反应釜釜体的设计
反应釜釜体设计
反应釜釜体的设计目录1概述 (2)2工艺设计 (2)釜体容积 (2)最大工作压力 (2)p= (2)根据要求操作压力W设计压力p＝（～）W p，取p＝W p=×=； (2)工作温度 (3)工作介质 (3)3机械设计 (3)釜体DN、PN的确定 (3)3.1.1釜体DN的确定 (3)3.1.2釜体PN的确定 (3)釜体壁厚的确定 (3)3.2.1筒体壁厚的设计 (3)釜体封头的设计 (3)3.3.1封头的选型 (3)3.3.2封头的壁厚的设计 (3)3.3.3封头的直边尺寸、体积及重量的确定 (4)筒体长度H的设计 (4)3.4.1筒体长度H的设计 (4)3.4.2釜体长径比L/D i的复核 (4)外压筒体壁厚的设计 (4)3.5.1设计外压的确定 (4)3.5.2试差法设计筒体的壁厚 (4)3.5.3图算法设计筒体的壁厚 (5)外压封头壁厚的设计 (5)3.6.1设计外压的确定 (5)3.6.2封头壁厚的计算 (5)4总结 (6)参考文献 (6)1概述反应釜釜体的作用是为物料反应提供合适的空间。
釜体中的筒体基本上是圆筒，封头常采用椭圆形封头、锥形封头和平盖，以椭圆形封头应用最广。
根据工艺需要，釜体上装有各种接管，以满足进料、出料、排气等要求。
为对物料加热或取走反应热，常设置外夹套或内盘管。
上封头焊有凸缘法兰，用于釜体与机架的连接。
操作过程中为了对反应进行控制，必须测量反应物的问的、压力、成分及其他参数，容器上还设置有温度、压力等传感器。
支座选用时应考虑釜体的大小和安装位置，小型的反应器一般用悬挂式支座，大型的用裙式支座或支承式支座。
釜体结构简图 (CAD)2工艺设计釜体容积对于反应釜，釜体容积通常是指圆柱形筒体及下封头所包含的容积之和。
根据釜体容积容积V的性质，选定H/Di的值，若忽略釜体低封头容积，可以认为3/44i i iiHV D H D H DDππ⎛⎫===⎪⎝⎭根据规定可知：iD=1200mm，又因为一般反应釜的/iH D=1~1.3,,由此可得出331.36~1.7644i iiHV D H D mDππ⎛⎫===⎪⎝⎭最大工作压力根据要求操作压力Wp=设计压力p＝（～）Wp，取p＝Wp=×=；液体静压()221.1 1.2/10L p kg m s cm ••⨯≈MPa 0132.0≈； /L p p =0.0132.0.024 2.4%0.55==＜5％，可以忽略L p ； 计算压力c L p p p =+ = p =MPa ；因此釜体最大工作压力为工作温度根据要求：工作温度t=100℃工作介质釜体体内的工作介质选为聚乙烯3机械设计釜体DN 、PN 的确定3.1.1釜体DN 的确定根据规定D i =1200mm由[]1314页表16-1查得釜体的mm DN 1200=3.1.2釜体PN 的确定因操作压力W p ＝MPa ，故PN ＝MPa釜体壁厚的确定3.2.1 筒体壁厚的设计 由公式22[]c i d t cp D S C p σ=+Φ- 得： 1.10.51200 1.0 3.41()2137 1.0 1.10.5d S mm ⨯⨯=+=⨯⨯-⨯ 考虑1C ，则n S '=d S +1C =mm ，圆整4n S mm =刚度校核：不锈钢的mm S 3min ≥考虑筒体的加工壁厚不小于5mm ，故筒体的壁厚取mm S n 5=釜体封头的设计3.3.1 封头的选型由文献[]1316页表16-3选釜体的封头选标准椭球型，代号EHA 、标准JB/T4746—2002。
(完整word版)反应釜设计
第一章 反应釜釜体与传热装置搅拌设备常被称作搅拌釜（或搅拌槽），当搅拌设备用作反应器时，又被称为搅拌釜式反应器，有时简称反应釜。
釜体的结构型式通常是立式圆筒形，其高径比值主要依据操作容器的装液高径比以及装料系数大小而定。
传热方式有两种：夹套式壁外传热结构和釜体内部蛇管联合使用。
根据工艺需要，釜体上还需要安装各种工艺接管。
所以，反应釜釜体和传热装置设计的主要内容包括釜体的结构和部分尺寸、传热形式和结构、各种工艺接管的安设等。
1.1反应釜釜体1.1.1确定反应釜釜体的直径和高度在已知搅拌器的操作容积后，首先要选择筒体适宜的长径比（H/D i ），以确定筒体直接和高度。
选择筒体长径比主要考虑一下两方面因素：① 长径比对搅拌功率的影响：在转速不变的情况下，P ∝D 5(其中D ：搅拌器直径；P ：搅拌功率），P 随釜体直径的增大而增大很多，减小长径比只能无谓的损耗一些搅拌功率。
一次一般情况下，长径比应该大一点。
② 长径比对传热的影响：当容积一定时H/D i 越高越有利于传热。
长径比的确定通常采用经验值。
在确定反应釜直径和高度时，还应该根据反应釜操作时所允许的装料程度---装料系数η等予以综合考虑，通常装料系数η可取0.6-0.85.如果物料在反应过程中产生泡沫或沸腾状态，η应取较低值，一般为0.6-0.7；若反应状态平稳，可取0.8-0.85（物料粘度大时可取最大值）。
因此，釜体的容积V 与操作溶积V 0有如下关系：V=V 0/η…………………………………………………………………（1.1） 选取反应釜装料系数η=0.8，由V=V 0/η可得设备容积：V 0=V ×η=1×0.8=0.83m 选取H/D i =1.0，由公式m D H V D ii 08.10.10.14433=⨯⨯==ππ……………………………………（1.2）将计算结果圆整至公称直径标准系列，选取筒体直径D i =1000mm ，查《化工设备机械基础》表8-27，DN=1000mm 时的标准封头曲面高度h=250mm ，直边高度h 2=25mm ，封头容积V h =0.1513m ，由手册查得每一米高的筒体容积为3195.0m V =。
醋酸乙烯酯反应釜设计
