根據(jù)現(xiàn)場場地布置，并結合參考了化工設備標準反應釜尺寸，選取其內徑Di1=Φ1800mm,按充裝系數(shù)0.85 計算， 實際容積為V=6/0.85=7.05m3。按GB/T25198-2010《壓力容器封頭》選取橢圓形封頭，查其容積V=0.827m3 ， 形狀系數(shù)K=1 。但目前雙相不銹鋼用于設備制造的數(shù)量還遠遠低于奧氏體不銹鋼,本文是將雙相不銹鋼用于反應釜的設計作為一個實例和大家共同探討。則筒體高度為：h=(7.05-0.827x2)/ (πx0.92)=2.12m。夾套選取Di2=Φ2000mm。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1.1 倍，即設計壓力Pc1 為0.2x1.1=0.22MPa 設計溫度依據(jù)夾套選取了t1=164℃，夾套依據(jù)用戶使用過程中的蒸汽的溫度查閱在相應溫度下的飽和蒸汽壓為0.6 MPa，故我選取了夾套設計壓力為Pc2=0.6MPa，設計溫度為t2=164℃,焊接接頭系數(shù)Φ取0.85。

由于用戶單位提供的介質具有腐蝕性，通過與用戶溝通介質的腐蝕性及對材質的焊接性的把握， 選取了釜體結構采用00Cr17Ni14Mo2，厚度負偏差C2=0.8mm，腐蝕余量C1=0mm。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=114.48MPa，試驗溫度下屈服點 σs=177 MPa，夾套采用Q235-B 材質，厚度負偏差C2 =0.8mm，腐蝕余量C1=1mm。反應釜生產廠家焊接方法大量研究結果表明,除氧炔焰焊接法因伴生碳污染焊縫外,幾乎所有的焊接工藝現(xiàn)在均可用于雙相不銹鋼。其試驗溫度許用應力 [σ]=113MPa，設計溫度許用應力[σ]t=110.76 MPa，試驗溫度下屈服點σs =235MPa。

由于釜內設計壓力為0.22MPa，選取機械密封212-90。支撐按JB/T4712.4-2007《容器支座》選擇A4 支座。在對客戶之前用的反應釜使用過程中，機封部分在使用一段時間后出現(xiàn)微量泄露，在此次設計中增加了底軸承來控制軸的徑向跳動，延長了機械密封的使用壽命。水強制湍流給熱系數(shù)a為1050一5800W/(濘·K)(900一5oookeal/(時·h·℃)),油因粘度較水大,。針對客戶提出反應物料有少量粗化晶粒，在此次設計過程中特別在內筒四周設置了擋板，增強了攪拌的均勻程度，在之后用戶反饋意見收到用戶滿意的評價。:從安全的角度出發(fā), 給出反應釜頂蓋與筒體焊接, 在一側開人孔的結構。基于開人孔的位置悖于常規(guī), 先采用常規(guī)設計方法設計出頂蓋厚度, 然后分別采用無力矩理論和有限元軟件ANSYS作了應力分析, 給出人孔接管與頂蓋及筒體相貫線上的一系列應力分布曲線, 并參照JB4732— 95《壓力容器分析設計標準》作了強度評定, 結果表明強度不足。然后采用內部貼補強圈的局部補強結構, 經過二次分析評定, 強度滿足要求。并對設備的無損檢測作了相關說明。

釜體結構反應釜采用三層式釜體結構, 上圓下錐,底部出料;外為保溫層, 內為反應層。采用這種釜體結構, 可有效地保證釜內溫度, 使物料在溫度下進行反應。釜體各部件均采用1Cr18Ni9Ti 焊接,抗腐蝕性好。5mm,釜體反應層內直徑為Di=1100mm,設計壓力為pc=0。攪拌系統(tǒng)反應釜采用了雙螺帶式攪拌裝置, 攪拌, 可對物料進行強制循環(huán)翻動, 保證了物料快速、充分、均勻地完成反應;同時, 避免了物料在攪拌裝置上的粘附。為防止物料在釜壁上部的粘附, 攪拌裝置上部安裝有刮料板, 刮料板與釜壁間的距離可調;刮料板為尼龍制成, 具有一定的彈性, 在清除釜壁粘附物料的同時, 不損傷釜壁。攪拌裝置各部件均采用1C r18Ni9Ti 加工, 抗腐蝕性好。液壓控制系統(tǒng)反應釜自動化程度高, 其加料、出料方式均采用液壓控制。

該化工反應釜結構優(yōu)化與改進方案是針對其傳統(tǒng)反應釜結構及其作業(yè)影響，能夠有效解決其化工反應中溫度控制困難以及容器內部清洗困難等問題，從而有效防止化工反應釜作業(yè)過程中超壓及腐蝕等問題發(fā)生，確?；どa的安全性。液壓控制系統(tǒng)反應釜自動化程度高,其加料、出料方式均采用液壓控制。值得注意的是，首先，針對傳統(tǒng)化工反應釜結構在化工反應中攪拌不理想問題，通過在反應釜的反應腔內進行兩個攪拌裝置的增加設置，并且在每個攪拌軸上進行減速器安裝應用，對攪拌軸的底部還安裝設置有4層攪拌片，各層之間保持相互垂直狀態(tài)，每層分別有兩片，其攪拌片的角度設置對液體流動具有較大的適宜性，攪拌片的表面還進行了導料孔布置，使兩個攪拌裝置呈相反方向進行攪拌運行，以對原有反應釜結構的攪拌效果進行優(yōu)化，以促進反應腔內物料的反應更加。