发布时间 : 星期日 文章8万吨DOP工艺设计更新完毕开始阅读
折叶开启○ ○ 涡轮式 布尔马○ ○ 金式 锚○ 式 螺杆○ 式 螺带○ 式 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 1～1000 10～300 500 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 1～100 10～300 500 ○ ○ 1～100 1～100 0.5～50 0.5～50 1000 1000 1000 ○ ○ 1～50 ○ ○ 1～50 注：有○者为合用，空白者不详或不合用。
1.5.1 搅拌器的选用及尺寸
搅拌器的选型要根据搅拌目的，物料粘度，搅拌容器容积的大小来综合考虑。 参照上表，为了实现物料的均相混合，达到返混，所以本设计选用六片平直叶圆盘涡轮式搅拌器。由《化工原理》上册教材中表4-1，选取叶轮直径d/Di=0.33,即d=0.99m,叶宽b=0.2m转速取n=1.2r/s，叶轮距槽底高度C为D/3=0.99m。
为了消除可能的打旋现象，强化传热和传质，安装nb=6块宽度W为0.1Di即0.32m的挡板。全档板判断如下： (0.321.2W1.2 。
)×6=0.42，由于0.42>0.35,因此，符合全档板条件。 N=()2.99D1.5.2搅拌功率的计算 采用永田进治公式法计算。 Re=(d2nρ)/?
式中：d=0.99m,n=1.2r/s,混合液平均密度ρ=1.28g/cm3,?=3.5×10-4Pa.s
故Re=5.31×106>104为湍流，?=Np,?为功率因数，Np为功率数
查图Rushton算图，当Re=4.7×10时?=Np=6.2 故 搅拌功率N=Npρn3d5=13041.3W 1.6夹套传热面积的计算与核算
选用螺旋板夹套，环隙E=100mm，螺距P=50mm。 1.6.1 被搅拌液体侧的对流传热系数?j 采用佐野雄二推荐的关联式计算:
Nuj=0.512(?D4/?3)0.227Pr0.33(d/Di)0.52(b/Di)0.08
23
4N/(?DiHρ),式中N=13041.3W,Di=2.99m,ρ=1280kg/m,H=4.32m ?=
6
故?=0.34W/kg
?=?/ρ=3.5×10-4/1280=2.73×10-7m2/s
(?Di4/?3)0.227=1.1×104
Pr=Pr?cp??223.9?0.00035?0.71
?0.110?jDi/?=0.512(?D4/?3)0.227Pr0.33(d/D)0.52(b/D)0.08
=0.512×1.1×104×0.710.33×0.330.52×0.200.08 =2.5×104
故?j=0.11×2.5×104/2.99=919W/(m2.oC) 1.6.2夹套冷却水对流传热系数?
采用下式计算：?De/?=0.027Re0.8Pr0.33V0.14(1+3.5(De/Dc)) 即?=0.027Re0.8Pr0.33V0.14(1+3.5(De/Dc))?/De
冷却水进入夹套温度25oC,冷却水出夹套温度55oC，则其定性温度
t=40oC，在此温度下，水的相关物性如下： 比热容cp=4.174kJ/(kg.C)= 导热系数?=63.38 密度ρ=992.2kg/m3 黏度?=0.000656Pa.s。 Pr=4.32
由于反应物系放出热量Q1=4.41?106kJ/h=1225.00kW，搅拌功率N=13041.3W
o
故搅拌槽需移出热Q=Q1+N=1238.04kW。
所以冷却水质量流量m=Q/cp(t2-t1)= 1238.04/(4.174×30)=9.88kg/s。 夹套中水流速u=m/(ρPE)=9.88/(992.2×0.05×0.1)=1.99m/s， De=4E=0.4m Dc=2.9m
Re=Deuρ/?=0.4×1.99×992.2/0.000656=1.20×106
Pr?cp???4.174?0.000656?4.32×10-5
63.38?De/?=0.027Re0.8 Pr0.33 (1+3.5(De/Dc))0
=0.027×(1.20×106)0.8×(4.32×10-5)0.33×(1+3.5×0.4/2.9) =106.04
?=106.04×63.38/0.4=16802.8W/(m2.oC)
所以总传热系数：
1/K=1/?j+1/?=1/919+1/16802.8=0.00115 K=869.6W/(m2.oC) 1.6.3夹套传热面积
由Q=KF?tm ?tm=
?t1??t2(150?25)?(150?55)o
??109.5C
ln(?t1/?t2)ln(125/95)得F=Q/K?tm=1238.04×103/(869.6×109.5)=23.3m2
需要核算一下夹套可能传热面积是否满足传热要求。由于搅拌槽能提供的最小传热面积：?DiH=3.14×2.99×4.32=40.6m2。该面积大于所需传热面积F=23.6m2，因此夹套设计符合要求。
图2 反应釜基本构造
1.7反应釜的主要技术特性汇总
表9 反应釜的主要技术特性
项目 符号 设计计算数据及选型 搅拌形式 六片平直叶圆盘涡轮式搅拌器 叶轮直径 d 1.1m 叶轮宽度 搅 拌 叶轮距釜底高度 b 0.2m c 0.99m 1.2r/s 搅拌转速 n