车载BHP反应釜计算书

版 本 号： v1.0 密 级：档 案 号： 保存期限： 阶段标记： 车载反应釜计算书部 门：系统开发部主 编：陈 炜编 纂：校 对：审 批：天眼激光科技有限公司2013 年 11 月 8 日i目 录1 已知设计工艺条件 -32 釜体设计 -32.1 反应釜容积计算 -32.2 内层几何尺寸计算 -42.2.1. 确定筒体内径 -42.2.2. 筒体厚度计算 -52.2.3. 下封头厚度计算 -52.2.4. 确定筒体的高度 -62.2.5. 确定上封头法兰 -73 夹套的传热结构及强度计算 -83.1 夹套的选型 -83.2 U 形整体夹套容器适用条件 -93.3 夹套和筒体的接焊 -93.4 夹套的安装 -93.5 夹套内径 -103.6 夹套下封头 -103.7 夹套高度 -103.8 底部接管结构 -104 搅拌装置 -114.1 选型 -114.2 斜叶双桨式搅拌器结构参数 -114.3 计算搅拌速度 -124.4 计算搅拌功率 -134.4.1. 计算搅拌液体的雷诺准数 -134.4.2. 单层搅拌器功率计算 -144.5 选择减速机型号 -144.6 计算斜叶双桨式搅拌器轴的强度 -154.7 按扭转计算搅拌轴轴径 -174.8 挡板 -185 传动装置 -185.1 选型 -185.2 凸缘法兰与底座 -195.3 联轴器 -206 传热面积校核 -217 参考资料 -227.1 国标类 -227.2 行标类 -227.3 手册类 -227.4 参考书籍类 -22ii7.5 其它类 -22车载 BHP 反应釜计算书太古科技有限公司 第 3 页1 已知设计工艺条件1)工作介质 罐内: BHP 溶液 + HLC 夹套:自来水2)设计压力 罐内： 夹套: MPac1.0MPac3.023)工作压力 罐内： 夹套:4)设计温度 罐内： 夹套: CtOc1 CtOc525)工作温度 罐内: 夹套: 6)BHP 溶液密度: 粘度3/40mkgBHP pBHP187)HCL 溶液密度: 粘度18CL c28)被处理溶液 BHP 体积： 35.7QBHP9)工作时间: 的 BHP 溶液必须在 内处理完毕35.7in601ht10)搅拌转速： mrn/1011)方仓外形尺寸： )(235794高宽长 12)方仓内部尺寸： 0高宽长2 釜体设计反应釜由内层和夹套两部分构成，内层为液体完成搅拌提供空间，通有自来水的夹套提供散热保障，是一个套在内层外的密封容器。2.1 反应釜容积计算1) 若 的BHP溶液在60分钟里处理完毕，则BHP计量泵每分钟流量为：35.7mLmtQqBHP125.065732) 根据技术协议5.1条表1所示：第一级管式反应器BHP与HCL反应pH值达10左右时，25L碱液所消耗的盐酸（31%）为3.3128L。故，如果要将125L的BHP溶液处理完毕，则第一级HCL计量泵每分钟流量为： LmqHCL 564.10654.12538. 31 3) 根据技术协议5.1条表2所示：第二级管式反应器BHP与HCL反应pH值达10左右时，25L稀释后的碱液所消耗的盐酸（31%）为0.0023L。4) 同理，如果要将未完全达排放标准的125L的BHP溶液继续处理，则第二级HCL计量泵每分车载 BHP 反应釜计算书太古科技有限公司 第 4 页钟流量为： LmqHCL 015.015.1253. 35) 通过试验装置的运行验证，基本上前5分钟的BHP与HCL混合处理液不能达标排放，而稳定运行之后则能直排；由此5分钟而产生的不能达标排放的液体要进入反应釜进行继续处理，这部分液体的体积为BHP溶液与两次HCL溶液之和： LmqqVHCLBHP 708.015.01654.2.0 31 6) 另取装料系数为 7.故最终反应釜容积为： ，圆整后得：3 01.7.8mV31V2.2 内层几何尺寸计算内层采用立式的圆筒形容器，由筒体、下封头、上盖板、支座等构成，通过支座固定在载车平台上。