反应釜开题报告

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生物发酵反应釜的设计开题报告

生物发酵反应釜的设计开题报告

学生毕业设计(论文)开题报告
一、课题的目的及意义(含国内外的研究现状分析):
本设计是以玉米为原料生产高硒酵母的试验和工业化生产提供技术装备,同时稍加改装也可用于其他类型的化学,生物反应设备,其用途相当广泛。

我国是农业大国,但并不是农业强国。

以玉米为例,玉米是我国的主要经济作物之一。

种植面积广泛,产量较大,但其深加工量不到玉米产量的两成。

致使玉米大量积压,严重影响综合效益和农民收入水平。

另一方面,我国加入WTO后各方面要与国际接轨和国民生活水平的提高,对食品质量的要求在不断提高,以在食品加工中必备的酵母为例:国外已从富硒酵母发展到今天的高硒酵母,其与我国使用的传统的无机亚硒酸酵母相比不仅含有生物体内新陈代谢必须的硒,而且富含B类维生素,谷胱甘肽,酵母蛋白质,酵母其他无机盐。

硒酵母可以提高人体的免疫能力,抵抗疾病调动机体内的抗癌因素,控制肿瘤生长。

已经成为当前国际上公认的微量元素增强剂。

而我国现有的生产加工设备工艺落后自动化水平低,生产工艺及生产参数计算机控制应用不广泛。

如果本设计能顺利实现工业化生产的要求,可以为我国居民的食品营养又添新色,同时也可以为玉米的深加工提供又一条途径,为解决“三农问题”,实现和谐社会的目标做出贡献。

二、课题任务、重点研究内容、实现途径、条件:
在整个工业化生产中可以简略的概括为下图的典型流程:。

反应釜开题报告

反应釜开题报告

沈阳理工大学毕业设计(论文)开题报告设计(论文)题目:水解反应釜设计系(部):机械系专业班级:过程装备与控制工程0702学生姓名:指导教师:开题时间:2010年月日指导教师评阅意见指导教师签字:年月日1.课题的目的和意义1.1 课题的目的化工设备毕业设计是培养我们学生设计能力的重要实践环节,通过毕业设计,可以使我们独立的运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识,综合的分析和解决工程实际问题的能力,因而在我们完成毕业设计后,应达到下列目的:(1)通过毕业设计,能够将我们所学的知识,在设计中综合的加以运用,使学到的知识得到巩固、加深和提高。

(2)使我们具有独立进行工程设计的能力,树立正确的设计思想,掌握化工容器及设备设计的基本方法和程序,为今后从事工程设计打下良好的基础。

(3)通过毕业设计可以使我们熟悉和运用设计资料,如有关国家颁布标准,以完成我们在机械设计方面所必备的基本训练。

1.2 课题的意义搅拌釜是化学、医药及食品等工业中常用的典型设备之一。

本设计为对硝基苯酚生产过程中的一台水解反应釜,对硝基氯化苯的水解反应过程中,应用此设备。

[2]搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散,从而达到均匀混合;也可以加速传热和传质过程。

搅拌操作的例子颇为常见,例如在化学实验室里制备某种盐类的水溶液时,为了加速溶解,常常用玻璃棒将烧杯中的液体进行搅拌。

在工业生产中,搅拌操作是从化学工业开始的,围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等,作为工艺过程的一部分而被广泛应用,搅拌操作分机械搅拌和气流搅拌。

气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层,对液体产生搅拌作用,但气泡的作用对液体所进行的搅拌是比较弱的,对粘度高的液体不适用,在工业生产中,大多数的搅拌操作均系机械搅拌。

搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。

本设计说明书着重对此作计算和说明。

搅拌设备在工业生产中的应用很广,尤其是化学工业中,很多的化工生产都或多或少地应用着搅拌操作。

反应釜课程设计总结

反应釜课程设计总结

反应釜课程设计总结一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解反应釜的基本结构、原理及其在化学工业中的应用。

2. 学生能够掌握反应釜操作的基本步骤和安全规范。

3. 学生能够描述反应釜内进行的化学反应类型及其特点。

技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析并解决反应釜操作中可能遇到的问题。

2. 学生能够运用图表、数据等工具,对反应釜的运行状态进行监测和分析。

3. 学生能够熟练地操作反应釜,进行简单的实验操作。

情感态度价值观目标:1. 学生培养对化学工业的热爱,增强对化学实验的兴趣。

2. 学生树立安全意识,认识到实验操作中遵守规程的重要性。

3. 学生培养团队协作精神,学会在实验中互相配合、共同解决问题。

课程性质:本课程为化学实验课程,旨在帮助学生将理论知识与实际操作相结合,提高学生的实践能力和创新能力。

学生特点:学生为八年级学生,已具备一定的化学基础知识,对实验操作充满好奇,但安全意识和实践经验有待提高。

教学要求:教师应结合学生特点,以启发式教学为主,引导学生主动参与实验,注重培养学生的实践操作能力和安全意识。

在教学过程中,关注学生的情感态度价值观培养,使学生在掌握知识技能的同时,形成正确的价值观。

通过分解课程目标为具体学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 反应釜基础知识:- 反应釜的结构与功能- 反应釜的原理及分类- 反应釜在化学工业中的应用2. 反应釜操作步骤与安全规范:- 操作前的准备工作- 反应釜的操作流程- 常见安全问题及预防措施3. 反应釜内的化学反应:- 常见化学反应类型及特点- 反应釜内化学反应的监测与控制- 影响化学反应的因素4. 实践操作与实验技能:- 反应釜的启动与停止- 反应釜内物质的添加与取出- 反应釜运行状态的监测与分析5. 教学内容的安排与进度:- 第一章节:反应釜基础知识(1课时)- 第二节点:反应釜操作步骤与安全规范(2课时)- 第三章节:反应釜内的化学反应(2课时)- 第四章节:实践操作与实验技能(3课时)教学内容参照教材相关章节,结合课程目标进行组织,确保科学性和系统性。

间歇反应釜实训报告小结

间歇反应釜实训报告小结

一、实训背景为了加深对间歇反应釜的理解,提高实际操作能力,我们进行了为期一周的间歇反应釜实训。

通过本次实训,我们了解了间歇反应釜的工作原理、操作流程以及常见故障的处理方法,为今后从事化工生产工作打下了坚实的基础。

二、实训内容1. 间歇反应釜的结构与原理实训过程中,我们详细学习了间歇反应釜的结构组成、工作原理以及各种零部件的功能。

间歇反应釜主要由反应釜本体、夹套、搅拌装置、加热装置、冷却装置、液位计、温度计、压力表等组成。

反应釜本体用于容纳反应物料,夹套用于加热或冷却反应物料,搅拌装置用于使反应物料充分混合,加热装置和冷却装置分别用于加热和冷却反应物料,液位计、温度计、压力表等用于监测反应过程。

2. 间歇反应釜的操作流程实训过程中,我们按照以下步骤进行了间歇反应釜的操作:(1)检查设备是否完好,确保安全操作;(2)按照工艺要求,向反应釜中加入一定量的反应物料;(3)启动搅拌装置,使反应物料充分混合;(4)根据反应要求,开启加热装置或冷却装置,控制反应温度;(5)观察反应过程,根据反应进程调整操作参数;(6)反应完成后,关闭加热装置和冷却装置,停止搅拌;(7)将反应物料从反应釜中排出,进行后续处理。

