酒精发酵罐的设计.doc

第章发酵罐的化工设计计算 一 、发酵罐的容积确定 实际需要选用V全=m3的发酵罐 则V有效=V全=40×80%=32 m3 二、 基础参数选择 1. D:H 选用D:H=1:2.锥角：取锥角为70° 3.封头：选用标准椭圆封头 4.冷却方式：选取槽钢盘绕罐体的三段间接冷却（罐体两段，锥体一段，槽钢材料为A3钢，冷却介质采用20%、-4℃的酒精溶液） 5.罐体所承受最大内压：2.5㎏／cm3 外压：0.3㎏／cm3 6.锥形罐材质：A3钢外加涂料，接管均用不锈钢 7.保温材料：硬质聚氨酯泡沫塑料，厚度200㎜ 8.内壁涂料：环氧树脂 三、 D、H的确定 由D:H=1:，则锥体高度H1=D／2tg35°=0.714D 封头高度H2=D／4=0.25D 圆柱部分高度H3=（.0-0.714-0.25）D=.04D 又因为V全=V锥+V封+V柱=××H1+×D3＋×D2×H3 =0.187D3+0.13D3+D3=40 得D=m 查JB1154-7《椭圆形封头和尺寸》取发酵直径D=400mm 再由V全=cm3 ，D=m 设H: D=x 0.187 D3＋0.13 D3＋（x-0.714-0.25）D3=40 X=1.86 得径高比为D:H=1:由D=00mm查表得椭圆形封头几何尺寸为： h1=850mm h0=50mm F=13.0m2 V=5.60m3 筒体几何尺寸为： H=mm F=31.46 m2 V=47.42m3 锥体封头几何尺寸为： H0=50mm r=510m H=2428mm F=πd2／4-[+0.64]=6.9 m2 V=πd3／24[（0.7+0.3COSa）2／tga+0.72]= m3 则：锥形罐总高：H=+40+5791+40+1714=8160mm 总容积：V=+26.18+3.53=42.6m3 实际充满系数：／=75% 罐内液柱高： H，=+（+50）=mm 四、发酵罐的强度计算 4.1 罐体为内压容器的壁厚计算 1. 标准椭圆封头 设计压力为:1.1*2.5=2.75㎏／cm2 S= 式中：P=2.75㎏／cm2 ：A3钢工作温度下的许用力取1520㎏／cm2 ：焊接系数，本例采用双面对接焊作为局部无探伤0.9壁厚附加量：C=C1+C2+C3 查表得：C1:钢板厚度的负偏差取0.8mm负偏差 C2:腐蚀裕量取2mm C3:制造减薄量取0.6mm 则： 取 S0=7mm 直边高：h0=0mm 校核 = =t 2. 筒体 P设=1.1×（P工作+P静） =1.1*（2.5+0.61）=3.42㎏／cm2 S= （取C2=0.6,C2=2,C3=0.6） = 取S=8mm 校核 2=t 3. 锥形封头 (1) 过渡区壁厚 S= P设=1.1*（2.5+0.9）=3.745㎏／cm2（0.9为静压） K=0.75 S= = =3.49+C =3.49+0.6+2+0.369 =6.46mm (2) 锥体 S=+C S0==（查表为0.60） S=S0+C=5.6+0.6+2+0.59=8.57 取S=10mm h0=40mm 校核锥体所受最大应力处： ==778.5t 锥体为外压容器的壁厚计算 1.标准椭圆封头 设S0=5mm R内=0.9Dgmm R内/100S=/（100×5）=6.12 查图表4-1及B=275 [P]=B*S0/R内=275*5/3240=0.43kg/cm20.3kg/cm2 满足要求 取C1=0.5mm，C2=2mm，C3=0.5mm 则S=S0+C=8mm 2.筒体 设S0=6mm L/D= S0/ D=2400/6=400 查图表4-1及B=210 [P]=2106/3400=0.37kg/cm20.3kg S0=6mm 故可取C1=0.6mm，C2=2mm，C3=0.6mm 则S=S0+C=9.2mm或10mm 3.锥形封头 因为： α=35° 所以 22.50°α60° 按第四章发酵罐设计的中封头可知，加强圈间中锥体截面积最大直径为： 2 × 2428/2 ）×tg35°=1700mm 取加强圈中心线间锥体长度为mm 设S0=6mm L/D=/3400=0.36 D/S0=3400/6=566.7 查图表4-1及B=320 [P]=BS0/D=320*6/3400=0.50.3kg/cm2 故取S0=6mm C1=0.6mm，C2=2mm，C3=0.6mm 所以 S=