醋酸乙烯酯反应釜设计醋酸乙烯酯是一种有机化合物，广泛用于塑料、溶剂、涂料、纤维等领域。
在工业上生产醋酸乙烯酯时，常使用反应釜对醋酸和乙烯进行酯化反应。
本文旨在探讨醋酸乙烯酯反应釜的设计问题。
一、醋酸乙烯酯反应釜的基本结构醋酸乙烯酯反应釜主要由反应釜体和搅拌系统两部分组成。
反应釜体一般包括壳体、进出料口、夹套和热交换器等。
搅拌系统主要由电机、减速器、机械密封和搅拌叶片等组成。
二、反应釜的材料选择选用适当的材料是保证反应釜长期稳定运转的重要因素。
通常情况下，反应釜的材料选择应具有以下要求：（1）要有足够的耐腐蚀性能，以便在强酸、强碱和高温等条件下不易腐蚀，并且能够保证反应物不受到污染。
（2）要具有良好的导热性和封闭性能，以保证反应过程中温度均匀、稳定，并且不会泄漏。
（3）材料的价格应该适中，以确保反应釜的成本控制在合理范围内。
根据以上要求，常见的反应釜材料包括不锈钢、玻璃钢、碳钢和钛合金等，其中不锈钢应用最为广泛。
三、反应釜的容积选择反应釜的容积是根据反应体系的化学量计算而得，一般反应釜的容积应不小于原料的总量，以确保反应物能够搅拌均匀，反应效果良好。
四、反应釜的加热和冷却设计醋酸乙烯酯酯化反应是一个吸热反应，在反应过程中需要加热才能进行。
反应釜的加热方式非常重要。
一般情况下，反应釜可以采用蒸汽、电加热或油加热等方式进行加热，具体应根据反应的规模和工艺要求而定。
反应釜的冷却也是非常关键的。
在反应过程中通过控制夹套中的冷却水来实现反应温度的控制。
反应釜的夹套应该保证冷却水通畅，不堵塞，并且能够在反应中快速调节温度。
五、反应釜的搅拌系统设计搅拌系统是反应釜的一个重要组成部分，对反应的均匀度、效率和反应物质的混合程度有着直接影响。
为保证反应物质的充分混合和反应的均匀性，反应釜的搅拌系统应具备以下特点：（1）搅拌器的叶片要设计合理，以确保反应物质能够充分混合，达到良好的反应效果。
（2）搅拌器的转速要连续可调，并且方便维护。
反应釜设计步骤
反应釜设计步骤反应釜是一种常见的化工设备，用于进行化学反应或物理变化。
在设计反应釜时，需要考虑多种因素，如反应条件、反应物质的性质、釜体材料等。
下面将详细介绍反应釜设计步骤。
一、确定反应条件在设计反应釜之前，需要先确定所需的反应条件，包括温度、压力、搅拌速度等。
这些条件将直接影响到釜体的尺寸和材料选择。
二、选择合适的材料根据所需的反应条件和物质性质，选择适合的材料作为釜体和搅拌器材料。
常见的釜体材料包括不锈钢、玻璃钢、碳钢等；搅拌器材料包括不锈钢、陶瓷等。
三、计算容积和尺寸根据所需的反应量和物质密度计算出所需容积，并据此确定釜体尺寸。
同时还需要考虑搅拌器的直径和长度。
四、设计加热方式根据所需温度和加热方式选择适当的加热方式，并进行相关设计。
常见的加热方式包括电加热、蒸汽加热、导热油加热等。
五、设计搅拌方式根据所需的搅拌速度和物质性质选择适当的搅拌方式，并进行相关设计。
常见的搅拌方式包括框式搅拌器、锚式搅拌器、涡轮式搅拌器等。
六、考虑安全性在设计反应釜时，需要考虑到安全因素。
例如，需要设置安全阀和压力表以确保釜体内部压力不会超过承受能力，还需要考虑到釜体内部可能产生的气体或蒸汽排放问题。
七、进行实验验证在完成反应釜设计后，需要进行实验验证。
通过实验可以检测出设计是否合理，是否存在问题，并及时进行改进和调整。
八、制定操作规程针对所设计的反应釜制定相应的操作规程，包括开机前检查事项、操作流程、安全措施等。
同时还需要对操作人员进行培训和指导，确保其能够正确地操作反应釜并遵守相关规程。
总之，在设计反应釜时，需要综合考虑多种因素，并根据具体情况进行相应的选择和设计。
同时还需要注重安全性和实用性，确保反应釜能够稳定、安全地运行。
搅拌反应釜的釜体设计及夹套设计讲解
搅拌反应釜的釜体设计及夹套设计2.1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。
2.2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Q235-B,热轧钢板，其性能与用途见表2-1 0由工艺参数及操作条件和表2-1可知，0Cr18Ni9和Q235-B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，Q235- B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Q235-B热轧钢板。
2.3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h=45mm，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，圭寸头中的应力分布不均匀。
对于ab =2得标准形圭寸头，圭寸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。
2.4釜体几何尺寸的确定釜体的几何尺寸是指筒体的内径 D i 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（HD.）。
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=1.638 m将D i 值圆整到标准直径，取筒体内径 D i =1600mm 02.4.2确定筒体的高度由《搅拌设备设计》可知:(2-2)式中：必——下封头所包含的容积，在《材料与零部件》中查得,46 4H 二一 (64 -0.617)兀江1.6 .0.8 =3.689 m把H 1的值圆整到H =3700m m ，则:求，又由实践经验，针对一般反应釜，液一液相物料, HD i取值在1.7-2.3 之间，并且考虑还要在封头上端布置机座和传动装置，因此，取HD =2・3。