3. 常见故障及处理方法实训过程中,我们学习了间歇反应釜的常见故障及处理方法,主要包括:(1)液位计失灵:检查液位计是否正常,如失灵,及时更换;(2)反应釜内无物料:检查原料罐是否正常,如无物料,及时补充;(3)压力异常:检查反应釜是否泄漏,如泄漏,及时修复;(4)搅拌装置故障:检查搅拌装置是否正常,如故障,及时更换或维修。

三、实训心得体会1. 提高了实际操作能力:通过本次实训,我们掌握了间歇反应釜的操作流程,熟悉了各种操作参数的调整,为今后从事化工生产工作打下了坚实的基础。

2. 增强了安全意识:在实训过程中,我们深刻认识到安全操作的重要性,严格遵守操作规程,确保了实训过程的安全。

3. 培养了团队协作精神:实训过程中,我们学会了与他人沟通、协作,共同完成实验任务,提高了团队协作能力。

间歇反应釜仿真实验报告

间歇反应釜仿真实验报告

间歇反应釜仿真实验报告《间歇反应釜仿真实验报告》哎呀,今天我要给大家讲讲我做的那个超级有趣又有点难的间歇反应釜仿真实验呢!我刚看到这个实验名字的时候,心里就想,这是个啥呀?感觉好神秘哦。

不过呢,老师说这个实验可重要啦,能让我们了解好多化学工程里的东西。

我和我的小伙伴们就坐在电脑前,打开了那个仿真软件。

哇,一进去就看到那个反应釜的模型,就像一个大大的罐子,在屏幕上闪着光呢。

旁边还有好多小按钮和仪表盘,看起来就很复杂。

我就对我的同桌说:“你看这东西,咋这么多东西要弄呀?感觉像走进了一个超级复杂的机器世界。

”同桌也皱着眉头说:“是啊,这可咋整呢?”不过呢,我们可不能被这点困难就吓倒啦。

我们先得设置反应釜的初始条件。

这就像是给这个大罐子设定规则一样。

温度要多少呢?压力又该是多少呢?就好像是在照顾一个超级挑剔的小宠物,一点点不对都不行。

我一边看着那些数字,一边想,这就像在做一道超级难的数学题,每个数字都得小心翼翼地填进去。

然后我们开始往反应釜里加原料。

这原料啊,就像是做饭时放的食材一样。

可是呢,这个“做饭”可不像在家里那么简单。

放多了不行,放少了也不行。

我就问旁边的同学:“你说这原料放多少才是刚刚好呢?”同学挠挠头说:“我也不太清楚,只能慢慢试呗。

”加完原料后,就要启动反应啦。

这时候就像在等待一个魔法发生一样。

我们眼睛紧紧盯着屏幕,看着那些代表各种参数的线条开始动起来。

哎呀,我的心也跟着提起来了呢。

可是呢,没一会儿,就出问题了。

反应的速度怎么这么慢呀?这就像一辆本来应该跑得飞快的汽车,却在慢悠悠地爬。

我着急地说:“这是咋回事呀?是不是我们哪里弄错了?”小伙伴们也都围过来,七嘴八舌地讨论着。

有人说是不是温度不够,有人说是不是原料配比不对。

我们就像一群小侦探一样,开始重新检查我们之前的操作。

这感觉就像在找宝藏,要把每一个可能的地方都翻个遍。

最后发现,原来是温度设置得低了一点。

就像我们想让水快点烧开,火却开得太小了。

化工专业实验釜式反应器实验报告

化工专业实验釜式反应器实验报告

化工专业实验釜式反应器实验报告实验名称:实验釜式反应器的使用和操作实验目的:通过对实验釜式反应器的使用和操作,掌握化工反应器的基本原理和操作技能。

实验仪器:实验釜式反应器、温度计、压力表、搅拌器、热水循环装置等。

实验原理:实验釜式反应器是一个封闭的容器,可以进行化学反应。

反应器通常由主体部分、传热传质的搅拌系统、传热系统、控制系统等组成。

在反应过程中,通过对温度、压力等参数的监控和调节,实现对反应的控制。

实验步骤:1.首先检查实验釜式反应器和相关设备的完整性和安全性,确保各项设备正常运行;2.将所需的反应物添加到实验釜式反应器中,并按照比例加入溶剂或催化剂等;3.根据实验要求设定反应温度、压力和搅拌速度等参数;4.打开搅拌器和传热系统,开始反应;5.在反应过程中,定期记录反应温度、压力和搅拌速度等参数的变化,并根据实际情况进行调整;6.当反应达到预定时间后,停止搅拌器和传热系统,并关闭反应器的出口阀门;7.等待反应结束后,将产物从反应器中取出,并进行相应的分析和检测。

实验结果与分析:通过对实验釜式反应器的使用和操作,我们成功完成了一系列化学反应。

根据反应过程中监测到的数据,我们可以得出以下结论:1.反应温度的控制对反应的进行起着关键作用。

在温度过高或过低的情况下,反应速率会受到影响,导致产物不纯或反应效果不达预期。

因此,在实验中需要对反应温度进行严格的控制和调节。

2.反应时间对反应结果也有着重要的影响。

在一些反应中,反应时间过长可能导致产物的分解或降解,从而影响反应的效果。

而反应时间过短则可能导致反应不完全,产物产率低。

因此,合理控制反应时间,可以得到理想的反应结果。

3.实验釜式反应器具有良好的密封性能,可以保证反应过程中的安全性。

在实验过程中,我们没有出现泄漏或其他安全问题,验证了实验釜式反应器的可靠性和稳定性。

结论:通过本次实验,我们成功掌握了化工专业实验釜式反应器的使用和操作。

我们深入了解了实验釜式反应器的基本原理和操作技巧,并能够根据实际需求进行合理的调节和控制。

反应釜开题报告

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长春理工大学毕业设计(论文)开题报告设计(论文)题目: 6300L K型反应釜的设计学院:机电工程学院专业:过程装备与控制工程姓名:赵真学号:110331232指导教师:姜吉光开题时间:2015年3月20日1.课题的目的和意义1.1 课题的目的化工设备毕业设计是培养我们学生设计能力的重要实践环节,通过毕业设计,可以使我们独立的运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识,综合的分析和解决工程实际问题的能力,因而在我们完成毕业设计后,应达到下列目的:(1)通过毕业设计,能够将我们所学的知识,在设计中综合的加以运用,使学到的知识得到巩固、加深和提高。

(2)使我们具有独立进行工程设计的能力,树立正确的设计思想,掌握化工容器及设备设计的基本方法和程序,为今后从事工程设计打下良好的基础。

(3)通过毕业设计可以使我们熟悉和运用设计资料,如有关国家颁布标准,以完成我们在机械设计方面所必备的基本训练。

1.2 课题的意义反应釜是化学、医药及食品等工业中常用的典型设备之一。

搪玻璃反应釜先用胎具将钢板压制成符合烧成要求的折流板,其横截面成类似字母“Ω”形,折流板的宽度H为釜体直径的1/8~1/6,折流板顶面弧度半径R为:3δ≤R≤150mm,δ为折流板钢板厚度,侧面弧度半径r为6~50mm,然后根据反应釜体积的大小,将折流板制成一层或多层,焊接在釜体内壁上,焊缝处处理圆滑过度后,进行搪烧,组装成成品,较好地改善了反应物料流动状态,提高了反应效率。