为了便于液体排空，下封头采用椭圆形封头，并与筒体直接焊接；为了安装内件、维护修理、清洗方便，上封头采用法兰形式并与筒体直接焊接。由于是本反应釜是处理强碱与强酸溶液，所以选不锈钢321（0Cr18Ni10Ti）作为反应釜的用材。2.2.1. 确定筒体内径1) 筒体内径估算 ，其中314iVD1DHi2) i为长径比，当容积一定时，长径比越高，越有利于传热。长径比的确定通常采用经验3) 罐体长径比经验表种类 罐体物料类型 长径比液-液相、液-固相 11.3一般搅拌罐气-液相 12聚合物 悬浮液、乳化液 2.08385发酵罐类 发酵液 1.72.54) 因为BHP与HCL反应为液-液相类型，所以高径比为11.3，选取i=1.2则， miVD019.243315) 圆整上述计算值，取筒体内径为 D0车载 BHP 反应釜计算书太古科技有限公司 第 5 页2.2.2. 筒体厚度计算1) 计算筒体厚度 ，21C查化工设备设计手册5.3.2 得： ctiPD其中： -为设计压力cP-为焊接头系数2) 选用筒体材料为不锈钢 321（0Cr18Ni10Ti）3) 由表 5-69 查得： MPt1384) 内筒体和下封头既受内压又受外压，由已知条件得 ， ，取两者MPC1.0C3.02中的较大的值计算。5) 由 5.2.10.4 取双面焊、全焊透，局部无损探伤时，得 85.6) mPDct 28976.13085.1372211 7) 由化工设备设计手册5.2.8 查得：壁厚附加量负偏差 ，其中：21C-为材料壁厚负偏差系数， 由过程设备设计4.3.2.3 表 4-2 中得1C m6.01-为腐蚀速率系数，因为本装置为强碱强酸溶液，故取2 328) mC86.436.02897.111 考虑到上封头上的减速机等重量，取筒体的厚度为 12.2.3. 下封头厚度计算1) 选标准椭圆形作为下封头，材料与筒体相同。车载 BHP 反应釜计算书太古科技有限公司 第 6 页2) 由 JB/T4737-1995椭圆形封头附表 4-2，选用公称直径 DN1000mm 的椭圆形封头，查得：曲边高度 ，直边高度 容积mh2501mh253150.mVf3) 计算封头厚度 ，查 化工设备设计手册5.4.2 得： ，其中：f cticPDK.2-为椭圆形封头系数，由 5.3 表 5-3 得，当 ，取K 50121hDi 14) mPDctf 89.305.8.13725.021 5) 由化工设备设计手册5.2.8 查得：壁厚附加量负偏差 ，其中：21C-为材料壁厚负偏差系数，同上，取1CC6.1-为腐蚀速率系数，故取2 m326) ,89.46.089.121Cff7) 考虑到焊接因素取封头厚度等于筒体厚度，取 mf62.2.4. 确定筒体的高度1) 反应釜容积 V 通常按下封头和筒体两部分容积之和计算，并进行圆整。2) 由化工设备机械基础课程设计指导书4.3.2.3 得： ，其中mfVH1-1 米高筒体容积，由附表 4-1 得m1 31785.0Vm3) ，圆整上述计算值，取VHf 14.785.01 2.14) 这时修正后的实际容积为： 32121 09.5.4mHDf 实 容车载 BHP 反应釜计算书太古科技有限公司 第 7 页2.2.5. 确定上封头法兰1) 由JB/T4700-2000压力容器法兰分类与技术条件表1，选取筒体和上封头的连接采用甲型平焊法兰连接。2) 由JB/T4700压力容器法兰分类与技术条件表1，选取筒体和上封头的连接采用甲型平焊法兰连接。由JB/T4701-2000甲型平焊法兰图1得车载 BHP 反应釜计算书太古科技有限公司 第 8 页3 夹套的传热结构及强度计算3.1 夹套的选型由HG/T20569-1994机械搅拌设备2.2.2.1节，表2.2.2.1，选择