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發布時間:2021-10-03 21:08  
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不銹鋼反應釜具有耐高溫、耐腐蝕、生產能力強,使用周期長等優點,廣泛用于石油、化工、橡膠、、染料、、食品等用來完成硫化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過程的壓力容器。它是融合了反應容器,反應條件控制系統,原料進料、產品導出系統的一類生產或實驗器械。能夠以較高的自動化程度完成預先設定好的反應步驟,對反應過程中的溫度、壓力、力學控制(攪拌、鼓風等)、反應物/產物濃度等重要參數進行嚴格的調控。試驗期間,設備運行時間均不少于500h,各項技術指標均達到設計要求。
此次設計的不銹鋼反應釜是為一萬噸有機顏料車間設備改進與更新及工藝優化過程使用的。用戶在使用過程中的基本的操作參數為:釜內工作壓力:0.2MPa,工作溫度:120℃。夾套工作壓力:0.60MPa,工作溫度:164℃,介質為蒸汽。我為其設計的基本構造為全封閉式結構包括釜體(上下標準壓力容器橢圓封頭、筒體構成)、夾套、攪拌器、傳動裝置、軸封裝置、支承等結構。結構特點傳動系統由三相異步電動機和立式行星擺線針輪減速機組成,安裝在釜體上蓋,結構緊湊。
由于化工反應釜攪拌器組件由多點支撐, 而且在常規設計時考慮了機架、減速機和電機共同作用在頂蓋上壓力的影響和局部開孔的影響, 對封頭進行了整體補強設計, 所以有限元建模時, 為了簡化分析, 不考慮它們的影響, 只考慮跨頂蓋和筒體開人孔的復雜結構。由于結構具有對稱性, 所以取其1/2 作為研究對象。筒體與接管長度的取值都大于2.5 RT(R為接管與筒體半徑, T為接管與筒體的厚度), 筒體和封頭的厚度取值為13.4 mm(封頭成型后的實際厚度減去腐蝕裕量), 接管厚度為9 mm。材料特性人孔接管、筒體和封頭的材質均為0Cr18Ni9,設計壓力為0.8 MPa, 工作壓力為0.7MPa, 設計溫度為200 ℃, 工作溫度為180 ℃,腐蝕余量為1 mm,在筒體底部的橫截面上施加軸向固定約束,對稱面上施加對稱約束, 并在筒體底部橫截面上一點(其坐標為(0, -475, 513.4))約束X方向的位移, 以防模型發生該方向的剛體運動。G200植物膠反應設備的研制成功,標志著我國植物膠加工設備的研究已達到一個新的臺階,具有水平。在封頭、筒體及人孔筒節的內表面上施加內壓載荷0.8MPa, 在人孔筒節的外端面上施加等效應力9.1MPa
化工反應釜事故樹進行與之相對應的成功樹構建后,即可進行徑集結構函數計算求出,得到相應的徑集, 然后,通過對反應釜結構重要度的計算分析,在其結構重要度分析中根據其構建的事故樹結構情況,可以通過徑集進行判斷分析,后即可進行事故樹安全分析,得出相應的事故結果,所構建的化工反應釜壓力異常升高事故的主要原因包含攪拌效果差、溫度反饋不及時以及反應前未將容器內清理干凈等,根據其事故發生原因,可以通過對反應釜結構的優化改進,減少其事故問題及原因影響。通過用戶提供的工況,在參照GB150-1998《鋼制壓力容器》確定釜體內設計壓力位工作壓力的1。結合上述的事故樹安全分析步驟,根據上述對化工反應釜壓力異常升高引起的事故原因分析,在進行帶攪拌化工反應釜結構優化與改進設計中,
由于傳統結構的反應釜為進行清洗裝置配備,多采用人工清洗方式,并且其結構中設置有一個攪拌裝置,進行攪拌的形式較為單一,多以渦輪式、旋漿式以及框式、螺帶式、錨式等為主;通過查詢GB150-1998《鋼制壓力容器》中材料的設計溫度下許用應力與其試驗溫度許用應力通過插值法可以算00Cr17Ni14Mo2材質試驗溫度許用應力[σ]=118MPa,設計溫度許用應力[σ]t=114。此外,在作業過程中的溫度控制方面,針對化工反應釜的溫度控制與信息反饋系統研究應用較多,但是在與反應點更加接近的溫度信息的讀取上存在較大的局限性,針對這種情況下,結合上述對化工反應釜工作現場壓力異常升高致事故原因的分析,本文專門提出一種能夠更加方便的進行溫度調節控制的自洗型化工攪拌反應釜結構。