搅拌式反应釜的设计

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机械搅拌反应器也称为搅拌釜式反应器，使用于各种物性和各种操作条件的反应过程，广泛应用于合成塑料、合成纤维、合成橡胶、医药、农药、化肥、染料、涂料、食品、冶金、废水处理的行业。搅拌釜式反应器由釜体和搅拌反应器组成，釜体包括筒体，夹套和内件，盘管，导流筒等；搅拌反应器由搅拌容器和搅拌机两大部分组成，搅拌容器包括筒体、热换元件及内构件；搅拌机由搅拌器、搅拌轴及其密封装置、传动装置等。工业上应用的搅拌釜式反应器有成百上千种，按反应物料的相态可分成均相反应器和非均相反应器两大类，均相反应器包括，间歇式反应器、平推流反应器、全混流反应器等；非均相反应器包括固-液反应器，液-液反应器，气-液反应器和气-液-固三相反应器。
本次设计的釜式反应器操作弹性大，适用范围广，是工业生产中不可或缺的反应器之一。本次设计内容有本设计采用电石法、悬浮法聚合生产聚氯乙烯，对年产1万吨聚氯乙烯(PVC)全工段工艺流程设计，搅拌聚合段物料衡算、得出本次设计需采用九个1.8搅拌式聚合釜，反应釜釜体的设计，反应釜夹套的设计，反应釜附件的选型尺寸设计，搅拌装置的选型与尺寸设计，传动装置，反应釜的轴封装置设计，支座的选型及设计，焊缝结构的设计，人孔的开孔及补强计算，同时绘制了带控制点的PVC合成工艺流程图、聚合工段主要设备平面布置图、以及聚合釜装配图、零件图等。设计方法采用压力容器常规设计的方法，遵循《化工设备》要求，按照GB150-98《钢制压力容器》等技术法规执行。

目录
摘要I
1前言1
1.2聚氯乙烯的性质及工艺计算2
1.2.1物理性质2
1.2.2化学性质2
1.2.3聚氯乙烯的工艺流程介绍2
1.2.4聚合釜物料衡算5
1.2.5聚合釜的选型6
1.3搅拌式反应釜结构设计及其工作原理示图8
2设计条件及设计内容分析9
2.1反应釜设计的内容9
3反应釜釜体的设计10
3.1釜体直径DN的确定10
3.1.1釜体直径DN的确定10
3.2釜体筒体壁厚的设计10
3.2.1设计参数的确定10
3.2.2筒体壁厚的设计11
3.3釜体封头的设计11
3.3.1封头的选型11
3.3.2设计参数的确定13
3.3.3封头的壁厚得设计13
3.3.4封头的直边尺寸、体积的确定13
3.4筒体长度H的设计14
3.4.1筒体长度H的设计14
3.4.2釜体长径比校核14
3.5外压筒体壁厚的设计14
3.5.1设计外压的确定14
3.5.2试差法设计外压筒体的壁厚14
3.5.3图算法设计筒体的壁厚15
3.6外压封头壁厚得设计15
3.6.1设计外压得确定15
3.6.2封头壁厚得计算15
4反应釜夹套的设计17
4.1夹套釜体直径DN，压力PN得确定17
4.1.1夹套釜体DN得确定17
4.1.2夹套釜体PN得确定17
4.2夹套筒体的设计17
4.2.1设计参数的确定17
4.2.3夹套筒体的高度确定18
4.3夹套封头的设计18
4.3.1封头的选型18
4.3.2设计参数的确定18
4.3.3封头的壁厚的设计18
4.3.4封头的直边尺寸、体积与重量的确定19
4.3.5封头结构的设计19
4.4传热面积的校核19
5反应釜釜体及夹套的压力试验21
5.1釜体的水压试验21
5.1.1水压试验压力的确定21
5.1.2液压试验的强度校核21
5.1.3压力表的量程21
5.1.4水压试验的操作过程21
5.2釜体的气压试验22
5.2.1气压试验压力的确定22
5.2.2气压试验的强度校核22
5.2.3气压试验的操作过程22
5.3夹套的液压试验22
5.3.1水压试验压力的确定22
5.3.2液压试验的强度校核23
5.3.3压力表的量程、水温的要求23
5.3.4水压试验的操作过程23
6反应釜附件的选型及尺寸设计24
6.1釜体法兰联接结构的设计24
6.1.1法兰的设计24
6.1.2密封面形式的选型25
6.1.3螺栓、螺母的尺寸规格25
6.1.4法兰、垫片、螺栓、螺母、垫圈的材料25
6.1.5垫片的尺寸、材料26
6.2选用手孔，视镜等和工艺接管的设计26
6.2.1手孔26
6.2.2视镜26
6.2.3进料管口26
6.2.4温度计26
6.2.5出料口26
6.2.6安全阀接口27
6.2.7冷凝器接口i和压力表接管e 27
6.2.8加热蒸汽进口27
6.3管法兰尺寸的设计27
6.3.1管法兰的选型27
6.3.2管法兰的尺寸28
6.4垫片尺寸及材质28
6.4.1垫片的结构28
6.4.2密封面形式及垫片尺寸29
6.5手孔的设计29
6.5.1手孔的结构29
6.5.2手孔尺寸30
6.6视镜的设计31
6.6.1视镜的选型31
6.6.2视镜的结构32
6.6.3视镜的规定标记、标准图号、视镜的尺寸及材料32
6.6.4视镜标准件的材料32
6.7支座的选型33
6.7.1支座的选型及尺寸的初步设计33
6.7.2支座载荷的校核计算34
7搅拌装置的选型与尺寸设计35
7.1搅拌轴直径的初步计算35
7.1.1搅拌轴直径的设计35
7.1.2搅拌轴刚度校核35
7.2搅拌轴临界转速校核计算35
7.3联轴器的型式及尺寸的设计36
7.3.1联轴器型式的确定36
7.3.2联轴器的结构及尺36
7.3.3联轴节的零件及材料37
7.4搅拌器的设计和搅拌桨尺寸的设计37
7.4.1桨式搅拌桨的结构37
7.4.2桨式搅拌桨的尺寸38
7.4.3桨式搅拌桨零件明细表39
7.5搅拌轴的结构及尺寸的设计39
7.5.1搅拌轴长度的设计39
7.5.2搅拌轴的结构40
8传动装置的选型与尺寸设计41
8.1电动机的选型41
8.2减速器的选型41
8.3机架的设计42
8.4底座的设计43
8.5反应釜的轴封装置设计43
8.5.1反应釜的轴封装置的选型43
8.5.2轴封装置的结构及尺寸44
9焊缝结构的设计45
9.1釜体上主要焊缝结构的设计45
9.2夹套上的焊缝结构的设计47
10固体物料进口的开孔及补强计算50
10.1封头开固体物料进口后被削弱的金属面积A的计算50
10.2有效补强区内起补强作用的金属面积的计算50
10.2.1封头起补强作用金属面积A1的计算50
10.2.2接管起补强作用金属面积A2的计算51
10.2.3焊缝起补强作用金属面积A3的计算51
10.3判断是否需要补强的依据51
11反应釜故障分析与处理52
12结束语57
参考文献58

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