搪玻璃设备运行中停车后的检验国内、国外高品质的制造商都选用高品质的钢板、焊条、瓷釉,钢板焊条含碳、硫、磷杂质低,钢板内晶格结构紧密并有微量元素以抑制制造过程中吸氢,瓷釉选用耐腐蚀性能好、耐温差急变性能优异、熔点低的瓷釉。

搪烧时采用“低温长烧”、“搪烧后缓冷”的烧制工艺,一般在搪烧三次后就没有了气孔,以后的三到四次搪烧仅仅是瓷层的加厚,瓷层一半以上的厚度是致密不导电的,这样的瓷层耐腐蚀性能优异,腐蚀、摩擦、碰撞后即便瓷层厚度减薄也不会影响瓷层的性能。

反应釜开题报告

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反应釜开题报告一、本课题目的及意义:在精细化工行业中,反应釜是常用的一种反应容器,而温度是其主要被控制量,是保证产品晶化质量的一个重要因素。

晶化反应釜利用导热介质通过反应釜的夹套来提高釜内物料的温度,通过搅拌机的搅拌使物料均匀、提高导热速度,并使其温度均匀。

导热介质的选择根据各厂产品的工艺温度要求确定的,常见的导热介质有过热蒸汽和导热油。

温度测量常用热电阻或热电偶及其变送器组成。

通入反应釜的导热介质要求保持温度恒定,通过调节流入反应釜夹套的导热介质的流量,来控制反应釜内物料的温度符合工艺要求。

现代工业的发展,对产品质量提出了更高的要求,反应釜内物料的温度常常要求被恒定在4-1℃或更小的范围内,靠手工调节流量的做法已经不能满足要求了,温度调节控制被赋予新的历史使命。

二、国内外研究现状(1)晶化反应釜发展现状进入到二十一世纪搪玻璃设备行业通过不断的投资、建设,企业规模和产品的大型化在持续增长,整个行业的产值一直处于上升的态势,行业的装备有较大的改善和提高。

据2000~2008 年的统计,搪玻璃设备行业生产总无忧论文网值平均达到15.6亿元/年,折合产量为12.1万吨/ 年,年平均增长率在10%左右。

1)搪玻璃设备行业固定资产投资不断加大2000~2008年搪玻璃设备行业的固定资产投资额预计在15亿元以上,企业的生产规模不断提高,产品生产规格不断加大。

2)晶化设备行业的制造能力和产品规格不断提高进入二十一世纪,晶化釜制造厂根据有关法规要求,为进一步提升晶化釜设备的制造和应用范围,江苏扬阳化工设备制造有限公司、苏州协力化工设备有限公司、苏州飞跃工业搪瓷有限责任公司、临沂宏业化工设备有限公司、淄博华星化工设备厂、淄博工业搪瓷厂等企业先后将压力容器制造许可证由D2 升级到A2。

3)晶化釜设备行业的经济体制改革力度不断加大据2000年初期的统计表明,反应釜行业投资500万以上企业共有112家,其中国有和集体企业32 家,随着国家经济体制改革力度不断加大和市场经济的加剧,晶化釜行业的企业改革、改组和改制不断强化。

反应釜设计开题报告

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指导教师意见
指导教师签字
年 月 日
专业审查意见
审查人签字
年 月日
反应釜设计开题报告
齐齐哈尔大学
开题报告
学院
外的研究现状
国内:我国正处于反应釜生产和消费的高速增长期,已广泛应用于石油化工、轻工、食品、酿酒、制药、家电、水电、机械、建筑、市政和各种民用器具中[5]。越来越多的学者致力于夹套传热反应装置的研究,国内由原料能源转变为最终有效利用能源转化率目前只有27%,节能的潜力很大。夹套传热设备总是应用的非常的广泛,在日产千吨的合成氨厂中,各种传热设备约占全厂设备总数的40%左右[6]。随着我国化工业的发展化工生产对反应釜的要求越来越高:1.大容积化,这是增加产量,减少批量之间的质量误差,降低产品成本的有效途径和发展趋势。2.反应釜的搅拌器,已由单一搅拌器发展到双搅拌器或外加泵制循环。3. 以生产连续化和自动化代替笨重的间隙手工操作。4.合理利用热能,选择最佳的工艺操作条件[7]。
论文,2007
[12] Knudson,J.G.and D,L,Katz,Fluid Dynamics and Heat Transfer,McGraw-HiLL,
New Yok,1988。
[13] Cheers.Y and Nakayama.W.Recent Advances in Compact Heat Exchangers inJapan.ASME HTD-10,5-16,1980.
[4] 陈偕中. 化工容器设计[M].上海:上海科学技术出版社,1987
[5] 陈乙琮. 搅拌设备设计[M].上海:上海科学技术出版社,1985.11
[6] 朱有庭. 曲文海,于浦义.化工设备设计手册[M]. 北京:化学工业出版社,2004.12

搅拌釜式反应器计算流体力学模拟的开题报告

搅拌釜式反应器计算流体力学模拟的开题报告

搅拌釜式反应器计算流体力学模拟的开题报告题目:搅拌釜式反应器计算流体力学模拟一、研究背景及意义搅拌釜式反应器是一种常见的化学反应器,广泛应用于化工、制药、食品等领域。

为了提高反应器的效率及产品质量,需要对反应器内部的流动状况进行深入研究。

计算流体力学模拟是一种有效的研究反应器内部流动的方法。

通过模拟反应器内流体的运动及物质传递过程,可以获取反应器内部的流场信息,从而优化反应器的设计,提高反应器的生产效率及产品质量。

本研究旨在通过计算流体力学模拟,探究搅拌釜式反应器内部流动的特性,并寻求优化反应器设计的方案,为化工、制药、食品等领域的反应器设计与优化提供理论支持。

二、研究内容及方法(一)研究内容1. 建立搅拌釜式反应器的计算流体力学模型;2. 模拟反应器内的流动及物质传递过程;3. 分析反应器内部的流场特性,如速度场、压力场、浓度场等;4. 优化反应器的设计参数,如搅拌速度、搅拌器形状、反应器尺寸等;5. 验证模拟结果的可靠性。

(二)研究方法1. 使用计算流体力学软件建立搅拌釜式反应器的模型;2. 进行数值模拟获取反应器内部的流场信息;3. 结合实验数据对模拟结果进行验证;4. 通过模拟数据进行反应器的优化设计。

三、预期成果1. 建立搅拌釜式反应器的计算流体力学模型,并模拟反应器内部流动;2. 分析模拟结果,探究反应器内部的流场特性;3. 提出优化反应器设计的方案;4. 以论文的形式呈现研究结果。

四、进度安排1. 研究文献的收集与阅读(2周);2. 建立搅拌釜式反应器的计算流体力学模型(4周);3. 模拟反应器内的流动及物质传递过程,并验证模拟结果(6周);4. 分析反应器内部的流场特性,并提出优化反应器设计的方案(4周);5. 撰写论文及完善研究成果(4周)。

