带搅拌的管式反应器的设计研究

摘要

冶金工业中，管道化溶出是铝土矿强化溶出技术的主要发展方向。但由于技术条件的限制，管道化溶出在我国还存在着结疤严重、设备造价高等问题。针对目前管式反应器存在的弊端，本文设计了一带机械搅拌装置的新型管式反应器。 带搅拌的管式反应器，其搅拌部分不同于以往所应用的搅拌器的型式。它是一系列互成90度角的T字型叶片，它们均布在搅拌轴上，不仅可以增强搅拌效果，而且该叶片的横片与管壁几乎相触，可以持续刮擦管壁，减少壁面结疤。 该容器设计具有细长外形的特点，避免了高应力使容器断裂的危险并且制造方便、密封容易。最主要的优点是长径比较大，大大地降低了动力消耗，在生产实践中不会因为搅拌器功率过大而造成浪费，是一种经济高效的新型化工冶金设备。 该论文根据管式反应器的机械特点，进行了强度及稳定性的校核。经过校核计算，采用不锈钢2Cr13作为搅拌轴，有足够的强度和刚度防止轴产生扭转和弯曲变形；采用不锈钢(厚度5mm)作为搅拌桨叶能够满足设备运转时的刮壁要求；内、外简体分别选用板材厚度为40mm和30mm的不锈钢，可以满足氧化铝溶出时的高温、高压环境：密封端盖采用厚度70 mm的不锈复合钢板，其中基层厚度65mm(材料为18MnMoNbR)，复层厚度为5mm(材料为00Cr17Ni14Mo2)；选定的整体法兰，经华脱尔斯法计算校核，完全适用于高温高压场合下的氧化铝溶出。论文为该带搅拌的管式反应器的制造提供了机械设计基石出。

目录

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第一章绪论

1.1化工中管式反应器的应用与研究进展

1.2氧化铝溶出技术和设备

1.2.1国内氧化铝溶出技术和设备

1.2.2国外氧化铝溶出技术和设备

1.3管道化溶出技术

第二章机械搅拌

2.1机械搅拌在冶金反应中的应用

2.2搅拌过程与搅拌器

2.3搅拌方式的分类

2.3.1按安装型式分类

2.3.2按搅拌对象分类

2.4反应器设计研究内容及意义

2.4.1研究内容

2.4.2研究意义

第三章强度及稳定性计算

3.1确定筒体

3.1.1内筒体计算

3.2.2外筒体计算

3.1.3内外筒体焊接结构

3.2高压容器的封头设计

3.3搅拌轴设计

3.3.1轴的选材与计算

3.3.2轴的结构设计

3.3.3轴的扭转校核

3.3.4轴承的选用及润滑

3.4搅拌器的设计

3.5容器蒸汽孔开孔与补强

3.6物料进口、出口开孔与补强

3.7高压容器法兰设计

3.8高压螺栓设计

3.9传动装置设计

3.10容器支撑结构

3.10.1容器支撑结构-支座

3.10.2容器总体支撑及地脚螺栓

3.11轴封

3.12电动机的选用

3.13安全装置

第四章设备部件的加工及组装

4.1零部件的加工要求及检验

4.2搅拌设备的组装要点及试运转要求

第五章结论

参考文献

致谢

附录