毕业设计开题报告一夹套反应釜设计开题报告.doc

毕业设计开题报告 学 生 姓 名： 学 号： 0702034215 学 院、系： 机械工程与自动化学院 专 业： 过程装备与控制工程 设 计 题 目： 一夹套反应釜设计 指导教师: 2011 毕 业 设 计 开 题 报 告 1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文 献 综 述 1.1 夹套反应釜概述 1.1.1 夹套反应釜的概念 工业生产中，用来进行化学反应的容器称为反应釜或反应器。其种类繁多，样式多样。其材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔、因康镍）合金及其它复合材料[1]。 反应釜可采用SUS304、SUS316L等不锈钢材料制造。搅拌器有锚式、框式、桨式、涡轮式、刮板式、组合式，转动机构可采用摆线针轮减速机、可满足各种物料的特殊反应要求。无极变速减速机，密封装置可采用机械密封，加热冷却可采用夹套、半管、盘管、米勒板等机构，加热方式有蒸汽、电加热、导热油、以满足耐酸、耐高温、乃磨损、抗腐蚀等不同工作环境的工艺需要。可根据具体的工艺要求进行设计、制造[12][13]。 1.1.2 夹套反应釜的结构形式 夹套反应釜由釜体、釜盖、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置、支座等组成，搅拌形式一般有锚式、桨式、涡轮式、推进式或框式等，搅拌装置在高径比较大时，可用多层搅拌叶，也可以根据要求选配。在釜壁外设置夹套可通过循环进行换热。加热方式有电加热、热水加热、导热循环加热、远红外加热、外（内）盘管加热等，冷却方式为夹套冷却。支座有支撑式或耳式支座等。转速超过160转以上宜使用齿轮减速机。开孔数量、规格或其他要求可根据工艺要求设计、制造[2][6][7][8]。 1.1.3 夹套反应釜的设计原理 夹套反应釜设计的基本方程包括反应动力学方程式、物料衡算方程式、热量衡算方 程式和动量衡算方程式。反应动力学方程式式化学反应釜设计的基础。 （1）物料衡算方程式 物料衡算以质量守恒定律为基础，是计算反应器体积的基本方程。，由于夹套反应 釜终浓度均匀，可对整个反应釜做物料衡算。其物料衡算的基本式为： 某组分流入量=某组分流出量+某组分反应消耗量+某组分积累量 （2）热量衡算方程式 热量衡算以能量守恒与转化定律为基础。在计算反应速率时必需考虑反应体系的温 度，通过热量衡算可以计算反应釜中温度的变化。其热量衡算的基本式为： 带入的热焓=流出的热焓+反应热+热量的积累+传向环境的热量 （3）动量衡算方程式 动量衡算以动量守恒与转化定律为基础，计算反应釜的压力变化。当气相流动反应 釜的压降大时，需要考虑压力对反应速率的影响，此时需要进行动量衡算。 物料衡算和反应速率式是描述反应釜性能的两个最基本的方程式[3][9][10]。 1.1.4 夹套反应釜的特点及应用 夹套反应釜的特点是结构简单、加工方便，传质、传热效率高，温度浓度分布均匀， 操作灵活性大，便于控制和改变反应条件，适合于多种、小批量生产。适应于各种不同 组态组合的反应物料（如液相、非均液相、液固相、气液相、气液固相等），几乎所有 有机合成的单元操作（如氧化、还原、硝化、磺化、卤化、缩合、聚合、烷化、重氮化、 偶合等），只要选择适当的溶剂作为反应介质，都可以在釜式反应器内进行。因此釜式 反应器的应用十分广泛[15]。 但釜式反应器间歇操作时，辅助时间有时占的比例大，尤其是加热釜，升温和降温 时间长，降低了设备生产能力，对于大吨位产品需要多台反应器同时操作，增加了产品 成本。近年来，釜式反应器趋向于设备大型化、操作机械化、控制自动化，使劳动生产 率大为提高[3][11]。 1.1.5 夹套反应釜的发展趋势 夹套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。 夹套反应釜的发展趋势： （1）大容积化，这是增加产量、减少批量生产之间的质量误差、降低产品成 本的有效途径和发展趋势。染料生产用夹套反应釜国内多为6000L一下，而国外 在染料行业有20000~40000L。 （2）夹套反应釜的搅拌器已经由单一搅拌器发展到用双搅拌器或外加泵强制循环。 夹套反应釜发展趋势除了装有搅拌器外，尚使釜体沿水平线旋转，从而提高反应速度。 （3）以生产自动化和连续化代替笨重的间隙手工操作，如采用程序控制，既可保 证稳定生产、提高产品质量、增加收益、减轻体力劳动，又可消除对环境的污染。 （4）合理的利用热能，选择最佳的工艺操作条件，加强保温措施，提高传热效率， 使热损失