4m3連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器設(shè)計含9張CAD圖.zip,m3,連續(xù),攪拌,反應(yīng)器,設(shè)計,CAD 設(shè)計開題報告 題　　目 4連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器設(shè)計 學(xué)生姓名 班級學(xué)號 專業(yè) 1 選題的目的與意義 連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（Continuous Stirred Tank Reactor, CSTR ） 是一種復(fù)雜地非線性化學(xué)反應(yīng)器，隨著生產(chǎn)地發(fā)展，廣泛應(yīng)用于化工、發(fā)酵、石油生產(chǎn)、生物制藥等工業(yè)生產(chǎn)過程中，成為發(fā)展國民經(jīng)濟地重要化工設(shè)備之一。 在制藥企業(yè)，連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器廣泛地用于溶解、稀釋、配料等多種傳遞過程或化學(xué)反應(yīng)過程。對于用于制藥的連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器，要求做到絕對的沒有泄露，而傳統(tǒng)的連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器不可避免的出現(xiàn)“跑、冒、滴、漏”的現(xiàn)象。目前的連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器還停留在半經(jīng)驗的階段，缺少在設(shè)計過程中的優(yōu)化，從而降低其工作效率，造成大量資源和能源浪費。據(jù)統(tǒng)計，每年僅美國就有10-100萬美元損失在攪拌釜式反應(yīng)器的設(shè)計中。因此通過對連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究為攪拌釜式反應(yīng)器的設(shè)計優(yōu)化提供理論依據(jù)成為一項非常必要的研究課題。 本課題設(shè)計的連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器,用于制藥。連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器具有以下特點： （1）溫度易于控制 （2）反應(yīng)物有很大熱傳面積 （3）催化劑粒子能獲得大量的接觸面積 （4）產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器也有一些不足之處，連續(xù)反應(yīng)器中都存在程度不同的返混，這對大多數(shù)反應(yīng)皆為不利因素，應(yīng)通過反應(yīng)器合理選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計加以抑制。 給定設(shè)計參數(shù)如下： 物料： 釜內(nèi) 藥物水溶液 夾套內(nèi) 蒸汽 設(shè)計壓力： 釜內(nèi) 0.25MPa 夾套內(nèi) 0.35MPa 設(shè)計溫度： 釜內(nèi) 90℃ 夾套內(nèi) 120℃ 公稱容積： 4m3 攪拌轉(zhuǎn)速： 80r/min 電機功率： 11kw 2 國內(nèi)、外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 反應(yīng)釜于1912年發(fā)明，從其被發(fā)明之后，一直以來都取得了迅猛的發(fā)展，現(xiàn)在，全世界依舊以每年3-5%的速度遞增。而我國正處于快速發(fā)展當(dāng)中，所以對其生產(chǎn)以及各類型的消費應(yīng)用也保持在非常高的水平。但是由于科學(xué)技術(shù)的限制，我國研制的反應(yīng)釜以及在應(yīng)用上跟國外相比，還是有一定差距的。 2.1 國內(nèi)情況 在制藥企業(yè)內(nèi)，反應(yīng)釜是必不可少的反應(yīng)設(shè)備，用來完成磺化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過程，生產(chǎn)醫(yī)藥產(chǎn)品。近幾年來，受益于反應(yīng)釜企業(yè)發(fā)展良好的政策環(huán)境，我國醫(yī)藥化工行業(yè)規(guī)模不斷擴大，產(chǎn)品銷售收入、資產(chǎn)、企業(yè)數(shù)和從業(yè)人數(shù)大幅增長，行業(yè)總體呈現(xiàn)快速發(fā)展的良好態(tài)勢。雖然我國反應(yīng)釜設(shè)備行業(yè)起步較晚，但是依托于我國機械工業(yè)的迅猛發(fā)展，反應(yīng)釜設(shè)備行業(yè)的市場需求量與日俱增。反應(yīng)釜設(shè)備主要適用于石油、化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、食品等行業(yè)，用來完成磺化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過程，以及有機染料和中間體的許多其它工藝過程，目前常用的反應(yīng)釜設(shè)備，如鈦反應(yīng)釜、實驗室反應(yīng)釜、不銹鋼反應(yīng)釜、磁力反應(yīng)釜等設(shè)備，我國均能生產(chǎn)滿足市場供應(yīng)。此外，我國反應(yīng)釜設(shè)備在國內(nèi)市場占有率頗高，但是競爭也相當(dāng)激烈。我國目前的反應(yīng)釜設(shè)備對國內(nèi)來說供應(yīng)充足，但是難以與國外抗衡，主要原因是核心技術(shù)掌握不足。由于我國反應(yīng)釜設(shè)備的生產(chǎn)技術(shù)與國外相比有差距，國內(nèi)企業(yè)規(guī)模比較小產(chǎn)業(yè)集中度不高，規(guī)?