1、1 立方米反应釜设计 - 1 - 本科毕业设计（论文）开题报告本科毕业设计（论文）开题报告 题目：题目： 1 立方米反应釜设计立方米反应釜设计 学生姓名学生姓名 学学 号号 1103020402 教学院系教学院系 机电工程学院机电工程学院 专业年级专业年级 2011 级过程装备与控制工程级过程装备与控制工程 指导教师指导教师 职职 称称 单单 位位 1 立方米反应釜设计 - 2 - 1. 概述概述 1.1 反应釜的反应釜的结构组成和结构组成和材料选择材料选择 1.1.11.1.1 反应釜的反应釜的结构组成结构组成 反应釜由釜体、釜盖、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置、支承等组成。搅拌 装置在高
2、径比较大时，可用多层搅拌桨叶，也可根据用户的要求任意选配。釜壁外设 置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。支承座有支承式或耳式支 座等。转速超过 160 转以上宜使用齿轮减速机.开孔数量、规格或其它要求可根据用 户要求设计、制作。 1.通常在常压或低压条件下采用填料密封，一般使用压力小于 2 公斤。 2.在一般中等压力或抽真空情况会采用机械密封，一般压力为负压或 4 公斤。 3.在高压或介质挥发性高得情况下会采用磁力密封， 一般压力超过 14 公斤以上。 除了磁力密封均采用水降温外，其他密封形式在超过 120 度以上会增加冷却水套。 根据任务书要求，采用夹套换热。 1.1.21.
3、1.2 反应釜的材料选择反应釜的材料选择 反应釜材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔）合金及其它复合 材料。反应釜可采用 SUS304、SUS316L 等不锈钢材料制造。 根据工作介质是否具有腐蚀性，工作温度与压力，性价比等，参照化工设备用 钢进行具体选材。 1.1.2.2. 反应釜的工作原理和工艺流程反应釜的工作原理和工艺流程 1.2.1 反应釜的工作原理反应釜的工作原理 在内层放入反应溶媒可做搅拌反应，夹层可通上不同的冷热源（冷冻液，热水 或热油）做循环加热或冷却反应。通过反应釜夹层，注入恒温的（高温或低温）热溶 媒体或冷却媒体，对反应釜内的物料进行恒温加热或制冷。同时可根据使
4、用要求在常 压或负压条件下进行搅拌反应。物料在反应釜内进行反应，并能控制反应溶液的蒸发 与回流，反应完毕，物料可从釜底的出料口放出，操作极为方便。 1.2.21.2.2 反应釜的工艺流程反应釜的工艺流程 反应釜是综合反应容器，根据反应条件对反应釜结构功能及配置附件的设计。 从开始的进料-反应-出料均能够以较高的自动化程度完成预先设定好的反应步骤， 对 反应过程中的温度、压力、力学控制（搅拌、鼓风等） 、反应物/产物浓度等重要参数 进行严格的调控。 1.31.3 反应釜的失效反应釜的失效形式形式 1 立方米反应釜设计 - 3 - 通常，产品丧失规定功能的现象被称为失效，而压力容器失效则是由于压力
5、或 其他载荷超过使用极限而丧失正常工作的能力。 各类压力容器的操作条件比较复杂多 样，而且越来越苛刻，因此，压力容器失效的形态也是多种多样的，主要是以强度、 刚度、稳定性和腐蚀失时效四种方式表现出来。 强度失效容器中某最大应力点超过屈服点后就会出现不可恢复的变形，此时由 弹性状态进入塑性状态，随着载荷的增大，容器的塑性区不断扩大，当载荷大到某一 极限时，塑性区就会扩展到一定的范围，容器便失去了承载能力。刚度失效容器或容 器上的零部件不是因为强度不足， 而是由于过大的弹性变形使部件等失去了正常的工 作能力。这种失效形式通常出现在密封结构、换热设备等地方。 稳定性失效容器在外压或其他外部载荷的作用
6、下，由稳定的平衡状态变至一个 不稳定的状态，形状发生突然改变而丧失正常的工作能力。 腐蚀失效是压力容器失效的重要类型之一，金属腐蚀的形式是多种多样的，按 金属与周围介质作用的性质分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类， 但都是由于其工作环 境所引起，包括应力腐蚀、氢脆、蒸汽腐蚀、碱脆、硫腐蚀、辐照脆化和液态金属脆 化等类型。 应力腐蚀失效是指在拉应力作用下， 一定材料与一定的介质环境发生应力腐蚀， 而最终导致压力容器失效，是一种延迟破坏，造成的后果也比较严重。由于近代工业 技术的发展，材料的工作环境条件越来越苛刻，零部件和材料的应力腐蚀问题也日益 突出，解决应力腐蚀问题成了当今的重要课题。应力腐蚀的必要条件是存在拉应力， 而且所用材料与介质环境能发生应力腐蚀。因此，为了解决应力腐蚀问题，设计上通 常采用仔细选择应力腐蚀敏感性低的材料、加缓蚀剂或保护层、阳极保护和避免或减 小应力集中、 改善危险截面的受力状况及避免工件表面层残余应力存在等措施； 另外， 生产工艺上通常采用适当的热处理工艺来降低材料对应力腐蚀的敏感性和减小工件 的残余应力或避免