五、参考文献1. Wu, C., Wei, G., & Yu, L. (2016). Hydrodynamics and mixing performance in a stirred tank with surface-mounted baffles: A CFD study. Chemical engineering science, 150, 134-149.2. Yang, D., Wang, D., Zhang, G., & Sun, Z. (2014). A computational fluid dynamics simulation of solid-liquid mixing in a stirred tank with the Rushton impeller. Chemical engineering science, 115, 200-209.3. 李明煜, 赵琳琳, 赵明佳, & 刘衡. (2017). 旋转放颗砂搅拌釜内流场数值模拟. 液态物理, 32(1), 24-29.4. 史盼如, 王淑娴, 杨春花, & 杜路源. (2019). 多段平板叶轮搅拌釜内颗粒输运及混合性能的数值模拟. 化学工程, 47(3), 293-300.。

乙酸乙酯的皂化反应釜开题报告内容

乙酸乙酯的皂化反应釜开题报告内容
【3】国家质量监督总局.减速器. HG/T 3139-12;
【4】国家质量监督总局.机架和联轴器的选用. HG 21569-1995;
【5】潘红良、郝俊文,过程设备机械设计,上海:华东理工大学出版社,2006,4;
【6】蔡纪宁,张秋翔.化工设备机械基础课程设计指导书.北京:化学工业出社.2000;
【7】蔡纪宁,张秋翔.化工设备机械基础课程设计指导书.北京:化学工业出社.2000;
四、5月1日~5月25日
1、设计说明书的录入
2、设计图纸的绘制
五、5月26日~6月10日指导教师检查,修改设计成果。
六、6月11日~6月25日图纸及说明书的计算机输出,准备答辩。
六、主要参考文献(或资料)
【1】国家质量监督总局.钢制化工容器强度计算规定.HG20582-1998
【2】国家质量监督总局.机械搅拌设备.HG/T 20569-94;
【8】谭蔚.化工设备设计基础.天津:天津大学出版社,2005;
【9】C.J.Geankoplis.Trsansport Processes and unit operations.3rd ed.New York:PRENTICE Hall PTR,1993;
【10】A.Higuchi,Y.Saitoh.Optimal Control of Four Wheel Steering Vehicle:Vechile System Dynamic,22(1993),pp.397-410.1993;
指导老师意见
指导老师签字
年月日
专业审查意见
审查人签字
年月日
再次,本设计为传热装置,需对夹套内进行的皂化反应进行恒温加热,所以要控制夹套内的液体温度。
五、毕业设计(论文)工作日程计划

开题报告_化工反应釜温度控制系统的研究和设计

开题报告_化工反应釜温度控制系统的研究和设计

开题报告化工反应釜温度控制系统的研究和设计一.选题意义为了满足产品的多样化的市场需要,批量或半批量过程工业得到了极大的重视和发展,使得批量过程的先进控制问题成为当前控制理论与控制工程领域的研究热点。

而间歇化学反应器是高度非线性对象,包括了所有批量过程控制的难点,涌盖了顺序控制、逻辑控制、回路控制的所有控制概念。

因此,开展以化学反应器为控制对象的“面向复杂工业过程集成与优化控制的应用环境建设与先进控制方法研究”,具有重要的理论和现实意义。

在传统化工生产领域,反应釜是生产化工产品如(胶水、化妆品等)的核心主要机械。

反应釜生产现场污染大、气味难闻有毒。

由于自动化程度低,有很多地方都是人工现场观看温控仪表监控操作,对生产人员身体健康伤害很大,且温度控制精度低,一直困扰着这个行业。

在工业控制领域,如何更有效地开发针对特定对象的先进控制算法是人们普遍关心的问题。

同时在工业测控系统开发过程中,实现测控系统与仿真系统的集成是当前的一个发展方向。

随着社会高速发展,工业自动化技术的不断更新换代和普及,在传统化工生产领域改造和更新有力了极大的改进。

化工生产在我国国民经济建设中占有很重要的地位,而反应釜是化工生产中实现化学反应的主要设备之一。

由于反应过程受外界温度、反应物质不同、浓度等因素影响较大,且系统本身具有较大的时变性和滞后性,从控制的角度来看,反应釜属于最难控制的过程之。

生产过程经常在高温、高压、易燃、易爆等环境下进行,生产的安全性至关重要,因此高性能、高精度反应釜控制器的研制受到高度重视。

二.综述1.国内外的反应釜发展现状目前,位于化工自动化最底层的控制器仍然是以PID为主流。

PID方法是一种基于过程参数的控制阀,其控制原理简单、实现方便,但在控制对象非线性时变、给定突变、大时滞系统等情况下,过程模型难以确定,参数调整往往比较困难,即使可行也因调整时间过长、超调量过大,使控制效果不佳,因此,使用先进的控制理论来弥补PID控制方法的不足,成为目前国内外自动控制方面的一个主要课题。

聚氯乙烯反应釜毕 业 设 计 开 题 报 告

聚氯乙烯反应釜毕 业 设 计 开 题 报 告

五、指导教师审阅意见
签名: 年 月 日
[1]刁玉玮,王立业.化工设备机械基础.大连:大连理工大学出版社.1983 [2]汤善甫,朱思明.化工设备机械基础.上海:华东理工大学出版社.1991 [3]蔡纪宁,张秋翔.化工设备机械基础课程设计指导书.北京:化学工业出社.2000 [4]李红,孙虹雁,高德玉.化工机械应用基础.北京:化学工业出版社.2004 [5]王绍良.化工设备基础.北京:化学工业出版社.2002 [6]陈立德.机械设计基础.北京:高等教育出版社.2004 [7]胡建生.机械制图.北京:机械工业出版社.2003 [8]许德珠.机械工程材料.北京:高等教育出版社.2001 [9]陈立德.机械设计基础课程设计指导书.北京:高等教育出版社.2004 [10]王凯,虞军.搅拌设备.北京:化学工业出版社.2003 [11]徐灏.机械设计手册.北京:机械工业出版社.1991 [12]何七荣.机械制造工艺与工装. 北京:高等教育出版社.2003 [13]杨老记,董晓英.AutoCAD2002工程制图实用教程. 北京:高等教育出社.2003 [14]王威廉.机械加工工艺手册.北京:5月5日前,完成开题报告和资料检索 5月15日前,研究聚氯乙烯的化学和物理性质 5月20日前,反应釜的结构特点 5月25日前,完成毕业论文 6月5日前,进一步修改和完成论文以及为答辩做准备 三、阶段性设计计划、设计目标与应用价值 研究并熟悉聚氯乙烯的化学和物理性质和掌握反应釜的结构特点.设计出反 应釜新的制造工艺和制造原料.使我国的化学工业取的长足的进步. 四、参考文献
说明:毕业综合课题开题报告(机电专业学生用)
常州工程职业技术学院
毕 业 设 计 开 题 报 告
( 2007
题目:聚氯乙烯反应釜研究 学生:严小兵 系: 机械电子工程系 指导教师: 张在平 一、前言 1、 课题的背景、目的和意义 我国的经济增长迅速使得化工工业在这几年去的了长足的发展,但在10-15 年内,我国化学品需求增长的潜力很大.反应釜是化工工业的基础,但是我国的化 工工业起步晚.大多数企业的生产工艺还比较落后.原因就在于反应釜科技含量 不高.我们的研究旨在提高我国的化工工业.通过我们的努力可以帮助提高我国 的工业水平.为我国现代化做出贡献. 2、 课题的现状与发展趋势; 我国的经济增长迅速使得化工工业在这几年去的了长足的发展,但是其整体的工 艺水准还不高.特别是化工工业基础的反应釜.我国使用的仍然是旧技术和旧工 艺.不利于我国化工工业的发展.而欧美国家已经大量采用新工艺和新材料.特别 是以高分子为原料的制造工艺,不久将会大量运用. 二、课题方案的确定 1、 方案的原理、特点与选择依据 对聚氯乙烯的化学和物理性质进行研究后利用其特点具有无焊接,不渗漏,无 毒性,重量轻,抗老化,抗冲击等许多的优点.能储运大多数无机酸,碱,盐类溶液 和部分有机溶剂.能替代钛,镍,高级合金钢等材料. 2、 课题完成步骤 专业班级:机电应用0421 专业技术职务:助教