反应釜设计PPT演示课件
1
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
2
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。
3
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。
12
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
13
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
反应釜设计程序
反应釜设计程序设计程序是指根据一定的规则和要求，将反应釜的各项设计参数进行计算和确定的过程。
反应釜是化工工业中常见的一种设备，用于进行各种化学反应，如合成、分解、聚合等。
反应釜的设计程序一般包括以下几个步骤：确定反应类型、选择反应方程、计算反应热量、确定低温和高温极限、选择反应介质、计算反应物料的物性、计算传热面积、计算搅拌功率等。
下面将逐步介绍反应釜设计程序的具体内容。
一、确定反应类型在进行反应釜设计之前，首先需要确定反应的具体类型，比如合成反应、分解反应、聚合反应等，因为不同类型的反应需要考虑的因素和参数可能不同。
二、选择反应方程选择适当的反应方程是进行反应釜设计的关键步骤之一。
反应方程是根据反应的化学反应原理和反应条件等因素确定的。
选择反应方程需要考虑反应的产物、副产物、反应物料以及所需的温度、压力等因素。
三、计算反应热量反应热量是指反应过程中释放或吸收的热量。
计算反应热量是进行反应釜设计的重要步骤之一，它可以用来确定反应釜的冷却方式、散热面积以及搅拌功率等参数。
计算反应热量需要考虑反应的放热或吸热特性以及反应的热力学数据等因素。
四、确定低温和高温极限确定低温和高温极限是进行反应釜设计的关键步骤之一。
低温和高温极限是指反应釜所能承受的最低温度和最高温度。
确定低温和高温极限需要考虑反应物料的热稳定性以及反应条件等因素。
五、选择反应介质选择合适的反应介质是进行反应釜设计的重要步骤之一。
反应介质可以是液态、气态或固态，选择合适的反应介质需要考虑反应的物理性质、化学性质以及反应的操作条件等因素。
六、计算反应物料的物性计算反应物料的物性是进行反应釜设计的重要步骤之一。
反应物料的物性包括密度、粘度、热导率、热膨胀系数等。
计算反应物料的物性可以通过实验测定或者查阅相关文献来获取。
七、计算传热面积计算传热面积是进行反应釜设计的重要步骤之一。
传热面积是指用于传热的表面积，它可以影响反应的传热效果和反应速率等。
反应釜的设计要求
反应釜的设计要求反应釜是一种用于进行各种化学反应的设备，广泛应用于化学工业、医药工业、冶金工业等领域。
反应釜的设计要求包括结构设计、安全设计、操作性设计等方面，下面将详细介绍。
一、结构设计：1.釜体结构：反应釜的釜体一般由不锈钢或碳钢制成，要求有足够的强度和刚度，以承受反应过程中的压力和温度变化。
2.釜盖设计：采用容易开启和密封可靠的釜盖，以保证反应过程中的安全性和操作的便捷性。
3.冷却系统：具备冷却系统，能够快速降低反应物料的温度，以避免过高的温度对反应的影响。
4.加热系统：具备加热系统，能够提供适当的加热速率和均匀的加热效果，以满足反应的要求。
5.搅拌装置：设有搅拌装置，能够均匀搅拌反应物料，以提高反应效率和产品质量。
6.排放装置：设有排放装置，能够及时排放反应过程中产生的气体或液体，以保证安全性。
二、安全设计：1.安全阀：设有安全阀，当反应釜内部压力超过设计压力时，能够自动打开，以释放过高的压力，保证正常工作。
2.过压报警系统：设有过压报警系统，一旦反应釜内部压力超过设定值，能够及时发出警报，提醒操作人员采取相应的措施。
3.液位报警系统：设有液位报警系统，一旦反应釜内液位过高或过低，能够及时发出警报，提醒操作人员采取相应的措施。
4.温度报警系统：设有温度报警系统，一旦反应釜内部温度超过设定值，能够及时发出警报，提醒操作人员采取相应的措施。
5.防爆设计：采用防爆结构设计，能够有效防止反应釜内发生爆炸事故，保护操作人员和设备的安全。
三、操作性设计：1.操作面板：操作面板设计简单明了，标识清晰可见，方便操作人员进行操作和调节。
2.控制系统：具备先进的控制系统，能够对釜内的压力、温度等参数进行实时监测和控制，保证反应的准确性和稳定性。
3.观察窗口：设有透明的观察窗口，方便操作人员观察反应的过程和情况，及时调整操作参数。
4.清洗装置：设有清洗装置，便于对反应釜进行及时、彻底的清洗，以避免反应物料交叉污染。
反应釜设计示例范文
反应釜设计示例范文反应釜是一种用于进行化学反应的设备，其设计需要考虑到许多因素，例如反应物料的性质、反应条件的要求、设备运行的安全性等。
下面是一个反应釜设计示例范文。
1.引言反应釜是化工工艺中常用的一种设备，用于进行各种化学反应。
本设计旨在设计一台容积为1000L的不锈钢反应釜，以满足客户对于反应釜的工艺要求。
2.设备选型在选型方面，我们选择了不锈钢作为反应釜的材料。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性、耐高温性和强度高的特点，适用于多种不同的反应条件。
3.设计参数设计参数如下：釜体容积：1000L工作温度：-20℃~200℃工作压力：常压~0.5MPa转速范围：0~300rpm搅拌功率：3kW4.结构设计反应釜的结构设计包括釜体、加热/冷却系统、搅拌系统和安全防护装置等。
