反应釜设计PPT演示课件
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化工设备设计基础搅拌反应釜PPT课件
循 扩 流 度 混合
悬吸
反
环散
混 传热
浮收
应
合 反应
○○○○ ○ ○ ○ ○○○○ ○
○○○○ ○
○○
○○ ○
○○
○
○○ ○
○○ ○
搅拌容 器容积
(m3)
转速范 围(r/min)
最高 粘度 (P)
1~100 10~300 500 1~200 10~300 20 1~1000 10~500 500
折叶开启涡轮式 ○ ○
桨式搅拌器的转速一般为20～100r/min ， 最高粘度为20Pa·s 。
缺点 不能用于以保持气体和以细微化为目的 的气—液分散操作中。
30
第30页/共73页
2. 推进式搅拌器
推进式搅拌器（又称船用推进器） 常用于低粘流体中。
结构
标准推进式搅拌器有三瓣叶 片，其螺距与桨直径d相等。 它直径较小，d/D=1/4～1/3， 叶端速度一般为 7～10 m/s， 最高达15 m/s。
四、几种常用搅拌器简介 桨式、推进式、涡轮式和锚式搅拌器在
搅拌反应设备中应用最为广泛，据统计约占 搅拌器总数的75～80％。
27
第27页/共73页
1. 桨式搅拌器
结构最简单 叶片用扁钢制成，焊 接或用螺栓固定在轮 毂上，叶片数是2、3 或4 片，叶片形式可 分为平直叶式和折叶 式两种。
图9-3 桨式搅拌器
搅拌作业功率
搅拌器使搅拌槽中的液体以最佳 方式完成搅拌过程所需要的功率。
最理想状态：搅拌器功率＝搅拌作业功率
48
第48页/共73页
2、影响搅拌器功率的因素
搅拌器的几何参数与运转参数 搅拌槽的几何参数 搅拌介质的物性参数
反应釜的设计计算PPT课件
• 搅拌轴刚度的校核
• 为了防止搅拌轴产生过大的扭转变形，从而在扭转中振动，影响正常工作，应 把轴的扭转变形限制在一个允许的范围内，即规定一个设计的扭转刚度条件。
工程上以单位长度的扭转角不得超过许用扭转角的刚度条件，即
•
max
由上式可导出实心轴直径为
M n max GI p
103 180o
d
4
• 轴传递最大转矩：
M
m a x
9553
pn n
9553
5.5 238.8
0.9
198N
m
• 搅拌轴为实心轴，则直径：
1
d 4.92
M n max
4
G 1 4
•
d=0.045m
.
20
结构计算计算结果
• 主要接管尺寸的计算
• 进料管和出料管
•
df =16mm
• 查手册取20 2.5无缝钢管，法兰选用板式平焊钢管法兰PL2.5，B型，DN50。
过程装备与控制工程课程设计
Course design of process equipment and control engineering
.
1
任务书
• 主要内容： • 1 设计方案的确定及工艺流程的说明； • 2 反应器的工艺计算； • 3 基本尺寸计算及基本结构设计； • 4 壳体、开孔补强与搅拌轴及耳式支座的强度校核； • 5 绘制反应器的装配图。
•
Pl gh 5%Pw ， 所以
• 则计算压力： pc p 0.11MPa
Pl 忽略不计。
.