；瘧?yīng)用尚未完全形成。 2.2 國外情況 國外所制造的反應(yīng)釜，除了燃料行業(yè)20000-40000L，其他的均可達到120 m3；國外的自動化水平高，在大工廠當(dāng)中已經(jīng)實現(xiàn)了電腦自動化生產(chǎn)；在反應(yīng)釜的構(gòu)成上，已經(jīng)由單一攪拌器發(fā)展到雙攪拌器或外加泵的強制循環(huán)，除了裝有攪拌器外，還使釜體沿水平線旋轉(zhuǎn)，從而提高反應(yīng)速度。 2.3 釜式反應(yīng)器的進展趨勢 從大的趨勢上來看，未來反應(yīng)釜的發(fā)展，將從節(jié)能，環(huán)保以及更高的工藝操作，材料等方面著手，以滿足市場與發(fā)展潮流的變化。 （1）大容積化，這是增加產(chǎn)量、減少批量生產(chǎn)之間的質(zhì)量誤差、降低產(chǎn)品成本的有效途徑和發(fā)展趨勢。染料生產(chǎn)用反應(yīng)釜國內(nèi)多為6000L以下，其它行業(yè)有的達30m3;國外在燃料行業(yè)有20000～40000L，而其它行業(yè)可達120 m3。 （2）反應(yīng)釜的攪拌器，已由單一攪拌器發(fā)展到用雙攪拌器或外加泵強制循環(huán)。國外，除了裝有攪拌器外，尚使釜體沿水平線旋轉(zhuǎn)，從而提高反應(yīng)速度。 （3）以生產(chǎn)自動化和連續(xù)化代替笨重的間隙手工操作，如采用程序控制，既可保證穩(wěn)定生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加收益，減輕體力勞動，又可消除對環(huán)境的污染。 （4）合理地利用熱能，選擇最佳的工藝操作條件，加強保溫措施，提高傳熱效率，使熱損失降至最低限度，余熱或反應(yīng)后產(chǎn)生的熱能充分地綜合利用。 3 課題設(shè)計的主要工作 3.1 準備相關(guān)工作 完成緒論 在互聯(lián)網(wǎng)或者圖書館等查閱相關(guān)文獻資料，或者去相關(guān)工廠了解反應(yīng)釜方面的知識。明確反應(yīng)釜的過程、原理、性能及應(yīng)用，掌握基本知識點和計算方法。 3.2 釜體設(shè)計、攪拌裝置設(shè)計、傳動裝置及軸封裝置選用 各零部件的材料選擇，確定釜體的結(jié)構(gòu)形式和尺寸，確定攪拌器的形式、攪拌附件和攪拌軸，選用合適的電動機、減速機、聯(lián)軸器、機座和底座等，選擇合理的密封裝置，資料詳實，數(shù)據(jù)充分。 3.3 強度計算與校核 計算反應(yīng)釜的各部件的應(yīng)力大小，檢驗其強度是否在允許范圍內(nèi)，按照國家壓力容器安全技術(shù)規(guī)定進行計算或者核算，計算準確，分析詳細，標明公式的字母含義。 3.4 加工工藝、裝配程序、安全防腐 選擇加工工藝，及編寫裝配程序，考慮安全性能及采取防腐措施。 3.5 繪制裝配圖及零部件圖 完成不少于3張零號的裝配圖及各個零件圖，以及計算機繪制的一號圖紙，手繪一幅四號圖紙。 3.6 翻譯外文文獻，編寫說明書 將外文文獻進行翻譯，并按要求編寫不少于120000字的說明書，寫出不少于400字的新聞?wù)? 4 設(shè)計進度安排 2月26日～3月11日： 尋找與課題相關(guān)的參考書及文獻資料，撰寫開題報告。 3月12日～3月23日： 集中實習(xí) 3月26日～4月1日： 查閱文獻資料，確定設(shè)計方案，開始課題設(shè)計 4月2日～4月25日： 反應(yīng)釜幾何設(shè)計和總體設(shè)計，計算并校核 4月26日～5月1日： 選擇加工工藝，裝配過程，考慮安全防腐等細節(jié) 5月2日～5月15日： 依據(jù)設(shè)計步驟繪制零件圖，裝配圖 5月16日～5月25日： 提交論文初稿，答辯前的準備，交論文正式稿 5月28日～6月1日： 畢業(yè)答辯 參考文獻 [1] 陳炳和，許寧.化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備［Ｍ］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014 [2] 工程材料實用手冊編輯委員會.工程材料實用手冊［Ｍ］.北京：中國標準出版社，2002 [3] 朱有庭.化工設(shè)備設(shè)計手冊［Ｍ］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 [4] 朱振華，邵澤波.過程裝備制造技術(shù)［Ｍ］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011 [5] 華南理工大學(xué)化工原理教研組.化工過程及設(shè)備設(shè)計［Ｍ］.廣州：華南理工大學(xué)出版社，1986 [6] 趙惠清，蔡紀寧.化工制圖［Ｍ］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015 [7] 譚蔚.化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)［Ｍ］.天津：天津大學(xué)出版社，2014 [8] 湯善甫，朱思明.化工設(shè)備機械基礎(chǔ)［Ｍ］.上海：華東理工大學(xué)出版社，1991 [9] 陳志平，章序文. 攪拌與混合設(shè)備設(shè)計選用手冊［Ｍ］. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004 [10] 李克永. 化工機械手冊［Ｍ］. 天津：天津大學(xué)出版社，1991 [11] 李群松.化工容器及設(shè)備［Ｍ］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014 [12] Theodore L. Continuous Stirred Tank Reactors［Ｊ］. Chemical Reactor Analysis and Applications for the Practicing Engineer, 2017 指導(dǎo)教師批閱意見 指導(dǎo)教師(簽名)： 年 月 日