聚氨酯聚酯反应釜监控系统设计与应用的开题报告

聚氨酯聚酯反应釜监控系统设计与应用的开题报告

聚氨酯聚酯反应釜监控系统设计与应用的开题报告一、选题背景与意义随着国家环境保护政策的不断推进,环保型材料的研究和应用越来越受到关注。

聚氨酯聚酯是一种生态型高性能材料,其在建筑、汽车、航空航天等行业有广泛的应用。

聚氨酯聚酯反应釜作为生产此类材料的关键设备,其生产过程中容易出现问题,如反应温度控制、反应压力控制、过程数据记录等。

因此,对聚氨酯聚酯反应釜的监控与控制,是保障产品质量和降低生产成本的重要手段。

本课题旨在设计一套聚氨酯聚酯反应釜的监控系统,从而实现对反应温度、反应压力、物料流量等重要参数的实时监测和控制。

通过监控系统,可以实现生产过程的自动化控制与数据记录,提高生产效率和科学管理水平,同时还能有效地减少生产安全事故的发生。

二、研究内容1. 聚氨酯聚酯反应釜的工作原理及生产工艺分析2. 监控系统设计与算法开发3. 硬件设计与实现4. 数据采集和处理5. 系统测试与优化三、研究方法1.文献调研法:通过查阅相关资料,深入了解聚氨酯聚酯反应釜的工作原理及生产工艺,以及监控系统设计的理论与算法。

2.实验室实验法:通过实验验证监控系统的性能,并进行系统优化。

3.软件开发法:采用计算机编程语言,实现监控系统的控制算法。

四、预期成果本课题的预期成果如下:1. 设计一套可靠的聚氨酯聚酯反应釜监控系统,并实现控制与数据记录;2. 获得较高的实验效果,实现基本功能和预期成果;3. 发表1-2篇高质量论文;4. 参加国内或国际校内或外的学术会议和竞赛,及拓展学术交流平台。

五、进度安排第一阶段:文献调研与算法开发(1个月)1. 文献调研,了解聚氨酯聚酯反应釜的工作原理及生产工艺;2. 基于文献调研,设计监控系统的主要算法。

第二阶段:硬件设计与实现(2个月)1. 根据监控系统算法,设计硬件方案;2. 硬件元器件选型;3. 硬件电路图设计。

第三阶段:软件开发与系统测试(3个月)1. 硬件软件驱动开发;2. 算法优化与控制调试;3. 系统测试,优化并整合软硬件系统。

间歇式反应釜温度控制系统研究的开题报告

间歇式反应釜温度控制系统研究的开题报告

间歇式反应釜温度控制系统研究的开题报告
一、研究背景和意义
间歇式反应釜作为工业生产中的一种重要设备,广泛应用于化学、医药、冶金等领域。

随着现代化生产的要求和技术的发展,对间歇式反应釜的控制要求越来越高。

其中,温度控制是较为重要的一环,对反应釜的产量、产品质量、设备寿命等方面都有着重要的影响。

因此,本研究旨在设计一套间歇式反应釜温度控制系统,为实现反应釜的智能化控制提供支持。

二、研究方法和步骤
本研究将采用以下步骤进行:
1. 研究分析间歇式反应釜的结构原理、工作过程和温度控制需求,制定控制系统的设计方案。

2. 选定温度传感器和执行器,通过实验得到间歇式反应釜的温度响应特性和传递函数,并进行系统模型建立。

3. 选择合适的控制策略和算法,对温度控制系统进行设计和优化,并进行仿真验证。

4. 设计实验平台,进行实际控制实验,验证控制效果。

三、研究内容和重点
1. 间歇式反应釜结构原理和工作过程分析;
2. 温度传感器和执行器的选取原则;
3. 计算间歇式反应釜的温度传递函数;
4. 选定控制策略和算法;
5. 设计控制系统硬件及实验平台;
6. 进行仿真和实验验证,得到控制效果。

四、研究成果和预期目标
1. 完成间歇式反应釜温度控制系统的设计和实现;
2. 通过仿真和实验验证,得到控制效果,并对设计结果进行优化和改进;
3. 利用所设计的控制系统,实现间歇式反应釜的温度控制,提高设备的稳定性和产品质量;
4. 发表相关学术论文,参加国内外学术会议,提升学术交流和研究水平。

反应釜课程设计报告模板

反应釜课程设计报告模板

设计条件及设计内容分析由设备条件单可知,设计的反应釜容积为1.8m 3、操作容积为1.54m 3;搅拌装置配置的电机功率为3.0KW 、搅拌轴转速为85r/min 、搅拌桨形式为框式;加热方式为用夹套内导热油进行电加热;装置上有8个工艺接管、2个视镜、4个耳式支座、10个电加热套管、1个固体物料进口、1个测控接管。

反应釜设计的主要内容有: (1)、釜体的强度、刚度、稳定性计算和结构设计; (2)、夹套的强度、刚度计算和结构设计;(3)、设计釜体的法兰连接结构、选择接管、管法兰; (4)、人孔的选型及补强计算; (5)、支座的选型及验算; (6)、视镜的选型;(7)、焊缝的结构及尺寸设计; (8)、电机、减速机的选型;(9)、搅拌轴及框式搅拌桨的尺寸设计; (10)、选择联轴器; (11)、设计机架结构及尺寸; (12)、设计底盖结构及尺寸; (13)、选择轴封形式;(14)、绘制总装配图及搅拌轴零部件等。

第一章 反应釜釜体的设计1.1 釜体DN 、PN 的确定 1.1.1 釜体DN 的确定对于直立的反应釜来说,釜体的设备容积通常是指圆柱形筒体及下封头所包含的容积,即 V=V T +V F式中 V T —设备筒体部分容积,m 3; V F —封头容积,m 3。

根据V 及选定的L/Di 值,将釜体视为圆柱形筒体,可以初步估算筒体内径,且根据设备条件单知L/Di=1.1。

由题可知L/D i =1.2 且L D V i ⋅=)4/(2π=1.8 则3i 3i44 1.8D 1.283.14 1.1D V L π⨯==≈⨯,圆整后D i =1300mm ,根据规定DN 取1200mm 。