13
结构计算计算结果
• 计算厚度：
Pc Di
2
Pc
反应釜结构与操作PPT课件
反应釜结构与操作
1
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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2
反应釜分类
• 连续与间歇 • 高压、常压与负压 • 秃顶与平顶 • 带换热与非带换热 • 不锈钢与搪瓷 • 固定式与可倾倒式
20
搅拌装置
典型搅拌器结构示意
21
搅拌装置
常用搅拌器及流型示意
22
搅拌装置
搅拌附件 ◆ 挡板
挡板的作用是避免旋 涡现象，增大被搅拌液体 的湍流程度，将切向流动 变为轴向和径向流动，强 化反应器内液体的对流和 扩散，改善搅拌效果。
搅拌反应器的挡板结构
23
搅拌装置
可有效 地防止 粘滞液 体在挡 板处形 成死角， 以防止 固体颗 粒的堆 积。
在高粘度 物料中使 用桨式搅 拌器时， 可安装横 挡板以增 加掺合作 用，挡板 宽度可与 搅拌叶同 宽。
对于低粘度液体 挡板装在壁上。
对于中等粘度液 体挡板离开槽壁 （或固—液相操 作时）
对于高粘度液体 挡板离开槽壁并 与槽壁成一定角 度。竖向挡板安 装方式。
24
搅拌装置
◆ 导流筒 ● 导流筒的作用---提高混合效率 一方面提高了对液体的搅拌程度， 加强了搅拌器对液体的直接机械 剪切作用；另一方面由于限定了 液体的循环路径，确立了充分循 环的流型，使器内所有物料均能 通过导流筒内的强烈混合区，减少了走短路的机会。 ● 导流筒的组成 导流筒是一个圆筒，安装在搅拌器的外面。常
反应器填料密封结构
1—本体； 2—螺钉； 3—衬套； 4—螺塞； 5—油圈； 6—油杯； 7—密封圈；8—水夹套； 9—油环； 10—填料； 11—压盖； 12—螺母； 13—双头螺柱
1
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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2
反应釜分类
• 连续与间歇 • 高压、常压与负压 • 秃顶与平顶 • 带换热与非带换热 • 不锈钢与搪瓷 • 固定式与可倾倒式
20
搅拌装置
典型搅拌器结构示意
21
搅拌装置
常用搅拌器及流型示意
22
搅拌装置
搅拌附件 ◆ 挡板
挡板的作用是避免旋 涡现象，增大被搅拌液体 的湍流程度，将切向流动 变为轴向和径向流动，强 化反应器内液体的对流和 扩散，改善搅拌效果。
搅拌反应器的挡板结构
23
搅拌装置
可有效 地防止 粘滞液 体在挡 板处形 成死角， 以防止 固体颗 粒的堆 积。
在高粘度 物料中使 用桨式搅 拌器时， 可安装横 挡板以增 加掺合作 用，挡板 宽度可与 搅拌叶同 宽。
对于低粘度液体 挡板装在壁上。
对于中等粘度液 体挡板离开槽壁 （或固—液相操 作时）
对于高粘度液体 挡板离开槽壁并 与槽壁成一定角 度。竖向挡板安 装方式。
24
搅拌装置
◆ 导流筒 ● 导流筒的作用---提高混合效率 一方面提高了对液体的搅拌程度， 加强了搅拌器对液体的直接机械 剪切作用；另一方面由于限定了 液体的循环路径，确立了充分循 环的流型，使器内所有物料均能 通过导流筒内的强烈混合区，减少了走短路的机会。 ● 导流筒的组成 导流筒是一个圆筒，安装在搅拌器的外面。常
反应器填料密封结构
1—本体； 2—螺钉； 3—衬套； 4—螺塞； 5—油圈； 6—油杯； 7—密封圈；8—水夹套； 9—油环； 10—填料； 11—压盖； 12—螺母； 13—双头螺柱
《搪瓷反应釜》PPT课件
▪ 搪瓷反应釜广泛应用于食品,硅胶,医药,涂 料,化工,热熔胶,石油化工,油漆生产中的反 应,搪瓷反应釜代替昂贵的不锈钢和有色金 属设备。
a
4
搪瓷反应釜的适用范围
搪瓷反应釜对于强碱及任何浓度和温度 的氢氟酸，温度大于或等于180℃，浓度 大于30%的磷酸等不能使用，适用于无 机酸，有机酸,有机溶剂及弱碱液等介质。
▪ 7）卸搅拌器是先检查主轴上的防松螺母是 否稳妥，同时用软物垫在搅拌器下面，直 接触及到搅拌器，然后再卸联轴器、 密封 装然后再卸。
a
16
搪瓷反应釜
【设备基础培训知识】
a
1
第一节
反应釜的原理及结构
a
2
▪ ▪ ▪ ▪ ▪
内不带不带 部带夹带搅 带夹套搅拌 分套反拌反 布反应反应 器应釜应釜 反釜 釜 应 釜
a
3
搪瓷反应釜的原理
▪ 搪瓷反应釜(罐)又称搪玻璃反应釜.搪瓷反 应釜的金属铁胎表面含硅量高的瓷釉,再通 过近千度高温焙烧最终形成致密的瓷釉衬 里层,这样搪瓷反应釜就具有类似玻璃的化 学稳定性和金属的强度双重优点。
▪ 2）使用带夹套的搪瓷反应釜时，加热或冷 却要缓慢进行，采用蒸汽加热时，夹套 内先通入0.1Mpa的蒸汽保持15min再升压， 直至升到操作压力，但不得超过设计压 力。
a
13
▪ 3）搪瓷反应釜在设计压力下的工作温度范 围为0~200℃。
▪ 4）避免使用铁棒、铁铲在设备内搅拌，如 确实需要，可用木棒、竹条进行操作。
▪ 3）搪瓷表面粘附的物料若需清楚，应用木、 竹、塑料等非金属器具进行清理， 严禁使用金属器具。
▪ 4）经常加注传动部件、放料阀丝杆润滑液， 保证其良好运行。
a
15
▪ 5）设备应保持清洁，夹套中的污物和氧化 铁影响传热效果，最好每月清洗一次。
a
4
搪瓷反应釜的适用范围
搪瓷反应釜对于强碱及任何浓度和温度 的氢氟酸，温度大于或等于180℃，浓度 大于30%的磷酸等不能使用，适用于无 机酸，有机酸,有机溶剂及弱碱液等介质。
▪ 7）卸搅拌器是先检查主轴上的防松螺母是 否稳妥，同时用软物垫在搅拌器下面，直 接触及到搅拌器，然后再卸联轴器、 密封 装然后再卸。