釜体：釜体选用不锈钢材料，可承受工作压力和工作温度范围内的力和热。
加热/冷却系统：采用外部加热/冷却方式，通过蒸汽或冷却水进行加热/冷却，以实现工艺反应的温度控制。
搅拌系统：采用电机和搅拌叶片组成的搅拌系统，以实现反应物料的搅拌均匀。
安全防护装置：设计釜体上下的安全防护装置，包括压力表、温度计、安全阀等，以保证反应釜的安全运行。
5.设备特点本设计的反应釜具有以下特点：(1)釜体材料为不锈钢，具有良好的耐腐蚀性和强度，适用于多种化学反应。
(2)设备具有较大的容积，适用于批量生产。
(3)釜体可进行加热/冷却控制，满足不同反应条件的要求。
(4)搅拌系统能够实现反应物料的均匀搅拌，提高反应效果。
(5)设备配备了安全防护装置，保证反应过程的安全性。
6.结论本设计的不锈钢反应釜具有较大的容积、良好的耐腐蚀性和强度，能够满足客户对于化学反应的工艺要求。
同时，设备还具有加热/冷却控制和搅拌系统，以及安全防护装置，保证了反应过程的安全性和稳定性。
通过本设计，我们为客户提供了一台满足工艺要求的反应釜，为化工生产提供了可靠的设备支持。
(整理)反应釜设计
反应釜设计的有关内容一、设计条件及设计内容分析由设计条件单可知，设计的反应釜体积为1.03m ；搅拌轴的转速为200/min r ,轴的功率为4kw;搅拌桨的形式为推进式；装置上设有5个工艺接管、2个视镜、4个耳式支座、1个温度计管口。
反应釜设计的内容主要有：（1） 釜体的强度、刚度、稳定性计算和结构设计； （2） 夹套的的强度、刚度计算和结构设计； （3） 设计釜体的法兰联接结构、选择接管、管法兰； （4） 人孔的选型及补强计算； （5） 支座选型及验算； （6） 视镜的选型；（7） 焊缝的结构与尺寸设计； （8） 电机、减速器的选型；（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）绘总装配图及搅拌轴零件图等。
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 的确定将釜体视为筒体，取L/D=1.1 由V=(π/4)L D i 2，L=1.1i D 则=Di 31.140.1π⨯⨯，m Di 0.1=，圆整mm Di 1000= 由[]1314页表16-1查得釜体的mm DN 1000= 1.1.2釜体PN 的确定由设计说明书知釜体的设计压力PN ＝0.2MPa 1.2 釜体筒体壁厚的设计 1.2.1设计参数的确定设计压力p1：p1＝0.2MPa ；液柱静压力 p1H=10^(-6)×1.0×10^3×10×1.1=0.011MPa 计算压力p1c ： p1c=p1+p1H=0.2+0.011=0.211MPa ； 设计温度t1： <100℃ ； 焊缝系数Φ： Φ＝0.85许用应力[]t σ：根据材料Q235-B 、设计温度<100℃，由参考文献知[]t σ＝113MPa ；钢板负偏差1C ：1C ＝0.6mm （GB6654-96）； 腐蚀裕量2C ：2C ＝3.0mm 。
搅拌反应釜的釜体设计及夹套设计讲解
MP。
釜体的筒体壁厚计算
首先对筒体按照承受21.0
MP的内压进行计算
CPPDttid （2-5）
t为内压筒体设计厚度；P为设计压力，P=21.0aMP； iD为筒体内径，mm；
Q235—B热轧钢板，在设计温度下的许用应力，t=137
MP； 为焊
P=21.0
MP，iD=1800mm，t=113aMP，85.0，
21CCC=8.2mm
(2-7)式中，得：
t =8.2
.085.01132180021.0
77.4mm
t=8mm。
水压试验校核
1）试验压力
P=
P25.1aMP
P+1.0
MP（2-8）
P——试验压力，aMP；
1
t=137
MP，C=321CCC=8.0008.0
tC
PDti5.02（2-6）
.0
.05.085.01372160021.0
.2mm
取封头与筒体相等壁厚，即取封头壁厚名义
t=12mm。
夹套的筒体壁厚计算
21.0
MP的内压计算
C
PDttid2 （2-7）
ndN=2.135.066.0366.03sin2.3102.110iDbiPeeeDHRRBRA （3-1）
R换成
R=
.011.04.0252
iiiiDbDbDdDb
A——14+1856.06702
iiDdDb；
—— iiiDdDb14.15.043.1210；
——4276.05.241.1
（0.617
.0.6.46.142H
反应釜设计
第一章 反应釜釜体与传热装置搅拌设备常被称作搅拌釜（或搅拌槽），当搅拌设备用作反应器时，又被称为搅拌釜式反应器，有时简称反应釜。
釜体的结构型式通常是立式圆筒形，其高径比值主要依据操作容器的装液高径比以及装料系数大小而定。
传热方式有两种：夹套式壁外传热结构和釜体内部蛇管联合使用。
根据工艺需要，釜体上还需要安装各种工艺接管。
所以，反应釜釜体和传热装置设计的主要内容包括釜体的结构和部分尺寸、传热形式和结构、各种工艺接管的安设等。
1.1反应釜釜体1.1.1确定反应釜釜体的直径和高度在已知搅拌器的操作容积后，首先要选择筒体适宜的长径比（H/D i ），以确定筒体直接和高度。
选择筒体长径比主要考虑一下两方面因素：① 长径比对搅拌功率的影响：在转速不变的情况下，P ∝D 5(其中D ：搅拌器直径；P ：搅拌功率），P 随釜体直径的增大而增大很多，减小长径比只能无谓的损耗一些搅拌功率。
一次一般情况下，长径比应该大一点。
② 长径比对传热的影响：当容积一定时H/D i 越高越有利于传热。
长径比的确定通常采用经验值。
在确定反应釜直径和高度时，还应该根据反应釜操作时所允许的装料程度---装料系数η等予以综合考虑，通常装料系数η可取0.6-0.85.如果物料在反应过程中产生泡沫或沸腾状态，η应取较低值，一般为0.6-0.7；若反应状态平稳，可取0.8-0.85（物料粘度大时可取最大值）。
