搅拌反应釜的设计

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搅拌反应釜设计论文

搅拌反应釜设计论文
表7-1 机架尺寸……………………………………………………………………………28
引言
反应釜的广义理解即有物理或化学反应的容器,通过对容器的结构设计与参数配置,实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。由于反应过程中的压力不同对容器的设计要求也不尽相同。不锈钢反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等生产型用户和各种科研实验项目的研究,用来完成水解、中和、结晶、蒸馏、蒸发、储存、氢化、烃化、聚合、缩合、加热混配、恒温反应等工艺过程的容器。反应釜是综合反应容器,根据条件对反应釜结构功能及配置附件的设计。从开始的进料到出料均能够以较高的自动化程度完成预先设定好的步骤要求,对反应过程中的温度、压力等重要参数进行严格的调整。
图5-6人孔……………………………………………………………………………………19
图5-7视镜……………………………………………………………………………………21
图6-1联轴器结构形式及尺寸………………………………………………………………24
图6-2 C型凸缘联轴器轴头…………………………………………………………………24
图6-3搅拌器型式……………………………………………………………………………25
图6-4桨式搅拌器的结构……………………………………………………………………25
图7-1电动机结构及安装尺寸………………………………………………………………27
图7-2 机架结构……………………………………………………………………………28
表格清单
表2-1 几种搅拌设备筒体的高径比…………………………………………………………6
表3-1 封头尺寸…………………………………………………………………………… 11

搅拌反应釜机械设计

搅拌反应釜机械设计

搅拌反应釜机械设计JIAOBAN FANYINGFU JIXIE SHEJI──专业课课程设计指导过程装备与控制工程专业编淮海工学院机械工程学院过程机械系目录1 绪论 (1)1.1 课程设计的目的 (1)1.2 课程设计的要求 (1)1.3 课程设计的内容 (2)1.4 课程设计的步骤 (2)1.5 设计任务、参数和参考进程 (2)2 搅拌反应釜的机械设计 (5)2.1 反应釜的总体结构 (5)2.2 反应釜机械设计的内容和步骤 (5)2.3 釜体(罐体)和夹套的设计 (5)2.4 反应釜的搅拌装置 (9)2.5 反应釜的传动装置 (13)2.6 反应釜的轴封装置 (17)2.7 反应釜的其他附件 (19)3搅拌反应釜机械设计举例 (24)3.1 已知条件 (24)3.2 确定釜体的直径和高度 (24)3.3 确定夹套的直径和高度 (25)3.4 验算夹套传热面积 (25)3.5 釜体和夹套的强度计算 (25)3.6 水压试验及其强度校核 (28)3.7 选配筒体和封头的连接法兰 (29)3.8 支座的选用计算 (29)3.9 人孔选择和补强校核 (30)3.10 接管及其法兰的选择 (30)3.11 反应釜的搅拌装置 (30)3.12 机械密封的选择 (31)3.13 绘制总装配图 (31)参考文献 (32)附录 (33)1 绪论专业课课程设计是培养学生设计能力的重要教学环节。

在老师指导下,通过课程设计,培养学生综合运用所学知识分析、解决实际问题的能力。

1.1 课程设计的目的完成本课程设计应达到以下目的:(1)通过课程设计,把过程设备设计和有关先修课所学知识,在设计中综合地加以运用,从而得到巩固、深化和提高。

(2)培养学生对工程设计的独立工作能力,树立正确的设计思想,掌握化工设备设计的基本方法和步骤,为今后从事工程设计打下良好的基础。

(3)使学生能够熟悉和运用设计资料,如有关设计标准、规范、手册、图集等工具书,进行设计计算、数据处理、编写技术文件的独立工作能力,以完成作为工程技术人员在机械设计方面所必备的基本训练。