1.1.2 釜体PN 得确定因操作压力为P W =0.58MPa ,查标准得PN=0.6MPa 1.2 釜体筒体壁厚的设计 1.2.1 设计参数的确定因釜体上装有安全阀,取P=1.1P WP=1.1P W =1.1⨯0.58=0.638MPa11.0,(100%)0.25C φ==无损探伤,,因带有夹套,双面腐蚀C 2=1,查表得0Cr18Ni10Ti 材料[]137MPa t σ=1.2.2 筒体壁厚的设计由公式S n =C PD P ctic +-ϕσ][2得 由S n =C PD P cti c +-ϕσ][2=0.63812000.251 4.052137 1.00.638⨯++=⨯⨯-mm 考虑不锈钢常用厚度为5mm,则取S n =5mm1.3 釜体封头的设计 1.3.1 封头的选型由题目可得该反应釜的封头采用标准椭圆形封头,类型是EHA 。

间歇反应釜内丙烯聚合过程控制系统设计的开题报告

间歇反应釜内丙烯聚合过程控制系统设计的开题报告

间歇反应釜内丙烯聚合过程控制系统设计的开题报

一、选题背景及意义
随着我国化工产业的不断发展,反应釜作为化工生产中重要的反应
设备之一,其在生产过程中的优化和控制越来越受到人们的关注。

其中,间歇反应釜广泛应用于聚合物、合成树脂、化工中间体的制造等过程中,具有操作简便、收率高等优点。

如何建立有效的控制系统,实现反应釜
内丙烯聚合过程的自动化控制,对提高生产效率、优化生产工艺、提高
产品质量具有重要意义。

二、研究内容
本研究主要针对间歇反应釜内丙烯聚合反应过程中存在的一些问题,设计控制系统实现自动化控制。

具体包括以下内容:
1.建立丙烯聚合反应模型,分析反应过程产生的温度、压力等关键
参数的变化规律。

2.根据反应模型,设计反应釜内的自动控制系统。

包括温度、压力、搅拌速度等关键参数的传感器安装、数据采集、控制器设计等方面。

同时,考虑到反应釜内反应物浓度变化的非线性特性,设计反馈控制算法
实现对反应过程的精细控制。

3.设计反应过程中的安全监控系统,包括气体检测、紧急停机等措施,保证反应过程的安全性。

三、预期研究结果
通过本研究,将实现对间歇反应釜内丙烯聚合反应过程的优化控制,预计达到以下预期结果:
1.提高丙烯聚合反应的收率和产品质量。

2.实现反应过程的自动化控制,降低操作难度和人工干预,提高生产效率。

3.建立安全监控系统,保障反应过程的安全性。

反应釜实训装置实验报告

反应釜实训装置实验报告

一、实验背景反应釜是化工、食品、制药等行业中常用的设备,用于进行各种化学反应。

为了提高学生对反应釜的操作技能和理论知识,本实验选取了反应釜实训装置进行操作训练。

二、实验目的1. 熟悉反应釜的结构、原理和操作规程。

2. 掌握反应釜的开停车操作、温度控制、搅拌控制等基本技能。

3. 了解反应釜的维护保养方法。

三、实验原理反应釜是一种压力容器,其内部设有加热、搅拌、冷却等装置,用于进行化学反应。

反应釜的原理是利用外部热源对釜内物料进行加热,通过搅拌使物料充分混合,从而提高反应速率。

四、实验内容1. 反应釜的结构及原理(1)反应釜主要由釜体、釜盖、搅拌器、加热器、冷却器、温度计、压力表、安全阀等组成。

(2)反应釜的原理:通过加热器对釜内物料进行加热,搅拌器使物料充分混合,提高反应速率。

2. 反应釜的开停车操作(1)开车的步骤:1)检查反应釜及配套设施是否完好,确认无泄漏、腐蚀等现象。

2)打开釜盖,检查釜内无异物,确认釜内清洁。

3)打开加热器,逐渐升温至设定温度。

4)启动搅拌器,使物料充分混合。

5)通过温度计、压力表等仪表监控反应釜的温度、压力等参数,确保在正常范围内。

(2)停车的步骤:1)关闭加热器,降低釜内温度。

2)停止搅拌器,使物料沉淀。

3)关闭釜盖,确保釜内无泄漏。

4)待釜内温度降至室温后,进行清洗、保养。

3. 反应釜的温度控制(1)温度控制方法:采用水浴加热或电加热方式,通过调节加热器功率实现温度控制。

(2)温度控制步骤:1)根据实验要求设定温度。

2)打开加热器,逐渐升温至设定温度。

3)通过温度计监控反应釜的温度,确保在正常范围内。

4. 反应釜的搅拌控制(1)搅拌器类型:桨式搅拌器、涡轮式搅拌器、螺带式搅拌器等。

(2)搅拌控制步骤:1)根据实验要求选择合适的搅拌器。

2)启动搅拌器,调节转速,使物料充分混合。

3)通过转速表监控搅拌器的转速,确保在正常范围内。

五、实验结果与分析1. 实验结果(1)反应釜开停车操作顺利,无异常现象。

间歇反应釜操作实训报告

间歇反应釜操作实训报告

一、实训目的本次实训旨在通过实际操作间歇反应釜,使学生掌握间歇反应釜的结构、工作原理、操作流程以及安全注意事项,提高学生在化工实验中的实践能力和安全意识。

二、实训时间2023年11月15日三、实训地点化工实验中心四、实训设备1. 间歇反应釜2. 加热装置3. 温度控制器4. 搅拌装置5. 试剂和原料6. 安全防护用具五、实训内容1. 间歇反应釜的结构与工作原理2. 间歇反应釜的操作流程3. 安全注意事项六、实训步骤1. 准备工作- 确保间歇反应釜处于干净整洁的状态,并检查设备是否能正常工作。

- 配备好所需的实验试剂、溶剂等,并按照实验要求进行称量和准备。

- 确保反应介质符合不锈钢反应釜材质使用要求,设备使用附近不能有易燃物品。

2. 安装操作反应釜- 将反应釜放置在平稳的台面上。

- 用扳手将每根螺帽按顺时针方向拧开,取出釜盖,并轻轻放好,以免碰坏釜盖上的压力表和阀门等。

- 缓慢加入实验试剂或溶剂。

- 将釜盖安定位孔对持进行平放,每根螺栓上都要加上垫片。

- 每次再使用螺帽前应加点油,先用手把每根螺帽拧平,再将每个螺帽用扳手拧紧。

- 注意拧的过程要对称、分多次的拧。

- 拧紧后把反应釜轻微的放入加热套或其他加热装置中。

- 在加热前要把阀门关好、把电源线插紧。

- 再把传感器插到仪器上插好拧紧,热电偶插到釜盖上方直至釜内底部。

3. 设定参数开始反应- 打开反应釜控温装置的控制开关。

- 设定所需的温度、搅拌速度等参数。

- 确保设定的参数符合实验要求,并注意观察反应釜内的温度和压力变化。

4. 搅拌与反应- 启动搅拌系统,使原料和试剂充分混合。

- 根据实验要求,设定合适的反应温度、压力和搅拌速度。

- 在反应过程中,密切关注反应釜内的温度和压力变化,确保反应在安全范围内进行。

5. 观察与记录- 观察反应釜内的反应现象,记录反应时间、温度、压力等数据。

- 根据实验要求,调整反应条件,确保实验结果的准确性。

6. 结束反应- 当反应达到预定程度时,关闭加热装置和搅拌系统。

朱慧反应釜监控系统设计——控制部分开题报告

朱慧反应釜监控系统设计——控制部分开题报告

淮阴工学院毕业设计(论文)开题报告学生姓名:学号:专业:电气工程及其自动化设计(论文)题目:反应釜监控系统设计——控制部分指导教师:年月日一定的冷却介质,来移走反应放出的多余热量。