因此，釜体的容积V 与操作溶积V 0有如下关系：V=V 0/η…………………………………………………………………（1.1） 选取反应釜装料系数η=0.8，由V=V 0/η可得设备容积：V 0=V ×η=1×0.8=0.83m 选取H/D i =1.0，由公式m D H V D ii 08.10.10.14433=⨯⨯==ππ……………………………………（1.2）将计算结果圆整至公称直径标准系列，选取筒体直径D i =1000mm ，查《化工设备机械基础》表8-27，DN=1000mm 时的标准封头曲面高度h=250mm ，直边高度h 2=25mm ，封头容积V h =0.1513m ，由手册查得每一米高的筒体容积为3195.0m V =。
夹套式反应釜设计
一·反应釜的总体设计首先对工艺要求进行分析，以便能确定反应釜设计的总体方案。
1．确定筒体的直径和高度①选取反应釜装料系数η=0.8，由V=V 0/η 可得操作容积：V 0=η·V=0.8*4=3.2 m3 对于液-液相类型选取长径比H/D i =1.1D i =3)/(4D H V π=31.1*4*4π=1666.98 mm 将此结果圆整至公称标准系列，选取筒体直径D i =1600 mm②确定封头。
选取标准椭圆形封头（JB/T 4746-2002），查 教材 表8-27 DN=1600mm 时的标准椭圆形封头封头容积V F =0.586 m 3 ， 曲面高度h1=300 mm ，直边高度h2=25 mm ，表面积Fh=2.901 m 2计算1米高的筒体容积V 1=42Di π=46.1*14.32=2.0096 m 3 ③确定筒体高度H=1V V V F -=0096.2586.04-=1.698 m 筒体高度圆整为H=1.7m=1700mm于是H/D=1700/1600=1.0625,复合结果基本符合原定范围。
2． 确定夹套的直径和高度①确定夹套的直径夹套内径Dj 与釜体的内径Di 有关，如下关系：Di/mm 500-600 700-1800 2000-3000Dj/mm Di+50 Di+100 Di+200因此，Dj=1600+100=1700 mm ，符合压力容器公称直径系列。
②确定夹套的高度 Hj=1V V V F-η=0096.2586.04*8.0-=1.30076 m 圆整夹套高度Hj=1300 mm验算夹套的总传热面积 F=10.21 m 2. 〉8 m 2夹套传热面积符合设计要求。
3． 选择釜体法兰根据筒体操作压力0.2MPa ，温度110℃和筒体直径1600mm ，查 教材—表10-1初选甲型平焊法兰，再查标准JB 4701-2000 甲型平焊法兰《过程设备机械设计》标11 和 教材—表10-10，在110℃工作范围内Q235-B 的最大允许工作压力为0.4MPa ，大于筒体设计压力，所选甲型平焊法兰合适。
反应釜设计分解
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桨叶与轴的固定方法
焊接法：制造方便，强度不大， 拆卸困难，用于直径小容器。 螺钉连接法：轴是圆形时，易 产生滑动，拆卸方便，适用于 功率小的场合。 螺钉连接法：轴是方的，克服 浆叶与之滑动。 键固定法：克服以上缺点，广 泛采用。
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(2)推进式搅拌器
特点：
a.轴向流搅拌器
螺旋形蛇管
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同心圆蛇管式
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三、 搅拌器
搅拌器的作用：加强介质的混合或分散，提供适宜的流 动状态，加快反应速度，达到搅拌过程。
1、搅拌器的类型和流型
常用的有：桨式、涡轮式、推进式、锚式、框式、螺带 式、螺杆式等。 有三种基本流型：
轴向流 径向流 混合流
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搅拌器的三种基本流型
径向流式流体从轴向 进入叶轮，从径向流 出。常用于低粘度乳 浊液、悬浊液、固-液的搅拌。
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
可利用机架支精承选p在pt 封头上
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反应釜
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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。
反应釜设计程序(一)
反应釜设计程序（一）引言概述：在化工领域，反应釜是一种用于进行化学反应的设备，它在工业生产中起着至关重要的作用。
反应釜的设计程序是确保反应釜正常运行和高效操作的关键之一。
本文将介绍反应釜设计程序的相关知识和要点，以帮助工程师和技术人员更好地理解和应用。
一、反应釜设计参数1. 反应釜容量：根据所需反应体积和生产批次确定合适的容量。
2. 反应温度：根据反应物性质和反应条件确定适宜的温度范围。
3. 反应压力：根据反应物的压力需求和容器承受能力确定合适的压力等级。
二、反应釜材料选择1. 材料耐腐蚀性：选择适合反应物的材料，如不锈钢、玻璃钢等。
2. 材料强度要求：根据反应物的压力和温度确定材料的强度要求。