化工容器搅拌反应釜设计说明书

化工容器搅拌反应釜设计说明书

<<化工容器〉>课程设计—搅拌反应釜设计姓名:学号:专业:学院:指导老师:年月日目录一设计内容概述1. 1 设计要求1. 2 设计步骤1。

3 设计参数二罐体和夹套的结构设计2. 1 几何尺寸2. 2 厚度计算2。

3 最小壁厚2. 4 应力校核三传动部分的部件选取3。

1 搅拌器的设计3。

2 电机选取3。

3 减速器选取3.4 传动轴设计3.5 支撑与密封设计四参考文献一设计内容概述(一)设计要求:压力容器的基本要求是安全性和经济性的统一.安全是前提,经济是目标,在充分保证安全的前提下,尽可能做到经济.经济性包括材料的节约,经济的制造过程,经济的安装维修。

搅拌容器常被称为搅拌釜,当作反应器用时,称为搅拌釜式反应器,简称反应釜。

反应釜广泛应用于合成塑料、合成纤维、合成橡胶、农药、化肥等行业。

反应釜由搅拌器、搅拌装置、传动装置、轴封装置及支座、人孔、工艺接管等附件组成.压力容器的设计,包括设计图样,技术条件,强度计算书,必要时还要包括设计或安装、使用说明书.若按分析设计标准设计,还应提供应力分析报告。

强度计算书的内容至少应包括:设计条件,所用规范和标准、材料、腐蚀裕度、计算厚度、名义厚度、计算应力等。

设计图样包括总图和零部件图。

设计条件,应根据设计任务提供的原始数据和工艺要求进行设计,即首先满足工艺设计条件。

设计条件常用设计条件图表示,主要包括简图,设计要求,接管表等内容。

简图示意性地画出了容器的主体,主要内件的形状,部分结构尺寸,接管位置,支座形式及其它需要表达的内容。

(二)设计步骤:1.进行罐体和夹套设计计算;2。

搅拌器设计;3.传动系统设计;4.选择轴封;5.选择支座形式并计算;6.手孔校核计算;7。

选择接管,管法兰,设备法兰。

- 1 -(三)设计参数:设计一台夹套传热式配料罐二、罐体和夹套的结构设计(一) 几何尺寸1-1全容积 V=1。

0m31-2 操作容积V1=0.80 m31-3 传热面积 F=3m21—4 釜体形式:圆筒形1—5 封头形式:椭圆形1-6 长径比 i= H1/ D1=1。

(完整word版)反应釜设计

(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 =。

连续搅拌釜式反应器(CSTR)控制系统设计 连续

连续搅拌釜式反应器(CSTR)控制系统设计 连续

连续连续搅拌釜式反应器搅拌釜式反应器搅拌釜式反应器((CSTR )控制系统设计1. 前言连续搅拌釜式反应器(continuous stirred tank reactor ,简称为CSTR )是聚合化学反应中广泛使用的一种反应器,该对象是过程工业中典型的、高度非线性的化学反应系统。

在早期反应釜的自动控制中,将单元组合仪表组成位置式控制装置,但是化学反应过程一般都有很强的非线性和时滞性,采用这种简单控制很难达到理想的控制精度。

随着计算机技术和PLC 控制器的发展,越来越多的化学反应采用计算机控制系统,控制方法主要为数字PID 控制。

但PID 控制是一种基于对象有精确数学模型的线性过程,而CSTR 模型最主要的一个特征就是非线性,因此PID 控制在这一过程中的应用受到限制。

随着现代控制理论和智能控制的发展,更加先进有效的控制方法应用于CSTR 的控制,如广义预测控制,神经模糊逆模PID 复合控制,自抗扰控制,非线性最优控制,基于逆系统方法控制,基于补偿算子的模糊神经网络控制,CSTR 的非线性H ∞控制等。

