中北大学2015届毕业设计说明书
5.3.3 固体物料进口的设计
由于釜体的内径Di?3400mm，因此可以在釜体的封头上设置人孔，本设计选用
PN1.0DN600回转式平焊法兰物料孔。
5.3.4 支座的选型及设计
由于设备外部设置有8mm的保温层，查阅文献可选耳式B型支座，支座数量为4个
反应釜总质量的估算：mF?m1?m2?m3?m4?m5
式中：m1—釜体的质量(kg)；m2—夹套的质量(kg)；m3—搅拌装置的质量(kg)
m4—附件的质量(kg)；m5—保温层的的质量(kg) 物料总质量的估算：mw?mj?md
式中：mj—釜体介质的质量(kg)；md—夹套内导热油的质量(kg)
表5.5带盖平焊法兰进料口的尺寸
公称压力 （MPa） 密封面形式 公称直径DN 600 1.0 凸面 dw?S 630×6 螺栓 D D1 705 B 规格 数量 20 755 M27 H1 240 H2 108 b 36 b1 28 b2 30 反应釜的总质量估算为12000 kg，物料的质量为61000 kg (以水装满釜体计算)，夹套和水的总质量为：29000kg
装置的总质量：m=12000 +61000+3000+29000=102000kg 每个支座承受的重量Q约为：102000/4×9.8＝249.9kN
根据DN?3400mm，Q=249.9kN查阅相关文献初选B型耳式支座，支座号为8。 标记： JB/T4725-92 耳座B8
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材料：Q235-A·F 系列参数尺寸如表12。
表5.6 B型耳式支座的尺寸
底板
筋板
垫板
地脚螺栓
支座重量
kg 140.8
H
l1
480
b1
360
?1
26
S1 l2 b2 ?2 l3 b3 ?3
16
e
72
d
36
规格
600 145 510 380 18 720 600 M30
5.4 搅拌装置的尺寸设计与选型 5.4.1 搅拌桨的尺寸设计与选型
本设计中的反应物料黏度不大，桨式搅拌器适用于黏度小的液体物料，也适用于纤维状和结晶状的溶解液，符合本设计中反应条件和反应物料的性质。所以本设计中反应釜的搅拌桨选用桨式搅拌器。 5.4.2 搅拌器直径的初步计算
通常桨式搅拌器直径Dj??0.25~0.75?DN，取Dj?0.6DN?2040mm 桨宽b??0.1~0.25?Dj，取b?0.15Dj=306mm 转速 n=450 r/min 片数np=2片
底层叶桨到釜底得距离h??0.2~1?Dj，取h?0.5Dj?1020mm
由于料液层较高，为了将物料搅拌均匀，装有三层桨叶，相邻两层搅拌叶交错成90°安装。
5.4.3 搅拌器功率计算
由?=0.87Pa·S
则Re=n Di2?/?=450×(2.04)2×1000/(60×0.87)=15944.83 由于Re＞104，查图并校正得搅拌功率准数：NP=0.25
5dN=Np?n=0.25×1000×(450/60)3×(2.04)5=327.14kw
3选择电机效率?=0.85，所以N=327.14/0.85=384.87kw
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5.4.4 搅拌轴直径的设计
(1) 直径计算
电机的功率P＝384.87kw，搅拌轴的转速n＝450 r/min，参考文献取用材料为1Cr18Ni9Ti ，[?]＝25MPa，A=140，则搅拌轴直径为：
d?A3P384.87=132.89mm，圆整d?135mm ?140?3n450(2) 强度校核
348P9.55?106?450=15.01MPa?[?]=25MPa n???330.2?1350.2d满足要求，所以搅拌轴直径为135mm。
9.55?1065.4.5 搅拌轴长度的设计
搅拌轴的长度L近似由釜外长度L1、釜内未浸入液体的长度L2、浸入液体的长度L3三部分构成。即：L=L1+L2+L3
其中L1=H?M(H—机架高；M—减速机输出轴长度) L1=4300-2720=1580 mm
L2=HT+HF-Hi(HT—釜体筒体的长度；HF—封头深度；Hi液体的装填高度)
Hi=
VC?VF61?5.5080?0.890=5508mm +H0+H1=
??2?3.42Di44式中VC—操作容积 m3；VF—釜体封头容积m3；Di—筒体的内径m；H0—封头直边高度m；H1—封头曲面深度m
L2=4800+890－5508=102mm
由文献可知搅拌桨的搅拌效果和搅拌效率与其在釜体的位置和液柱高度有关。搅拌桨浸入液体内的最佳深度为：S?22Di?Hi 33当Di=Hi时为最佳装填高度；当Di＜Hi时，需要设置三层搅拌桨。
由于Di=3400＜Hi=5508mm，又因为底层叶桨到釜底得距离h=900mm，则搅拌叶桨之间的距离为：
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Hi?h5508?900??1536mm 33故浸入液体的长度：L3=Hi-h=5508-900=4608mm 搅拌轴的长度L为：L=1580+102+4608=6290 mm 5.5 传动装置装置的尺寸设计与选型 5.5.1 电动机的选型
由于反应釜的物料具有易燃性和一定的腐蚀性，故选用隔离型三相异步电机（防爆标志dIIAT4）。根据反应釜的功率为384.87kW，转速3000，由文献查的选用的电机型号为：Y355L2-2。 5.5.2减速器的选型
根据反应釜的功率为384.87kW、搅拌轴的转速n=450、传动比i为3400/450=7.56，选用齿轮立式减速机，标记LC325A21。
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6 辅助设备的设计与选型
6.1 储罐的计算与设计
6.1.2催化剂溶液储罐的计算与设计
(1)因苯部分加氢中催化剂与组要组分的质量分数为13.35%，密度为 1.1347g/cm3(25℃),则催化剂溶液的体积为：
V?53264.795?46.95m3
1.1347?1000查文献得，对化工原料及成品油用储存系数为0.90，储罐的的容积为：
V'?V?52.17m3 0.94?52.174V'取HDi为2。则直径为：Di?3=3=3215mm，
??2?H/Di则储罐高度为：H=2?3.215=6.43m?6430mm。 (2) 输料管道的计算与设计
催化剂的流量为：Q?V52.17??52.17m3/h?0.0145m3/s T1查化学工程机械手册得，低粘度物料在管道中的流速在0.8-1.8m/s范围内。 本设计取?=1.4m/s。则输料管的直径为：
d?4?0.01454Q==115mm
??1.4??选用热轧无缝钢管（GB8163-87），其规格为?=150?5.0。 6.1.2产品环己酮储罐的计算与设计
因环己酮的密度为0.95g/cm3（25℃），环己醇的体积为：
V?10005=10.53m3。
0.95?1000V?11.7m3 0.9查文献得，对化工原料及成品油用储存系数为0.90，储罐的的容积为：
V'?4?11.74V'取HDi为2。则直径为：Di?3=3=2730mm，
??2?H/Di
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