目前国外推广的气流搅拌和外流搅拌相结合的方式,将机械搅拌彻底取消,将轴封改为静密封,这将大大减少因轴封泄露将导致进入设备进人检修作业的频次,减少了不安全因素,从而提高反应釜的使用寿命及装置平稳运行时间。气流搅拌的原理是利用气体鼓泡通过液体层,对液体产生搅拌作用,或使气泡群以密集状态上升借所谓气升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比,仅气泡的作用对液体所进行的搅拌是比较弱的,尤其在高黏度的介质时效果更差,这就需要采取与外流体搅拌相结合的途径。
外流体搅拌的原理,利用将反应釜内介质从下部抽出,流经外界动力设备(如机泵)加压后沿着筒体切线方向进入釜内,带压液体进入后将带动釜内的液体沿着切线方向旋转,从而达到搅拌的目的。搅拌的效果可由动力设备的流量、扬程的变化控制,使化工反应变成可控反应。
按照目前国内的工业发展速度和趋势上看,填料密封将被机械密封完全取代,而全封闭密封将成为未来反应釜解决轴封泄露的主要途径[5]。
4课题研究的内容
4.1 确定工艺计算的物性数据,进行设备的工艺计算
(1) 确定设备各元件的基本尺寸,确定各元件强度设计参数,进行釜体的计算
(2) 筒体容积的设计
(3) 筒体长径比的设计
(4) 确定筒体的直径和高度及夹套的高度设计
(5) 同体容积的校核及夹套高度的确定
(6) 筒体厚度的计算及校核
(7) 封头厚度和夹套壁厚的计算
(8) 釜体及夹套的水压试验及筒体稳定性校核
4.2 进行接管的选择及开孔补强计算
接管的选择(包括:进料管、温度计接管、压力表接管、空压管接管、压料口接管、蒸汽及冷却水进出口接管、排气口接管和安全阀接管的选择)
进行补强计算
4.3 对筒体的搅拌装置进行选型设计及计算
(1) 搅拌器的的选型
(2) 搅拌器的参数确定和搅拌器功率的计算
(3) 搅拌器的校核
4.4 传动装置的计算及选型
(1) 电机功率的计算
(2) 搅拌轴的设计及机械计算[9]
(3) 电动机的选择
(4) 减速机的选择
4.5 零部件选择
选用零部件附件的结构在满足工艺要求的条件下由受力条件、制造、安装等因素决定其中包括(安装底盖选择、机架的选择、法兰选型、联轴器选型、搅拌轴底轴承选型、搅拌机轴封的选型、密封填料的选择、填料箱的选择)。
4.6 支座的选型和底座的设计及选型
(1) 支座的选型
(2) 底座的设计及选型
4.7 绘图及说明书的编写
绘制装配图及各个零件图,并编写说明书。
5创新点及难点分析
在化工反应釜设备中很多是带有搅拌装置的,如图5.1所示的反应釜就是带有上、下搅拌桨的设备。为防止搅拌轴在运转过程中产生较大的挠度,除在搅拌轴下方设计稳定装置外,多数情况是增加一个支承点,并且采用如图5.2所示的结构,即该支承点和内筒体通过3个支撑板(或角钢)相连接。实践证明,这种连接方式安装时有一定难度,很易造成支承点轴线和搅拌轴线严重不共线,不得不在运行后停工返修[10]。
图5.1 带搅拌的反应釜图 图5.2 搅拌轴下支承结构图
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