但任何一种复杂的化工反应过程都不能用一种简单的控制方式达到理想的控制效果。

目前先进的反应釜智能控制技术就是将智能控制理论和传统的控制方法相结合,如钟国情、何应坚等于1998年对基于专家系统的CSTR 控制系统进行了研究[1],宫会丽、杨树勋等于2003年发表了关于PID 参数自适应控制的新方法[2],冯斌、须文波等于1999年阐述了利用遗传算法的寻优PID 参数的模型参考自适应控制方法等[3]。

但由于这些控制方法的算法比较复杂,在算法的工程实现、现场调试及通用型方面存在着局限性,因此研究一种相对简单实用的CSTR 控制方法,更易为工程技术人员所接受。

本文在对CSTR 过程及其数学模型进行详细分析的基础上,针对过程的滞后性,采用Smith 预估算法与PID 控制相结合的方法实现CSTR 过程的控制,该方法具有实用性强及控制方法简单等特点,基于西门子PCS7系统完成了CSTR 过程控制系统设计。

搅拌反应釜计算设计说明书

搅拌反应釜计算设计说明书

搅拌反应釜计算设计说明书工燈大普课程设计设计题目搅拌式反应釜设计学生姓名学号专业班级过程装备与控制工程指导教师“过程装备课程设计”任务书设计者姓名:班级:学号:指导老师:日期:1•设计内容设计一台夹套传热式带搅拌的反应釜2•设计参数和技术特性指标3•设计要求(1)进行罐体和夹套设计计算;( 2)选择接管、管法兰、设备法兰;(3)进行搅拌传动系统设计;(4)设计机架结构;(5) 设计凸缘及选择轴封形式;( 6)绘制配料反应釜的总装配图;(7)绘制皮带轮和传动轴的零件图1罐体和夹套的设计1.1确定筒体内径表4-2几种搅拌釜的长径比i 值设计参数及要求容器内夹套内工作压力, MPa设计压力, MPa工作温度,C设计温度,Cv 100v 150介质 有机溶剂蒸汽全容积,m 3操作容积,m 3传热面积,m 2 > 3 腐蚀情况 微弱 推存材料 Q345R 搅拌器型式 推进式 搅拌轴转速 250 r/min 轴功率3 kW接管表符 号 公称尺 寸DN 连接面 形式 用途 A 25 PL/RF 蒸汽入口 B 65PL/RF 加料口 C 1,2 100视镜 D 25 PL/RF 温度计管口 E 25 PL/RF 压缩空气入口F40 PL/RF 放料口 G25PL/RF冷凝水出口当反应釜容积V小时,为使筒体内径不致太小,以便在顶盖上布置接管和传动装置,一般i取小值,此次设计取i= 1.1 o 一般由工艺条件给定容积V、筒体内径D i按式4-1估算:得D=1084mm.式中V——工艺条件给定的容积,m3;i长径比,i也(按照物料类型选取,见表4-2)D i由附表4-1能够圆整D i = 1100,一米高的容积乂米=0.95m31.2确定封头尺寸椭圆封头选取标准件,其形式选取《化工设备机械基础课程设计指导书》图4-3,它的内径与筒体内径相同,釜体椭圆封头的容积由附表4-2 V M = 0.198m3,(直边高度取50mm )。

反应釜的设计(1)

反应釜的设计(1)

反应釜的设计摘要: 本文对搅拌反应釜的设计进行了分析,并结合实践经验对搅拌反应釜的有关参数、结构型式进行了合理的选择,以满足本设备性能的要求,使其成为合格的产品。

关键词:搅拌反应釜、设计、结构型式一、前言2006年,我接到用户委托我公司设计制造的改质沥青反应釜的设计任务书。

这项任务比较复杂,虽然之前我已设计过搅拌设备,但都属于小型常规设备,这次的设计属大型反应釜,使用的工况苛刻,最主要的是按用户需求的搅拌器型式标准选取不到,公司以前也没设计制造过,此次新设计的搅拌器不仅要使用效果好还得满足设计强度要求。