3. 材料成本考虑：综合考虑材料的性能和成本，选择经济实用的材料。
三、反应釜加热和冷却方式1. 加热方式选择：蒸汽加热、电加热、导热油加热等，根据反应要求和能源便利性选择适当的方式。
2. 冷却方式选择：水冷却、风冷却、换热器冷却等，根据反应物的热散失和操作便利性选择合适的方式。
3. 加热和冷却控制：通过控制加热和冷却介质的流量和温度，确保反应釜温度在设定范围内稳定控制。
四、反应釜搅拌系统设计1. 搅拌器类型：桨叶式、锚式、推进式等，根据反应物性质和混合要求选择合适的搅拌器类型。
2. 搅拌器结构：搅拌器形状、转速等设计要求，确保反应物均匀混合和传递热量。
3. 搅拌器驱动系统：电机选型、传动装置设计等，确保搅拌器的正常运转和可靠性。
五、反应釜安全措施1. 安全阀设计：根据反应压力和容器承受能力确定安全阀的工作参数和设置位置。
2. 透明视窗设计：通过视窗观察反应釜内部情况，确保操作人员的安全和反应过程的可控性。
3. 泄压装置设计：在突发情况下及时泄压，保护反应釜和操作人员的安全。
总结：反应釜设计程序（一）的关键点在于参数选择、材料选择、加热和冷却方式、搅拌系统设计和安全措施。
合理的设计和操作可以确保反应釜的正常运行和安全性能，提高化工生产的效率和质量。
2m3反应釜的设计
学士学位论文2m3反应釜的设计学院、专业化学与材料科学学院、化学工程与工艺研究方向化工设备设计学生姓名夭荣成学号***********指导教师姓名彭本军指导教师职称讲师2014 年4月10 日2m3反应釜的设计摘要：本文简单介绍了反应釜的机械设计。
根据工艺要求反应釜的容积为2m3传热面积为70m2、操作温度120℃,经查阅资料和计算求得该反应釜的釜体及封头的公称直径1300mm厚度10mm、夹套的公称直径为1400mm厚度10mm、以及一些工艺接管尺寸，并根据计算的最适宜设计参数画出简易的反应釜设计图。
最后根据设计结果选用了适宜的反应釜的附属设备。
关键词：反应釜；公称直径；封头；夹套The design of the 2m3 reaction kettleAbstract: This article simply introduces the reaction kettle mechanical design. According to the process requirement ,the reaction kettle volume is 2 cubic meters, the heat transfer area is 70 square meters and the operation temperature is 120 degrees Celsius. Checking data and calculation obtain the reaction kettle body and head of the nominal diameter of 1300 mm and thickness of 10 mm, jacketed nominal diameter of 1400 mm and thickness of 10 mm, and some of the process control of size .According to the calculation of the optimum design parameters it draws the simple reaction kettle design. On the basis of the design results the appropriate reaction kettle accessory equipment can be choosed .Key words: Reaction kettle; Nominal diameter; Head; Jacketed目录摘要 (I)Abstract (II)1引言 (2)1.1 设备设计要求单 (3)1.2 反应釜的釜体设计 (3)1.2.1筒体的直径与高度 (4)1.2.2 夹套的结构 (4)1.2.3厚度的确定 (5)1.3 工艺管口 (6)1.3.1 进料管口 (6)1.3.2 出料管口 (6)2 反应釜的设计 (6)2.1 反应釜釜体的设计过程 (6)2.2 反应釜的搅拌装置 (10)2.3 反应釜的传动设备 (10)2.3.1电动机的选用 (10)2.3.2减速机的选用 (10)2.3.3 机架和联轴器的选用 (11)2.3.4 安装底盖的选用 (11)2.3.5 凸缘法兰的选用 (11)3反应釜的轴封装置及附件的选用 (11)3.1 反应釜轴封装置的选用 (11)3.2反应釜附件的选用 (12)4 总装配图 (13)5 结论 (14)参考文献 (14)致谢 (14)11引言反应釜是化工生产中常见的典型设备，一台反应釜大致是由：釜体部分、传热和搅拌、传动及密封等装置组成。
反应釜设计
2.2.8容器支座的选用计算
反应釜的总质量包括罐体和夹套质量m1， 传动装置总质量ｍ２ ,物料重量计量m3. 由釜内夹套内部充满水时的质量比物料重 可得：
m m1 m2 m3 4323 .5 473.43 4140 8939 .93kg
根据表13-6，设计中选取B型耳式支座B5， 支座数为9个
设备接口
• 化工容器及设备，往往由于工艺操作等原 因，在筒体和封头上需要开一些各种用途 的孔。 • 接管和法兰是用来与管道和其他设备连接 的。标准管法兰的主要参数是公称直径和 公称压力。
• 反应釜机械设计是在工艺要求确 定后进行的。反应釜的工艺要求 通常包括反应釜的容积、最大工 作压力、工作温度、工作介质及 腐蚀情况、传热面积、搅拌形式、 转速及功率、装配哪些接管口等 几项内容。 • 上述工艺要求一般以表格及示意 图的反映在工艺人提出的设备设 计要求单中。下表所示就是第四 组反应釜的设备设计要求单。