通过调节流入反应釜夹套中冷却介质的流量,来控制反应釜内物料的温度使之符合工艺要求。

1.2课题在国内外发展反应釜工作环境复杂,受不确定因素影响较大,控制起来非常困难,近年来越来越多的人倾向于反应釜智能控制器的研究,以确保生产安全、提高生产效率、改善劳动条件。

种外部千扰的影响比较敏感,依照机理法和最小二乘法等传统的建模方法,要建立反应过程的精确数学模型是非常困难的。

自上世纪70年代以来,由于工业过程控制的需要,特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下,国外温度控制系统发展迅速,并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果,在这方面,以美国、德国、瑞典等国技术领先,都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪器仪表,并在各行业广泛应用。

它们主要具有如下的特点:(1)适应十大惯性、大滞后等复杂温度控制系统的控制。

(2)能够适应于受控系统数学模型难以建立的温度控制系统的控制。

(3)能够适应于受控系统过程复杂、参数时变的温度控制系统的控制。

(4)这些温度控制系统普遍采用自适应控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理论及计算机技术,运用先进的算法,适应的范围广泛。

(5)普遍温控器具有参数自整定功能。

借助计算机软件技术,温控器具有对控制对象控制参数及特性进行自动整定的功能。

有的还具有自学习功能,它能够根据历史经验及控制对象的变化情况,自动调整相关控制参数,以保证控制效果的最优化。

(6)温度控制系统具有控制精度高、抗干扰力强、鲁棒性好的特点。

1.3研究的重点、难点由于反应釜反应过程受外界温度、反应物质不同、浓度等因素影响较大,生产过程也经常在高温、高压、易燃、易爆等环境下进行,生产的安全性至关重要,因此高性能、高精度反应釜控制器的研制受到高度重视。

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一、本课题目的及意义:在精细化工行业中,反应釜是常用的一种反应容器,而温度是其主要被控制量,是保证产品晶化质量的一个重要因素。

晶化反应釜利用导热介质通过反应釜的夹套来提高釜内物料的温度,通过搅拌机的搅拌使物料均匀、提高导热速度,并使其温度均匀。

导热介质的选择根据各厂产品的工艺温度要求确定的,常见的导热介质有过热蒸汽和导热油。

温度测量常用热电阻或热电偶及其变送器组成。

通入反应釜的导热介质要求保持温度恒定,通过调节流入反应釜夹套的导热介质的流量,来控制反应釜内物料的温度符合工艺要求。

现代工业的发展,对产品质量提出了更高的要求,反应釜内物料的温度常常要求被恒定在4-1℃或更小的范围内,靠手工调节流量的做法已经不能满足要求了,温度调节控制被赋予新的历史使命。

二、国内外研究现状(1)晶化反应釜发展现状进入到二十一世纪搪玻璃设备行业通过不断的投资、建设,企业规模和产品的大型化在持续增长,整个行业的产值一直处于上升的态势,行业的装备有较大的改善和提高。

据2000~2008 年的统计,搪玻璃设备行业生产总无忧论文网值平均达到15.6亿元/年,折合产量为12.1万吨/ 年,年平均增长率在10%左右。

1)搪玻璃设备行业固定资产投资不断加大2000~2008年搪玻璃设备行业的固定资产投资额预计在15亿元以上,企业的生产规模不断提高,产品生产规格不断加大。

2)晶化设备行业的制造能力和产品规格不断提高进入二十一世纪,晶化釜制造厂根据有关法规要求,为进一步提升晶化釜设备的制造和应用范围,江苏扬阳化工设备制造有限公司、苏州协力化工设备有限公司、苏州飞跃工业搪瓷有限责任公司、临沂宏业化工设备有限公司、淄博华星化工设备厂、淄博工业搪瓷厂等企业先后将压力容器制造许可证由D2 升级到A2。

3)晶化釜设备行业的经济体制改革力度不断加大据2000年初期的统计表明,反应釜行业投资500万以上企业共有112家,其中国有和集体企业32 家,随着国家经济体制改革力度不断加大和市场经济的加剧,晶化釜行业的企业改革、改组和改制不断强化。

三、反应釜发展现状及趋势反应釜是指含铬大于12%的钢种。

反应釜自1912年发明以来取得迅猛发展,至今全球仍以每年3—5%的速度递增。

全世界反应釜的消费总量达3500万。

我国正处于反应釜生产和消费应用的高速增长期,已广泛应用于石油、化工、轻工、食品、酿酒、制药、家电、水电、机械、建筑、市政和各种民用器具中。

1990年我国反应釜消费量为26万吨,1999年为153万吨,2000年为173万吨,2001年为225万吨,2004年反应釜消费量达到447万吨左右,居全世界第一位,预计2006年反应釜消费量将达到600万吨以上,其中铬镍奥氏体反应釜的消费量占反应釜总消费量的75%—80%。

但是随着化工产业的发展化工生产对反应釜要求越来越高化工生产对反应釜的具体要求和发展趋势如下:1、大容积化,这是增加产量、减少批量生产之间的质量误差、降低产品成本的有效途径和发展趋势。

染料生产用反应釜国内多为6000L以下,其它行业有的达30m³;而其它行业可达120 m³。

2、反应釜的搅拌器,已由单一搅拌器发展到用双搅拌器或外加泵强制循环。

国外,除了装有搅拌器外,尚使釜体沿水平线旋转,从而提高反应速度。

3、以生产自动化和连续化代替笨重的间隙手工操作,如采用程序控制,既可保证稳定生产,提高产品质量,增加收益,减轻体力劳动,又可消除对环境的污染。

4、合理地利用热能,选择最佳的工艺操作条件,加强保温措施,提高传热效率,使热损失降至最低限度,余热或反应后产生的热能充分地综合利用。

热管技术的应用,将是今后发展的方向。

四、拟采取的研究路线原理:根据国家标准及相关规定,对反应釜的釜体、反应釜的夹套、釜体上的接管等相关设计。

特点:体积小容易摆放,便于小型生产,有很好反应速率。

选择依据:搅拌反应釜是化工生产中实现化学反应的主要设备。

在当今社会,社会不断多元化,小型企业不断的增多,小型反应釜更能方便小型企业的生产,它的性价比更能为企业创造更多的利润。

五、晶化反应釜温度控制及要求:气动薄膜电动执行阀加PID调节装置是现代工业典型的反应釜温度控制系统,其基本组成为:被控对象(反应釜)、检测变送装置(热电偶温度计)、控制装置(调节器)与执行调节机构(气动薄膜执行阀)四大部分。

自动控制系统控制流程图如图1所示。

图(1)该方案被各领域广泛应用,但由于薄膜阀系统本身管路复杂,要求有气源,且对气源要求高所以此方案不是在各种情况下都是最适用或最经济的。

生产基本工艺流程如下:a.流程开始(判别加热油箱温度是否达到设定值,未达到,接通加热装置,开始加热;温度达到设定温度方可允许反应釜投入运行)。

b.向反应釜内投放基本材料(开始搅拌,开始加热,加温至140℃)。

c.预溶(定时,保持140 ℃恒定)。

d.二次投料(监测料门是否关闭,逐步温升至160℃ )。

e.一次反应(定时,保持160℃恒定)。

f.三次投料(监测料门是否关闭,逐步温升至175 ℃)。

g.二次反应(定时,保持175 ℃恒定)。

h.抽真空(定时)。

i.停真空、停加热同时加压排料。

j.检测到出料口压力为零,则排料结束。

k.流程结束。

六、温度控制系统组成问题及解决方案根据要求及生产工艺在进行设计过程中,我们注意到三个关键因素:①加热油箱的容积及其温度控制;②反应釜本身的热均匀度及热效率;③采用何种导热介质流量控制方式。