经过一段时间的苦战,我终于完成了此项任务,较好的解决了设计和制造过程中遇到的问题。

至今该设备投产几年,运行情况良好。

二、工艺过程反应釜是制取煤油和沥青过程中的重要设备之一。

煤油和沥青是我们平常所熟悉的生活及建筑材料。

它们的制作原料是炼煤厂炼煤过程中产生的焦油。

其流程是把焦油送进反应釜,通过搅拌、调和、分离、脱水再加入洗油,同时在容器的传热装置加热下使其溶解(此时的物质称为改质沥青),再把它送到塔设备,从而提起煤油、沥青。

用户提供的反应釜操作条件是:设计压力0.5MPa;设计温度470℃;工作介质为:焦油、洗油、水、蒸汽;容积为20M³;搅拌器转速33rpm;电动机功率18.5kw;设备需带传热装置。

其结构型式由我公司来确定。

三、确定结构型式我公司生产的大多数产品都是不带传动的,是静止的,如罐、塔、换热器等产品。

设计反应釜的难点是:反应釜由哪些部件组成?各部分的设计参数和几何参数如何确定?采用哪种结构型式?如何装配?各种参数和构件的设置是否合理?设备搅拌时能否达到静平衡、同心度的要求?传热构件设计是否满足反应釜工作原理的要求?轴封装置在470℃的高温下,能否满足密封要求?通过查阅了大量技术资料,我对反应釜的主要部件的结构型式、几何尺寸、载荷受力、强度设计及其构件的选材、搅拌装置中搅拌器的形式、数量和各个搅拌器之间的安装位置、传动装置及轴封选型、传热装置结构形式及安装高度等重要参数进行了逐一的计算和确定。

搅拌反应釜的设计

搅拌反应釜的设计

搅拌反应釜的设计
无缺
一、搅拌反应釜简介
二、搅拌反应釜的设计原理
1、反应釜的容积
2、反应釜的结构
反应釜的结构也是很重要的,反应釜的结构分为卧式和立式两种。

反应釜的卧式布置比立式具有较小的体积,占用空间较少;但立式搅拌反应釜搅拌效果较仰角式搅拌反应釜更为理想,可以有效分散反应物料,提高反应效率。

3、搅拌设备
搅拌设备是指在反应釜内部安装的,用于搅拌物料的设备。

它的功能是使物料得到有效的混合和反应。

反应釜的搅拌设备可以采用耐酸碱搅拌机、叶轮式搅拌机、多叶式搅拌机、多极式搅拌机等。

搅拌机的刀叶型式有挖刀式、三叶式、柔性叶片式等。

4、压力。

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1 绪论1.1 反应釜概况搅拌设备是一种在一定容积的容器中,借助搅拌器向液相物料中传递必要的能量进行搅拌过程的化学反应设备。

反应釜就是其中比较典型的一种,它适用于多种物性(如粘度、密度)和多种操作条件(温度、压力)的反应过程,广泛应用于石油化工、橡胶、农药、染料、医药等行业,是一种用以完成磺化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程,以及有机染料和中间体的许多其它工艺过程的反应设备。

搅拌式反应釜有很大的通用性,由于搅拌可以把多种液体物料相混合,把固体物料溶解在液体中、将几种不互溶的液体制成乳浊液、把固体微粒搅浑在液体中制成悬浮液或在液相中析出结晶等,故搅拌反应釜可以在带有搅拌的许多物理过程中广泛的应用。