计算内筒筒体封头厚度
• 同理得A=0.0025,同理由表得B=130， • 其许用外压力 B 130 [ p] 2..59MPa 2.5MPa R2o 1404 30 d 2n • d 2n 30mm 所以假设满足工艺要求
2.2.2水压试验及其强度校核
筒体材料为 16MnR ，该材料有 s =345 ，取 =0.8，则 t 0.9 s 0.9 345 310.5MPa 罐体筒体水压试验压力
• 安装底盖采用螺柱等紧固件，上与机架连接，下 与凸缘法兰连接，是整个搅拌传动装置与容器连 接的主要连接件。 • 安装底盖的常用形式为RS和LRS型，其他结构 （整体或衬里）、密封面形式（突面或凹面）以 及传动轴的安装形式（上装或下装），按 HG21565-95选取。 • 安装底盖的公称直径与凸缘法兰相同。形式选取 时应注意与凸缘法兰的密封面配合（突面配突面， 凹面配凹面）。 • 选用RS型。查资料可得，选取安装底盖 DN=250mm。
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化工设备机械设计姓名:班级:学号:目录反应釜设计的有关内容 (3)第一章反应釜釜体的设计1.1 釜体DN 、PN的确定 (4)1.2 釜体筒体壁厚的设计 (4)1.3 釜体封头的设计 (4)1.4筒体长度H的设计 (5)1.5外压筒体壁厚的设计 (6)1.6外压封头壁厚的设计 (7)第二章反应釜夹套的设计2.1夹套DN的确定、PN的确定 (8)2.2夹套筒体壁厚的设计 (8)2.3夹套封头的设计 (8)第三章反应釜釜体及夹套的压力试验3.1釜体的水压试验 (10)第四章反应釜附件的选型及尺寸设计4.1釜体法兰联接结构的设计 (11)4.2工艺接管的设计 (12)4.3管法兰尺寸的设计 (13)4.4垫片尺寸及材质 (14)4.5固体物料进口的设计 (14)4.6 视镜的选型 (15)4.7 支座的选型及设计 (16)第五章搅拌装置的选型与尺寸设计5.1 搅拌轴直径的初步计算 (18)5.2 搅拌轴临界转速校核计算 (18)5.3联轴器的型式及尺寸的设计 (18)5.4搅拌桨尺寸的设计 (19)5.5搅拌轴的结构及尺寸的设计 (19)第六章传动装置的选型与设计6.1电动机的选型 (22)6.2减速机的选型 (22)6.3机架的设计 (23)6.4底座的设计 (23)6.5反应釜的轴封装置设计 (23)第七章焊缝结构的设计7.1釜体上的主要焊缝结构 (25)7.2夹套上的焊缝结构的设计 (26)第八章固体物料进口的开孔及补强计算8.1封头开人孔后被削弱的金属面积A的计算 (27)A的计算 (27)8.2有效补强区内起补强作用金属面积18.3判断是否需要补强的依据 (28)第九章反应釜的装配图及部件图反应釜设计的有关内容一、设计条件及设计内容分析由设计条件单可知，设计的反应釜体积为1.23m；搅m、操作体积为0.963拌装置配制的电机功率为1.2KW、搅拌轴的转速为150/minr、搅拌桨的形式为桨式；加热的方式为高温蒸汽加热；装置上设有8个工艺接管、1个视镜、1个固体物料进口、1个人孔、1个蒸汽入口、1个冷凝水出口、1个温度计插口、1个排空接管、1个物料出口。
反应釜设计的内容主要有：（1）釜体的强度、刚度、稳定性计算和结构设计；（2）夹套的的强度、刚度计算和结构设计；（3）设计釜体的法兰联接结构、选择接管、管法兰；（4）人孔的选型及补强计算；（5）支座选型及验算；（6）视镜的选型；（7）焊缝的结构与尺寸设计；（8）电机、减速器的选型；（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）绘总装配图。
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 的确定将釜体视为筒体=Di 1000 mm1.1.2釜体PN 的确定因操作压力W p ＝0.2MPa ，故：PN ＝0.2MPa1.2 釜体筒体壁厚的设计1.2.1设计参数的确定设计压力p ： p ＝（1.05～1.1）W p ，取p ＝1.1W p =1.1×0.5=0.55MPa ； 液体静压L p ： L p ≈)/(102.11.12cm kgf ⨯MPa 0132.0≈；%6.6%1002.00132.0=⨯=pp L〉5％ ； 计算压力c p ： c L p p p =+ = 0.2132MPa ； 设计温度t ： 120℃ ；焊缝系数Φ： Φ＝1.0（双面对接焊，100%无损探伤）；许用应力[]t σ：根据材料Q235-B 、设计温度120℃，由文献知[]t σ＝113MPa ；钢板负偏差1C ：1C ＝0.25mm （GB6654-96） 腐蚀裕量2C ：2C ＝1.0mm （双面腐蚀）。
1.2.2 筒体壁厚的设计 由公式22[]c id t cp D S C p σ=+Φ- 得：3944.02132.01113210002132.0<=-⨯⨯⨯=S d根据规定，则3min =SC S S 1min 006.2994.03>=-=- 则42min =∆++=C S S n mm 此厚度需检验，待定1.3 釜体封头的设计1.3.1 封头的选型釜体的封头选标准椭球型，代号EHA 、标准JB/T4746—2002。
1.3.2 设计参数的确定p ＝0.2132MPa ； Φ＝1.0（整板冲压）；1C ＝0.25mm （GB6654-96）； 2C ＝1.0mm 。
