 筒用搅如体外拌桨的置轴式直式用、径夹联涡和套轴轮高或器式度内与、决置减推定式速进釜蛇器式 容管相等积。联各的，有大传不小递同，来的应自尺根电寸据机和工的范艺动围， 要加力可求热。根确介为据定质保被其常证搅长选反拌径用应物比蒸釜料。汽筒的，体粘有空度、
物料粘度较大可取大值。
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②估算筒体内径D1
釜体全容积 V ：
V


4
D12 H1


4
D13
H1 D1
D1

3
4V
i
③确定公称直径DN（查表）
④确定筒体高度 H1 V V封
V 1m
V封－封头容积， V1m－1米高筒体容积（查附表）
⑤修正实际容积
V=V1m×H1+V封
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2、夹套的几何尺寸计算
①夹套直径D2(mm) ②夹套高度H2
H 2 V V封
V 1m
V封－下封头容积，V1m－ 1米高筒体的容积。
夹套直径D2 (mm)
D1 500～600 700～1800 2000～3000
D2
D1+50
D1+100
D1+200
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③传热面积校核
F封 + F筒 ≥ F
式中： F筒－筒体内表面积(传热)； F筒 = H2×F1m，m2； F封－封头内表面积（查附表）； F1m－1米高筒体内表面积（查附表） ； F －给定传热面积。
当反应釜内液体物料 需要输出到位置更高 或者与其并列的另一 设备中去时，可采用 上出料管。 出料利用压缩空气或 惰性气体的压力，将 釜内液体物料压出。 或真空抽出。
Q235-A
上出料管
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下出料管
当反应釜的液体物料需要 放入另一个位置更低的设 备中去时，反应釜底部装 设下出料管。 (a)型夹套需进行翻边，应力 集中小，但加工困难。 (b)型夹套不需翻边，易于制 造。用于夹套内压力较低 时。
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带螺旋导流板的夹套
焊在釜体上的螺旋导 流板既可提高加热或 冷却介质的流速、改 善传热效果，又可增 加釜体刚性。
螺旋导流板
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夹 套 封 闭 件 与 釜 体 的 焊 接
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整体式夹套
当 F封+F筒＜F 时，应考虑再设其他传热装置。
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3、罐体厚度计算
当罐体内为正压外带夹套时，被 P1 夹套包围部分的筒体和封头应分 别进行内压强度计算及外压稳定 性计算，并取其中较大值；其余 部分按内压圆筒设计。
其中内压设计压力P 等于釜体设
计压力P1，外压设计压力P 等于
夹套设计压力P2。为什么？
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1、釜体的尺寸
(1) 长径比（H1/D1)的确定 确定长径比时应考虑：
①③长反径应比过对程搅对拌长功径率比的影要响求：用 N于∝发d酵j5，过长程径的比发越酵大罐，，即为D使1 或通 d入j 越的小空，气所与需发搅酵拌液功充率分也接越触小，。
②需长有径足比够对的传液热深的，影因响此：要长求径长比 大径，比可大以。使传热表面到釜中心 的距离较小，釜内温度梯度小， 有利于传热。
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罐体的长径比i：
按物料类型选取，见下表：
几种搅拌釜的长径比i(H1/D1)值
H1/D1
既然长径比越大，搅拌功率越小，越有利于传热，为什 么表中的 i 值并不是很大？
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(2) 釜体内直径D1和高度H1的确定
①确定装料系数η
釜体全容积 V 与操作容积 V0 的关系：
V0 = ηV
装料系数η 一般取0.6～0.8； 物料在反应过程中要起泡沫或呈 沸腾状态，装料系数η取低值，约 为0.6～0.7； 物料反应平稳， η可取0.8～0.85，
以上三点均应在装配图的技术要求里注明！
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5、工艺接管口 加 料 管
(acb))型型加接加料管料管伸管浸进可没设抽在备出料内，液，用中端于，部易可成磨减4蚀5少°、因斜易冲面堵击朝塞液向的面中物而心料产，生可清的避洗免、 物检泡料修沫沿方。管釜便上壁。开流小动孔。是为了防止虹吸现象。
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上出料管
釜体及传热装置设计主要包括：
釜体的结构设计； 釜体的几何尺寸计算； 夹套的几何尺寸计算； 釜体和夹套的壁厚计算； 工艺接管口设计； 夹套的结构设计；
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上夹下套封常头采一用般焊 均接采式用整标体准结椭构 圆形封式头。。
下反封应头器与有筒上体出 焊料接方，式上和封下头出 与料筒方体式的。连接 型常式选分用为悬可挂拆式 连支接座和。不可拆 连接两种，可 拆连接一般做 成法兰连接。
强时间搅度用的拌、有密器稳机封转定载，速性热在等计体搅选算，拌择按冷轴。前却穿述介过
方质封搅法通头拌进常处器行用要通。冷有常却密用水封可或装拆盐置连水即接。轴固 传封定热。在面搅积拌要轴满上足。工艺所需
传电热机量、的减要速求器。重量不大时
可利用机架支承在封头上
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反应釜
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二、 釜体及传热装置设计
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整体式夹套
最常用的夹套是U型夹套，它是一个 薄壁筒体，套在搅拌釜外部。夹套所 包围的筒体表面积即为传热面积。 夹套的特点是结构简单，制造方便， 基本不需要检修。 一般U型夹套可以使用于2.5MPa以下， 压力高时可以采用蜂窝式夹套。
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整体式夹套
不可拆式整体式夹套
可拆式整体式夹套 23
整体式夹套
P2
最后要进行水压试验应力校核。
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4、夹套厚度计算
夹套按内压进行设计计算。 注意：①应在内筒液压试验合格后再焊接夹套；
②夹套水压试验必须事先校核该容器在夹套 试压时的稳定性是否足够；
③若不满足稳定性，则夹套水压试验时釜体 内须保持一定压力，以便在整个试压过程 中，夹套与筒体的压力差不超过设计值。
下出料管
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6、传热构件
常用的传热装置有两种：夹套和内盘管。 传热装置所需要的传热面积应根据搅拌反应釜升温、保温 或冷却过程的传热量和传热速率来计算。
（1）夹套
夹套的主要结构有：整体夹套、型钢夹套、半圆管夹套和 蜂窝夹套。 整体夹套有圆筒型和U型两种，夹套与筒体的连接方式分 为：可拆式和不可拆式。