同时在研究容器的结构方面,如容器形状、搅拌装置、传热部件等,搅拌式反应釜都具有代表性。

在大多数设备中,反映釜是作为反应器来应用的。

例如在三大合成材料的生产中,搅拌设备作为反应器,约占反应器总数的90%。

其它如染料、医药、农药、油漆等设备的使用亦很广泛。

有色冶金部门对全国有色冶金行业中的搅拌设备作了调查及功率测试,结果是许多湿法车间的动力消耗50%以上是用在搅拌作业上。

搅拌设备的应用范围之所以这样广泛,还因为搅拌设备操作条件(如浓度、温度、停留时间等)的可控范围广,又能适用于多样化的生产。

搅拌式反应釜在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、制备悬浮液、聚合反应、制备催化剂等。

例如石油工业中,异种原油的混合调整和精致,汽油添加四乙基铅等添加物而进行混合,使原料液或产品均匀化。

化工生产中,制造苯乙烯、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程,都装备着各种型式的搅拌设备。

因为在石油工业中大量使用催化剂、添加剂,所以对于搅拌设备的需求量比较大。

由于物料操作条件的复杂性、多样性、对搅拌设备的要求也比较复杂。

如炼油厂的硅铝反应器、大浆罐、钡化反应釜、硫磷化反应釜、烃化反应釜、白土混合罐等都是装有各种不同型式搅拌器的搅拌设备。

大型原油储罐中,由于原有里含有各种不同的组分,各组分重度不同,因此油罐中会出现各处成分不均匀的现象,为使油罐中上下组成均一,就必须不断地进行搅拌。

搅拌式反应釜由电动机驱动,经减速机带动搅拌轴及安装在轴上的搅拌器,以一定转速旋转,使流体获得适当的流动场,并在流动场内进行化学反应。

为满足工艺的换热要求,容器上装有夹套。

夹套内螺旋导流板的作用是改善传热性能。

容器内设置有气体分布器、挡板等内构件。

在搅拌轴下安装径向流搅拌器、上层为轴向流搅拌器。

搅拌反应器的设计分为化工工艺设计和结构设计两部分。

化工工艺设计提出结构设计的原始条件,应确定出产量、操作方式、最大工作压力、最高工作温度、工作介质及其物性,腐蚀情况等。

有时工艺设计中还提出传热面形式和传热面积、搅拌器形式和功率等。

结构设计时,设计者对结构形式进行选型,即合理选择容器部分、搅拌器、轴封。

或容器部分要在根据产量确定容积、直径与高度进行。

该结构设计包括传热构件、接管形式和搅拌器的选型及功率计算、搅拌轴的强度计算以及轴封形式的选择等。

1.2反应釜的机构特点反应釜的分类方式比较多,常见的有根据反应釜的制造结构可分为开式平盖式反应釜、开式对焊法兰式反应釜和闭式反应釜三大类;根据反应釜的密封型式不同可分为:填料密封,机械密封和磁力密封。

每一种结构都有其适用范围和优缺点。

反应釜由釜体、加热装置(夹套)、搅拌装置、传动装置、轴封装置等组成。

也可以说反应釜作为一种反应设备是由搅拌容器和搅拌机组成的。

搅拌容器包括筒体、换热元件及内构件。

搅拌器、搅拌轴及密封装置、传动装置等统称为搅拌机。

搅拌形式一般有锚式、桨式、涡轮式、推进式和框式,还有最新的研究成果行星轮式。

搅拌装置在高径比较大时,可用多层搅拌桨叶,也可根据用户的要求任意选配。

并在釜壁外设置夹套,或在器内设置换热面,也可通过外循环进行换热。

加热方式有电加热、热水加热、导热油循环加热、远红外加热、外(内)盘管加热等,冷却方式为夹套冷却和釜内盘管冷却,搅拌桨叶的形式等。

支承座有支承式或耳式支座等。

1.2.1 搅拌容器搅拌容器的作用是为物料提供反应空间。

常见的搅拌容器的筒体积是圆筒,封头常采用椭圆形封头、锥形封头和平盖,其中以椭圆形封头应用最广。

根据工艺需要,容器上装有各种接管,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,用于搅拌容器与机架的连接。