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搪瓷反应釜
【设备基础培训知识】
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第一节
反应釜的原理及结构
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2
▪ ▪ ▪ ▪ ▪
内不带不带 部带夹带搅 带夹套搅拌 分套反拌反 布反应反应 器应釜应釜 反釜 釜 应 釜
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搪瓷反应釜的原理
▪ 搪瓷反应釜(罐)又称搪玻璃反应釜.搪瓷反 应釜的金属铁胎表面含硅量高的瓷釉,再通 过近千度高温焙烧最终形成致密的瓷釉衬 里层,这样搪瓷反应釜就具有类似玻璃的化 学稳定性和金属的强度双重优点。
▪ 2）使用带夹套的搪瓷反应釜时，加热或冷 却要缓慢进行，采用蒸汽加热时，夹套 内先通入0.1Mpa的蒸汽保持15min再升压， 直至升到操作压力，但不得超过设计压 力。
a
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▪ 3）搪瓷反应釜在设计压力下的工作温度范 围为0~200℃。
▪ 4）避免使用铁棒、铁铲在设备内搅拌，如 确实需要，可用木棒、竹条进行操作。
▪ 3）搪瓷表面粘附的物料若需清楚，应用木、 竹、塑料等非金属器具进行清理， 严禁使用金属器具。
▪ 4）经常加注传动部件、放料阀丝杆润滑液， 保证其良好运行。
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15
▪ 5）设备应保持清洁，夹套中的污物和氧化 铁影响传热效果，最好每月清洗一次。
反应釜设计分解PPT参考幻灯片
21
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。
22
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
下出料管
20
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。
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？
P2
最后要进行水压试验应力校核。
16
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；
8
9
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。
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；
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。
22
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
下出料管
20
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。
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？
P2
最后要进行水压试验应力校核。
16
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；
8
9
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。
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；
反应釜课件
釜式反应器操作参数的检测与控制
釜式反应器的特点:
搅拌釜式反应器主要适用常压或低压、以液相
为主的反应。
釜式反应器操作参数：如温度、浓度、反应时
间等 温度的检测与控制是保证产品质量、降低成本、 确保安全生产的重要手段。
液体膨胀式温度计
酒精式 水银式
热电偶测量温度计
各种带有变送器的热电阻
常用温度显示仪表
低温冷源的选择 冷却用水 ：水的冷却效果好，最为常用。 随水的硬度不同，对换热后的水出口温度 有一定限制，一般不宜超过60℃，在不宜
清洗的场合不宜超过50℃，以免水垢的迅
速生成。
空气：在缺乏水资源的地方可采用空气冷
却，其主要缺点是给热系数低，需要的传 热面积大。
低温冷却剂
有些化工生产过程采用一般冷却方法难以达到， 必须采用特殊的制冷装置进行人工制冷。 一般多采用直接冷却方式，即利用制冷剂的蒸 发直接冷却冷间内的空气，或直接冷却被冷却 物体。制冷剂一般有液氨、液氮等。成本较高。 有些情况下则采用间接冷却方式，即被冷却对 象的热量是通过中间介质传送给在蒸发器中蒸 发的制冷剂。中间介质起传送和分配冷量的媒 介作用，称为载冷剂。常用的载冷剂有三类， 即水、盐水及有机物载冷剂。
•
• • • • • • • • • •
搪玻璃反应釜性能如下： ① 耐腐蚀性 能耐大多数无机酸、有机酸、有机溶剂等介质 腐蚀。搪玻璃设备不宜用于下列介质的储存和 反应：任何浓度和温度的氢氟酸；PH＞12且温 度 大于100℃的碱性介质；温度大于180℃、浓度 大 于30%的磷酸；酸碱交替的反应过程；含氟离 子 的其他介质。 ② 耐热性：允许在- 30～+240℃范围内使 ③ 耐冲击性，耐冲击性较小。
第十八章
《化学反应釜设计》PPT课件
厚度为0.58mm,加上腐蚀裕量1 mm ,所以名义厚度δn =3mm.