为了有利于反应釜温度控制,加热油箱采取恒温控制,控制温度可设定,设定温度控制范围0~260℃。

由于溶剂所需反应温度较高,导热介质选用导热油320(闪点320 ℃);采用四组u型电加热器加热;温度测量选用一支长度为650 mm的Ptl00热电阻作为传感器。

加热油箱容积的确定,应当有利于反应釜温度控制。

如果太小,当几个反应釜同时开始,油箱内的油就会很快经历一个循环,其温度波动也就会很大,不利于反应釜温度控制;加热油箱容积如果太大,所需加热器功率就很大。

根据经验及计算,我们选择加热油箱容积为2 in 。

热均匀度及热效率是衡量反应釜好坏的一个重要参数。

影响反应釜热均匀度及热效率的因素包括反应釜夹套形式、搅拌机浆叶的搅拌效率、反应釜本身的保温密封效果等。

现有的大多数反应釜釜身多是由内外两张钢板围焊而成的桶身,中间除一些加强连接外没有导热介质导流装置。

这对于导热介质要求流速较低的反应釜的热效率影响不会太大,但对于导热介质流速较高的反应釜热效率有很大影响。

当导热介质流速达到一定值后,由于压差增大,很容易在进口和出口间形成直排通路即短路,而在其它位置形成导热介质涡流滞留,这部分导热油不能有效外排,形成循环死角,从而使反应釜夹套内各处冷热不均,使热效率下降,釜内温度降低。

加快导热介质流速反而使釜内温度降低的这种情况,不符合想通过改变导热介质流量(流速)来有效控制反应釜内溶剂温度要求。

所以在反应釜的设计当中,在反应釜夹套内设置了管状螺旋式导流装置,使导热介质充分流过反应釜夹套,并在夹套最顶部设置了排气阀套搅拌机的搅拌效果,是保证釜内物料均匀及其温度均匀的关键因素。

为此,设置了三层浆叶,并减小了与釜壁的间隙。

反应釜本身的保温密封效果,是减少反应釜热散失、提高反应釜热效率的关键因素之一。

为此我们也做了相关的工作。

通过上述几项措施,我们最大限度地提高反应釜的热均匀度及其热效率。

考虑到系统比较小,气动薄膜阀本身有一些缺陷,我们没有采用常规的气动薄膜电动执行阀PID调节装置的控制方式控制导热介质的流量,而是另辟蹊径,采用了变频驱动器直接拖动齿轮泵电机的变频齿轮泵方式给反应釜夹套供油的方式,通过改变齿轮泵的转速来改变导热介质流量。

具体控制是由上位计算机与变频器件通过RS-232/RS-485转换接头直接通讯,改变交流马达变频器的输出频率,从而改变齿轮泵驱动电机的转速,进而改变了齿轮泵的转速及其输出流量来达到流量控制的目的。

利用变频齿轮泵实现导热介质流量控制虽非常规控制方式,但它实现了数字化控制,直接受上位机控制,反应速度快、控制精度高。

而且对于这套控制系统而言,由于反应釜较小,数量不多,采用变频齿轮泵控制流量比气动薄膜电动执行阀PID调节装置的控制方式还要经济实用。

我们采用每个反应釜配一个棒式Ptl00热电阻,将其插于反应釜内测定釜内物料温度。

在精细化工行业中,经常出现糊锅的问题,对产品质量有很大影响,甚至产生废品。

对此,我们采取了两项措施加以解决:①采用Ptl00薄膜热电阻贴于反应釜外壁,测定夹套壁温度并反馈回上位机,并控制其不超过设定温度,从根本上防止糊锅;②与提高物料温度均匀度相联系.也就是上面提及的减小搅拌机浆叶与釜壁的间隙,避免部分物料长期粘接在釜壁,影响热传导。

对数据采集以及输出信号的控制我们采用AD.AM5000E系统。

ADAM5000系列数据采集及控制系统是专门为工业自动化数据采集及自动控制而设计。

ADAM5000E系统包括一个l6位微处理器、一个电源转换器、一个RS-232通讯口、一套RS-485通讯口、以及一个八槽基板。

ADAM5000系统通过RS.232或RS-485通讯口受上位机控制;可配置多种I/0模块;抗干扰能力强。

在本文所述的控制系统中,选择三个5013三通道RTD输入模块,用于温度测量;选两个5060六RELAY输出模块控制加热油箱四路加热棒、四个反应釜搅拌电机以及真空泵、加压泵;选择一个5080计数/频率模块监视搅拌机的速度;选择一个5052十六DI模块用于输入反应釜启动、停止,料门开关状态;选择一个5056十六DO模块控制各反应釜的真空阀及加压阀以及声光报警器。

利用上位机的串口COM1与ADAM500E直接通讯来达到控制目的.模糊控制器是近年来发展起来的新型控制器,其优点是不要求掌握受控对象的精确数学模型,而根据人工控制规则组织控制决策表,然后由该表决定控制量的大小,将模糊控制和PI 控制两者结合起来,扬长避短,具有模糊控制灵活而适应性强的优点,又具有PI 控制稳态精度高的特点,使反应温度的控制具有良好的动态和静态特性,能够严格跟踪温度工艺曲线,以保证产品质量和产量。

七、总体目标对晶化反应锅及其工作原理、结构参数和性能参数进行优化设计,通过具体的实践来验证反应锅的工艺要求,为早日实现反应釜的工艺和机械设计的完美提供一种依据。

2、主要研究对象(难点):对搪玻璃反应锅筒进行研究与设计:1、筒体的厚度设计;2、筒体的高度设计;3、筒体的强度校核;五、预期成果(1)根据要求,将总体项能分解成若干个子功能模块,每个功能模块完成一个特定的功能;(2)根据总体要求及分解的功能模块,确定各功能模块之间的关系,设计出完整的程序流程图;(3)记录各个模块相关数据;(4)处理相关八、进度安排时间工作内容5月5日前完成楷体报告和资料检查5月15日前研究搪玻璃的物理化学特性5月20日前反应锅结构特点5月25日前完成毕业设计论文和图纸绘制6月5日前进一步修改设计及答辩九、参考文献1 蔡纪宁,张秋翔.化工设备机械基础课程设计指导书.北京:化学工业出社.20002 刁玉玮,王立业化工设备机械基础.大连:大连理工大学出版社.19833 汤善甫,朱思明.化工设备机械基础.上海:华东理工大学出版社.4 陈立德.机械设计基础.北京:高等教育出版社.20045 许德珠.机械工程材料.北京:高等教育出版社.20016 王凯,虞军.搅拌设备.北京:化学工业出版社.20037 徐灏.机械设计手册.北京:机械工业出版社.19918 何七荣.机械制造工艺与工装. 北京:高等教育出版社.2003.。

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