操作过程中为了对反应进行控制,必须测量反应物的温度、压力、成份及其他参数,容器上还设有温度,压力传感器。

支座选用是应考虑容器的大小和安装位置,小型的反应器一般用悬挂式支座,大型的用裙式支座或支撑式支座。

反应釜为维持反应的最佳温度设置了换热元件。

常用的换热元件有夹套和内盘管。

当夹套的换热面积能满足传热要求时,应优先采用夹套,这样可减少内构件,便于清洗,不占有有效容积。

所谓夹套就是在容器的外侧,用焊接或法兰连接的方式使其与容器外壁形成密闭空间各种形状的钢结构,在此空间内加热或冷却介质,可加热或冷却容器内的物料。

夹套的主要结构形式有:整体夹套、型钢夹套、半圆管夹套和蜂窝夹套等。

(1)整体夹套,常用的整体夹套型式有圆筒形和U形两种。

圆筒形夹套仅在圆筒部分有夹套,传热面积较小,适用于换热量要求不大的场合。

U形管式圆筒部分和下封头都有夹套,传热面积大,是最常用的结构。

根据夹套与筒体的连接方式不同,夹套可分为可拆卸式和不可拆卸式。

可拆卸式用于夹套内载体热介质一结垢、需经常清洗的场合。

(2)型钢夹套,一般用于角钢与筒体焊接组成,角钢主要由两种布置方式:沿筒体外壁轴向布置和沿容器筒体外壁螺旋布置。

型钢刚度大,不易弯曲成螺旋形。

(3)半圆管夹套,半圆管在筒体外的布置,即可螺旋形缠绕在筒体上,也可沿筒体轴向平行焊在筒体上沿筒体圆周方向平行焊接在筒体上。

(4)蜂窝夹套,蜂窝夹套是以整体夹套为基础,采取折边或短管等加强措施,提高筒体的刚度和夹套的承压能力,减少流道面积,从而减薄筒体厚度,强化传热效果。

常用的蜂窝夹套由折边式和拉撑式两种型式。

1.2.2 搅拌器搅拌器又称作搅拌桨或搅拌叶轮,是搅拌反应器的关键部件。

其功能是提供过程所需要的能量和适宜的流动状态。

其叶轮的主要方式有锚式、桨式、涡轮式、推进式、框式,还有最新的研究成果行星轮式.。

(1)搅拌器的分类按流体流动形态,搅拌器可分为轴向流搅拌器,径向流搅拌器和混合流搅拌器。

按搅拌器的结构可分为平叶、折叶、螺旋面叶。

桨式、涡轮式、框式和锚式的桨叶都有平叶和折叶两种结构;推进式、螺杆式和螺带式的桨叶为螺旋面叶。

按搅拌器的用途可分为:低黏度体用搅拌器和高粘度流体用搅拌器。

用于低粘度流体搅拌器有:推进式、长薄叶螺旋桨、桨式、开启涡轮式、圆盘涡轮式、布鲁玛近式、三叶后弯式、MIG和改进式等。

用于高粘度流体的搅拌器有:锚式、框式、锯齿圆盘式、螺旋桨式、螺带式、螺旋螺带式等。

(2)搅拌器的流型搅拌器旋转时把机械能传递给流体,在搅拌机内循环流动。

这种循环流动的途径称为流型。

搅拌器的流型与搅拌效果、搅拌功率的关系十分密切。

搅拌器的改进和新型搅拌器的开发往往从流型着手。

搅拌器旋转时把机械传给流体,在搅拌器附近形成高湍动的充分混合区,并产生一股高速射流推动液体在搅拌器内循环流动。

常见的有三种基本流型:a 径向流,流体的流动方向垂直与搅拌轴,沿径向流动,碰到容器壁面分成两股流分别两股流体分别向上、向下流体,再回到叶轴,不穿过叶片,形成上,下两个循环流动。