夹套选择
采用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.
夹套设计
反应器的选择与设计
有机化学
目录
反应器的分类 反应器的选择 反应器的设计
反应器分类
釜式反应器 管式反应器
高度与直径比约为2～3内设搅拌装置和 档板 均相、多相反应过程均可
长度远大于管径,内部没有任何构件
多用于均相反应过程
底层内部装有不动的固体颗粒,固体颗粒可
固定床反应器 以是催化剂或是反应物
用于多相反应系统
V0 = ηV η 取0.8
V4D12H14D13
H1 D1
4V
D1 3 i
Vo=1200L D1=1137mm 取1200mm H1=1478mm 取1500mm
釜体的厚度
设计参数：根据设计压力p=0.1013MPa, 设计温度 t=75℃ 根据设计压力和液柱静压力确定计算压力：
P=ƿgh ƿ=1.42g/ml
流化床反应器
反应器内部有固体颗粒的悬浮和循 环运动,提高反应器内液体的混合性 能
多相反应体系,可以提高传热速率
实验
OH + OHC-CO2H
O O
HO
+ H2O
△H=20KJ/mol
以二对叔丁基苯酚和乙醛酸为原料,二氯乙烷为溶剂,在对甲苯磺酸的催化作用下 缩合得到单边缩合产物.
实验特点
常压反应,反应温度70℃-80℃ 反应物、催化剂均溶于溶剂的均相反应 反应过程需要搅拌,反应时间短 产品不析出,蒸干溶剂,经重结晶得到产品
夹套选择
采用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.
夹套设计
反应器的选择与设计
有机化学
目录
反应器的分类 反应器的选择 反应器的设计
反应器分类
釜式反应器 管式反应器
高度与直径比约为2～3内设搅拌装置和 档板 均相、多相反应过程均可
长度远大于管径,内部没有任何构件
多用于均相反应过程
底层内部装有不动的固体颗粒,固体颗粒可
固定床反应器 以是催化剂或是反应物
用于多相反应系统
V0 = ηV η 取0.8
V4D12H14D13
H1 D1
4V
D1 3 i
Vo=1200L D1=1137mm 取1200mm H1=1478mm 取1500mm
釜体的厚度
设计参数：根据设计压力p=0.1013MPa, 设计温度 t=75℃ 根据设计压力和液柱静压力确定计算压力：
P=ƿgh ƿ=1.42g/ml
流化床反应器
反应器内部有固体颗粒的悬浮和循 环运动,提高反应器内液体的混合性 能
多相反应体系,可以提高传热速率
实验
OH + OHC-CO2H
O O
HO
+ H2O
△H=20KJ/mol
以二对叔丁基苯酚和乙醛酸为原料,二氯乙烷为溶剂,在对甲苯磺酸的催化作用下 缩合得到单边缩合产物.
