




进行了瓜尔胶羟丙基化工业试验。试验期间, 分为两班作业, 根据试验记录统计, 设备运行792h , 累计投料304 次, 得成品粉58t 。瓜尔胶胚片在反应釜中的装填量为200kg/次,根据客户对产品指标的要求, 反应时间为2h ,为0.6h , 生产出的羟丙基瓜尔胶产品之水不溶物均不大于8 %, 黏度不小于70mPa·s ,加热反应釜, 符合预定的产品性能要求。一个多月的工业试验表明,G200 植物胶反应釜操作方便、使用, 达到了工艺设计的各项要求, 完全满足生产的需要。根据查新以及国内外相关研究文献的查阅, 未见有类似设备报道。G200 植物胶反应设备的研制成功, 标志着我国植物胶加工设备的研究已达到一个新的台阶, 具有水平。2003 年7 月24 日,G200 植物胶反应釜通过了中国有色金属工业协会***的鉴定, 受到与会的一致好评。
根据现场场地布置,并结合参考了化工设备标准反应釜尺寸,选取其内径Di1=Φ1800mm,按充装系数0.85 计算, 实际容积为V=6/0.85=7.05m3。按GB/T25198-2010《压力容器封头》选取椭圆形封头,查其容积V=0.827m3 , 形状系数K=1 。则筒体高度为:h=(7.05-0.827x2)/ (πx0.92)=2.12m。夹套选取Di2=Φ2000mm。通过用户提供的工况,在参照GB150-1998《钢制压力容器》确定釜体内设计压力位工作压力的1.1 倍,即设计压力Pc1 为0.2x1.1=0.22MPa 设计温度依据夹套选取了t1=164℃,夹套依据用户使用过程中的蒸汽的温度查阅在相应温度下的饱和蒸汽压为0.6 MPa,故我选取了夹套设计压力为Pc2=0.6MPa,反应釜价格,设计温度为t2=164℃,焊接接头系数Φ取0.85。
由于用户单位提供的介质具有腐蚀性,通过与用户沟通介质的腐蚀性及对材质的焊接性的把握, 选取了釜体结构采用00Cr17Ni14Mo2,厚度负偏差C2=0.8mm,腐蚀余量C1=0mm。通过查询GB150-1998《钢制压力容器》中材料的设计温度下许用应力与其试验温度许用应力通过插值法可以算00Cr17Ni14Mo2 材质试验温度许用应力[σ]=118MPa,设计温度许用应力 [σ]t=114.48MPa,试验温度下屈服点 σs=177 MPa,夹套采用Q235-B 材质,厚度负偏差C2 =0.8mm,腐蚀余量C1=1mm。其试验温度许用应力 [σ]=113MPa,设计温度许用应力[σ]t=110.76 MPa,试验温度下屈服点σs =235MPa。
由于反应釜搅拌器组件由多点支撑, 而且在常规设计时考虑了机架、减速机和电机共同作用在顶盖上压力的影响和局部开孔的影响,外盘管反应釜, 对封头进行了整体补强设计, 所以有限元建模时, 为了简化分析, 不考虑它们的影响, 只考虑跨顶盖和筒体开人孔的复杂结构。由于结构具有对称性,反应釜, 所以取其1/2 作为研究对象。筒体与接管长度的取值都大于2.5 RT(R为接管与筒体半径, T为接管与筒体的厚度), 筒体和封头的厚度取值为13.4 mm(封头成型后的实际厚度减去腐蚀裕量), 接管厚度为9 mm。材料特性人孔接管、筒体和封头的材质均为0Cr18Ni9,设计压力为0.8 MPa, 工作压力为0.7MPa, 设计温度为200 ℃, 工作温度为180 ℃,腐蚀余量为1 mm,在筒体底部的横截面上施加轴向固定约束,对称面上施加对称约束, 并在筒体底部横截面上一点(其坐标为(0, -475, 513.4))约束X方向的位移, 以防模型发生该方向的刚体运动。在封头、筒体及人孔筒节的内表面上施加内压载荷0.8MPa, 在人孔筒节的外端面上施加等效应力9.1MPa
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