1.3.3 封头的壁厚的设计 由公式 22[]0.5c id t cp D S C p σ=+Φ-得：3943.10.12132.05.01113210002132.0<=+⨯-⨯⨯⨯=S d根据规定，取封头壁厚与筒体壁厚一致mm S n 4= 此厚度需检验，待定1.3.4封头的直边尺寸、体积及重量的确定根据mm DN 1000=，由文献[1]196页表8- 27知： 直边高度1h ： 25mm 体积F V ： 0.1513m 深度2h ： 25042==D h i mm内表面积A ： 1.1632m质 量m: 54 kg1.4 筒体长度H 的设计1.4.1筒体长度H 的设计由设计条件已知 H=1000 mm 1.4.2釜体长径比/i L D 的复核()()15.1100031252502100031212=⨯+⨯+=⨯+⨯+=D h h H D L ii在1.0~1.3之间，满足要求。
1.5 外压筒体壁厚的设计1.5.1设计外压的确定由设计条件单可知，夹套内介质的压力为常压，取设计外压p =0.2MPa 。
1.5.2试差法设计筒体的壁厚设筒体的壁厚n S ＝6mm ，则：e S =n S C -=6-1.25 = 4.75mm ，2o i n D D S =+=1012mm ，由 1.17Lcr D =Lcr =1.17×101275.41012= 17282.6mm筒体的计算长度 L ′=213H h ++1h=1000+250/3+25 = 1108（mm ）∵ L ′=1108mm ＜Lcr ＝17182.6mm ，∴该筒体为短圆筒。
圆筒的临界压力为：2cr p ==75.410121012110875.3101.259.225⨯⨯⨯⨯= 0.75（MPa ）由[]crp p m=、m =3得：[]p =0.75/3 =0.25（MPa ） 因为p ＝0. 2MPa < []p = 0.25MPa ， 所以假设n S ＝6mm 满足稳定性要求。
故筒体的壁厚n S ＝6mm 。
1.5.3 图算法设计筒体的壁厚设筒体的壁厚n S ＝6mm ，则：e S =n S C -=6-1.25 = 4.75mm ，2o i n D D S =+ =1012mm ，1.21375.4/1012/0==e S D 。
筒体的计算长度： L ′ = 213H h ++1h=1000+250/3+25 = 1108（mm ）=D L 0/1108/1012=1.10在文献[2]中图5- 5的/o L D 坐标上找到0.7975的值，由该点做水平线与对应的1.213/0=e S D 线相交，沿此点再做竖直线与横坐标相交，交点的对应值为：A ≈0.00014。
由文献[2]中选取图5-12，在水平坐标中找到A =1.4×10-4点，由该点做竖直线与对应的材料温度线相交，沿此点再做水平线与右方的纵坐标相交，得到系数B 的值为：B ≈52MPa 、E =2.1×105MPa 。
根据[]p =/o e B D S 得： []p =244.01.21352=（MPa ）． 因为p ＝0.2MPa < []p ＝0.244MPa ，所以假设n S ＝6mm 合理，取筒体的壁厚n S ＝6mm 。
根据以上计算验证最后筒体壁厚：n S ＝6mm1.6 外压封头壁厚的设计1.6.1 设计外压的确定封头的设计外压与筒体相同，即设计外压p =0.2MPa 。
1.6.2 封头壁厚的计算设封头的壁厚n S =6mm ，则: e S =n S –C = 5-1.25 = 4.75（mm ），对于标准椭球形封头K =0.9，i i R KD =＝0.9×1000=900（mm ），/e Ri S =900/4.75 =189.5 计算系数：A =5.189125.0/125.0=e i S R = 6.6×10-4由文献[1]中图15- 7中选取，在水平坐标中找到A =6.6×10-4点，由该点做竖直线与对应的材料温度线相交，沿此点再做水平线与右方的纵坐标相交，得到系数B 的值为值为：B ≈100MPa 、E =2.1×105MPa根据[]p =/i e B R S 得： []p =5.189100=0.53（MPa ）． 因为p ＝0.2MPa < []p ＝0.53MPa ，所以假设n S ＝6mm 偏大，考虑到与筒体的焊接，取封头的壁厚与筒体一致，故取n S ＝6mm 。
由在文献[1]318中表16-5 釜体封头的结构如图1-1，封头质量：63.5（kg ）第二章 反应釜夹套的设计2.1 夹套的DN 、PN 的确定 2.1.1夹套DN 的确定设计要求已给出1300=D j mm2.1.2 夹套PN 的确定由设备设计条件单知，夹套内介质的工作压力为常压，取PN ＝0.2MPa 2.2 夹套筒体的设计 2.2.1 夹套筒体壁厚的设计0124.027.18.9100.13=⨯⨯⨯==gh p ρ液 Mpa %5%2.6%1002.00124.0/>=⨯=p p 液 则2124.00124.02.0=+=+=p p p c 液 Mpa S=[]S p D p ct ic min 15.12124.01113213002124.02<=-⨯⨯⨯=-ϕσmmC S S C S S n 425.085.115.132min 1min =∆++==>=-=-筒体壁厚：4 mm2.2.2 夹套筒体长度j H 的初步设计由设计图可以得出j H =1000-150+250+25+300/2=1275 mm 圆整后 j H =1280 mm 2.3 夹套封头的设计10002752.3.1 封头的选型夹套的下封头选标准椭球型，内径与筒体相同（j D ＝1300mm ）。
代号EHA ，标准JB/T4746—2002。
夹套的上封头选带折边锥形封头，且半锥角30α=。
2.3.2 椭球形封头壁厚的设计因为W p 为常压＜0.2MPa ，所以需要根据刚度条件设计封头的最小壁厚。