实验特点
常压反应,反应温度70℃-80℃ 反应物、催化剂均溶于溶剂的均相反应 反应过程需要搅拌,反应时间短 产品不析出,蒸干溶剂,经重结晶得到产品
《搪瓷反应釜》课件
结构设计
釜体设计应满足工艺要求 ，包括容量、压力、温度 等参数，同时要便于操作 和维护。
保温和散热设计
根据工艺需要，釜体应设 计适当的保温层和散热装 置，以确保反应过程的温 度控制。
搅拌装置
搅拌器类型
搪瓷反应釜常用的搅拌器 类型包括桨式、锚式、框 式等，根据不同的工艺要 求选择合适的搅拌器。
搅拌功率
根据物料特性和工艺要求 ，计算并选择适当的搅拌 功率，以保证物料混合均 匀和反应效率。
搅拌轴密封
搅拌轴密封应采用可靠的 密封结构，防止物料泄漏 和外界杂质进入釜内。
密封结构
密封材料
01
搪瓷反应釜的密封材料应具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损等特性
，常用的密封材料包括石墨、四氟乙烯、橡胶等。
密封形式
02
根据工艺要求和物料特性，选择适当的密封形式，如填料密封
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
《搪瓷反应釜》PPT 课件
目录
CONTENTS
• 搪瓷反应釜简介 • 搪瓷反应釜的结构与设计 • 搪瓷反应釜的操作与维护 • 搪瓷反应釜的选型与购买 • 搪瓷反应釜的发展趋势与未来展望
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
对环境的影响与绿色发展
环保要求提高
随着环保意识的增强，搪瓷反应釜的生产和使用需要符合更严格的 环保标准。
绿色生产技术
推广绿色生产技术，降低搪瓷反应釜生产过程中的能耗和污染物排 放。
循环经济与资源利用
优化搪瓷反应釜的制造工艺，提高资源利用率，推动循环经济的发展 。
REPORT
THANKS
化工设备反应釜课程设计PPT课件
❖
完成一种典型钢制容器
❖
或设备(如贮罐、反应釜)
❖
的机械设计。 绘制设备
❖
总装图一张、重要部件图
❖ 一张；书写设计说明书一份。
❖ (2)课程设计的一般步骤
6
❖ 1)准备阶段 ❖ ① 设计前应准备好有关的设计资料、手册、图册。 ❖ ② 认真研究设计条件单，分析设计条件单中的技术特性 ❖ 参数、接管表中各接管的规格和用途、设备示意图，明确 ❖ 设计要求和设计内容。 ❖ ③ 设计前应认真复习教科书的内容、熟悉有关的设计资 ❖ 料和设计步骤。 ❖ ④ 结合实验室的现有实验设备（如列管式换热器、填料 ❖ 塔、精馏塔、反应釜等），熟悉典型设备的结构，为设计 ❖ 做准备。 ❖ 2)机械设计阶段 ❖ 化工容器及设备的机械设计是在设备的工艺设计后进行 ❖ 的。其内容和任务是根据设备的工艺条件（如工作压力、
❖ ②筒体的长度 H 的确定
❖ 筒体的长度 H 可由下式确定
V VT VF
VT VVF
4Di2HV源自VFHV 4
VF
D
2 i
18
❖ 二、釜体壁厚的设计
❖ (1)内压筒体壁厚的设计
❖ ①设计参数的确定 ❖ 根据设备设计条件单中提供的 ❖ 有关技术特性参数和要求，确定设计参数。 ❖ 设计压力 p ：无安全装置取 p ＝1.1 p W ；装安全阀取 p ＝
❖ 反应釜的机械设计就是根据工艺设计所确定的操作容积、
15
❖ 工作压力、工作温度、介质情况、传热面积、搅拌形式、 ❖ 转速和功率、以及管口尺寸和方位等工艺条件，选择各零 ❖ 部件的材料，确定反应釜釜体、夹套的结构型式和尺寸。 ❖ 通过强度、刚度和稳定性计算确定反应釜壳体、夹套壳体 ❖ 的壁厚和搅拌抽直径，并根据有关的标准对搅拌器、传动 ❖ 装置、密封装置和各种附件进行选型，然后绘出所需的装 ❖ 配图与必要的零部件图。
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反应釜设计
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
14
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
19
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。
24
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
25
夹 套 封 闭 件 与 釜 体 的 焊 接
26
整体式夹套
当 F封+F筒＜F 时，应考虑再设其他传热装置。
15
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？
8
9
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。
10
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？
11
(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！
17
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。
18
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；
7
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
4
5
反应釜
6
二、 釜体及传热装置设计
21
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。
22
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。
16
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
20
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。
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
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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
19
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。
24
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
25
夹 套 封 闭 件 与 釜 体 的 焊 接
26
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。
18
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
21
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。
22
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。
16
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。