b 轴向流,流体流动方向平行于搅拌轴,流体又桨叶推动,使流体向下流动,遇到容器底面再翻上,形成上下循环流。

c 切向流,无挡板的容器内,流体绕轴作旋转运动,流速高时液体表面会形成漩涡,这种流行称为切向流。

上述三种流行通常同时存在,其中轴向流与径向流对混合其主要作用,而且切向流应加以抑制,采用挡板可削弱切向流,增强轴向流和径向流,从而提高搅拌效率。

(3)挡板与导流筒a 挡板,搅拌器搅拌器沿容器中心安装,搅拌物料的粘度不大,搅拌转速较高时,液体将随着桨叶旋转方向一起运动,容器中间部分的液体在离心力作用下涌向内壁面上升,中心部分液面下降,形成漩涡,统称为打旋区。

随着转速的增加,漩涡中心部分液面下凹到桨叶接触,此外外面的空气进入桨叶被吸到液体中,液体混入气体后密度减小,从而降低混合效果。

为消除这种现象,通常可在容器中加入挡板。

一般在容器内壁面均匀安装4块挡板,其宽度为容器直径的1/12~1/10。

当再增加挡板数和挡板宽度,功率消耗不再增加时,称为全挡板条件。

b 导流筒,是上下开口圆筒,安装于容器内,在搅拌器混合中期导流作用。

对于涡轮式或桨式搅拌器,导流筒刚好至于桨叶的上方。

对于推进式搅拌器,导流筒套在灾桨叶外面,或略高于桨叶,通常导流筒的上端都低于静液叶面,且筒身上开孔或槽,当液面降落后仍可从孔或槽进入导流筒。

导流筒将搅拌容器分成面积相等的两部分,即导流筒的直径约为容器直径的70%,当搅拌器置于导流筒之下。

且容器直径又较大时,导流筒的下端直径应缩小,时下部开口小于搅拌器的直径。

1.2.3 密封装置完成搅拌器的设计后需要解决搅拌轴的支撑与密封问题。

前者装置止推轴承解决;后者转轴与静止支撑部分由相对移动,属转动密封。

由于釜内还存在压力,密封口有相当的压差,这种密封比一般容器的精密封困难的多。

因此,搅拌轴的密封成为反应釜的一个重要的组成部分。

转轴密封的形式很多,有填料密封、液体密封、机械密封、迷宫密封、浮动环密封等。

对于反应物不能被其他介质污染,有许多特殊的要求,一般只能填料封闭与机械密封两种形式。

a 填料密封通过填料箱实现的。

填料箱的基本结构有箱体、填料、压盖及螺栓等零件构成。

箱体放置在反应釜的顶盖上,装轴通过其中心,箱体与转轴的环形空间构成填料室,在填料室中放置数圈弹性填料,盖上压盖,拧紧螺栓,压紧压盖,在表面压紧。

由于填料中含有润滑剂,在对轴产生径向压紧的同时,产生一层极薄的液膜,这层液膜一方面是搅拌轴得到润滑,尤其密封作用,因而既使轴运转自如,又能达到密封,填料箱的尺寸的结构有各种各样。

具有水夹套的填料箱其水夹套是冷却填料用的,转速较高,填料发热温度较高,便需要冷却装置。

由于填料圈数较多,密封面较长,为使填料能产生径向力,需双重压盖,密封性能越好,双填料具有较高的密封型。

用于反应釜的填料箱,由于釜内有一定的温度与压力,又有腐蚀的介质,其填料要能起密封作用,需满足下列要求:应有足够塑性,在压盖的压缩下,能适应轴和填料函的形状而变形;应有足够的弹性,乙烯受载设计上不能避免个别的震动与摆动;应使釜内的介质与润滑剂的浸泡和腐蚀,且不含有被介质和润滑剂所溶解和削弱的其他物质;在压盖压得过紧的情况下,不会产生破坏性的摩擦和热的效应而影响轴运转情况;不会压住或腐蚀轴;磨损缓慢,耐磨性好,不需要经常更换。

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