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绪论
搪玻璃反应釜是将含高二氧化硅的玻璃，衬在钢制容器的内表面，经高温灼烧而牢固地密着于金属表面上成为复合材料制品。所以，它具有玻璃的稳定性和金属强度的双重优点，是一种优良的耐腐蚀设备。搪玻璃反应釜广泛地应用于化工、石油、医药、农药、食品等工业。
搪瓷反应釜技术规范：
1、使用压力：0.2---0.4Mpa 2、耐酸性：
对各种有机酸、无机酸、有机溶剂均有较好的抗蚀性。如将我厂生产的搪玻璃试样置于20%HCI溶液中煮沸48h，腐蚀速率为0.9lg/m2.d（优等品指标为1.0g/m2.d）。
3、耐碱性：
搪玻璃对碱性溶液抗蚀性较酸溶液差。但将我厂搪玻璃试样置于1N氢氧化钠溶液腐蚀，试验温度80℃时间48h。腐蚀速率为6.76g/m2.d（优等品指标为7.0g/m2.d）。
4、操作温度：搪玻璃设备加热和冷却时，应缓慢进行。我厂制造的搪玻璃设备使用温度为0－200℃，耐温急变性≥200℃。
5、瓷层厚度：玻璃设备的瓷层厚度0.8-2.0mm，搪玻璃设备附件的瓷层厚度0.6-1.8mm。
6、耐压电：搪玻璃具有良好的绝缘性，当搪玻璃在规定厚度内用20KV高频电火花检查瓷层时，高频电火花不能击穿瓷层。
7、耐冲击性：玻璃层的内应力越小，弹性越好，硬度越大，抗弯抗压强度越高，则耐冲击就越好。
8搪玻璃设备的耐温差急变性是指搪玻璃表面或其反侧的金属基体经受突然温度急变的性能。搪玻璃设备耐温差急变温度为：冷急变温度为110℃，热急变温度为120℃。
本设计主要介绍制胶搪玻璃反应釜的结构、特点和各个零件的选型原则。
制胶搪玻璃反应釜的基本结构：反应釜、搅拌装置、传动装置、轴封等组成。搅拌装置由搅拌轴和搅拌器组成，靠搅拌轴传动动力，由搅拌器达到搅拌目的。
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传动装置包括电动机、减速机、机座、联轴器、底座、和活套法兰等附件，它为搅拌器提供搅拌动力和相应的条件。轴封装置为反应釜和搅拌轴间的密封装置，以封住反应釜体内的流体不致泄露。
制胶搪玻璃反应釜机械设计的依据：制胶搪玻璃反应釜机械设计是在工艺设计之后进行的。工艺设计所确定的对反应釜的工艺要求是机械设计的依据。反应釜的工艺要求通常包括反应釜的面积、最大工作压力、工作温度、工作介质、腐蚀情况、传热面积、换热方式、搅拌形势、转动及速率、接管方位尺寸的确定等。反应釜中的搅拌器有锚式、框式、浆式、涡轮式，刮板式，组合式，转动机构可采用摆线针轮减速机、无级变速减速机或变频调速等，可满足各种物料的特殊反应要求。密封装置可采用机械密封、填料密封等密封机构。加热、冷却可采用夹套、半管、盘管、米勒板等机构，加热方式有蒸汽、电加热、导热油，以满足耐酸、耐高温、设计磨损、抗腐蚀等不同工作环境的工艺要求。可根据用户工艺要求进行设计、制造。
制胶搪玻璃反应釜机械设计大体包括：1确定反应釜的结构形式和尺寸；2选择材料；3计算强度或稳定性；4选择主要零件；5绘制图样；6提出技术要求。
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第一章 反应釜釜体与传热装置
搅拌设备常被称作搅拌釜（或搅拌槽），当搅拌设备用作反应器时，又被称为搅拌釜式反应器，有时简称反应釜。釜体的结构型式通常是立式圆筒形，其高径比值主要依据操作容器的装液高径比以及装料系数大小而定。传热方式有两种：夹套式壁外传热结构和釜体内部蛇管联合使用。根据工艺需要，釜体上还需要安装各种工艺接管。所以，反应釜釜体和传热装置设计的主要内容包括釜体的结构和部分尺寸、传热形式和结构、各种工艺接管的安设等。
1.1反应釜釜体
1.1.1确定反应釜釜体的直径和高度
在已知搅拌器的操作容积后，首先要选择筒体适宜的长径比（H/Di），以确定筒体直接和高度。选择筒体长径比主要考虑一下两方面因素：
① 长径比对搅拌功率的影响：在转速不变的情况下，P?D5(其中D：搅拌器直径；P：搅拌功率），P随釜体直径的增大而增大很多，减小长径比只能无谓的损耗一些搅拌功率。一次一般情况下，长径比应该大一点。
② 长径比对传热的影响：当容积一定时H/Di越高越有利于传热。 长径比的确定通常采用经验值。
表1-1 种类 罐体物料类型 H/Di 一般搅拌罐 液-固或液-液相物料 1-1.3 气-液相物料 1-2 发酵罐类 1.7-2.5 在确定反应釜直径和高度时，还应该根据反应釜操作时所允许的装料程度---装料系数η等予以综合考虑，通常装料系数η可取0.6-0.85.如果物料在反应过程中产生泡沫或沸腾状态，η应取较低值，一般为0.6-0.7；若反应状态平稳，可取0.8-0.85（物料粘度大时可取最大值）。因此，釜体的容积V与操作溶积V0有如下关系：
V=V0/η?????????????????????????（1.1） 选取反应釜装料系数η=0.8，由V=V0/η可得设备容积：
V=V0/η=2.97/0.8=3.715m3 对液-液相类型选取H/Di=1.3， 由公式Di?34V34?3.715??1.59m??????????????（1.2） ?H??1.3Di将计算结果圆整至公称直径标准系列，选取筒体直径Di=1600mm，查JB/T4746-2002，DN=1600mm时的标准封头曲面高度h=400mm，直边高度h2=25mm，封头容积Vh=0.5864m3，内表面积Fh=2.9007m2，由手册查得每一米高的筒体容积为V1?1.539m3，表面积F1?4.40m2。
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由公式可知筒体高度H?V?Vh3.715?0.5864??2.04???????（1.3） V11.539筒体高度圆整为H=2100mm。
于是H?2100/1600?1.31，复核结果基本符合原定范围。
Di
1.1.2确定反应釜夹套的直径和高度
Dj可根据罐体内径按下表推荐的数据选取。
表1.2夹套直径Dj与罐体直径Di的关系（mm） Di 500~600 700~1800 2000~3000 Dj Di+50 Di+100 Di+200 对于筒体内径Di=700~1800mm，夹套内径Dj=Di+100，因此Dj=1600+100=1700mm，符合压力容器公称直径系列。 按式
?V?VhV0?Vh2.97?0.5864Hj????1.1mm???????????（1.4）
??V122?Di?1.644取夹套高度Hj=1200mm，则夹套顶部与釜体法兰间应留有足够的距离：
H0?H?Hj?1700?1200?500mm?150~200mm这样便于筒体法兰拆装。 验算夹套传热面积：
F?F1Hj?Fh?4.40?1.2?2.29?7.57m2?7m2
22（查 化工设备基础 16-5 16-6得 F1?4.40m,Fh?2.29m）
夹套传热面积符合传热要求。 符号说明
C—厚度附加量mm
C1—钢板或铸铁件厚度的负偏差mm C2—夹套的腐蚀余量mm
Di—夹套的内直径mm
Do—夹套的外直径（Do?Di?2?n）mm Pc—计算压力MPa
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