100M3机械搅拌通风式发酵罐.doc

课程设计课程名称：机械搅拌通风式生物反应器学生学院：化学工艺与技术学院专业班级：生物工程0901学号：200922153035学生姓名：桂文涛指导教师：杨忠华2012年10月14日目录设计任务书............................................设计方案的分析和拟定..................................................工艺设计...................................................1.反应器的总体结构设计...........................................2.设备结构部件设计.........................................2.1罐体的设计.........................................2.2搅拌装置设计.......................................2.3零部件..............................................2.4传热面积及冷却水用量的计算..............................2.5冷却装置....................................2.6密封装置的选型设计....................................设计结果设计小结参考文献100m3机械搅拌通风式生物反应器设计任务书设计者姓名：学号：班级：指导老师：日期：设计内容：1.设计一套机械搅拌通风式生物反应器。2.设计参数和技术特征指标序号名称指标1工作压力罐内≤0.2MPa夹套内≤0.3MPa2工作温度罐内≤121℃夹套内＜150℃3工作介质罐内轻微腐蚀性物料夹套内蒸汽4公称容积（m3）1005传热面积（m2）1006搅拌器型式弯叶涡轮7搅拌器转速（/rmp）1308搅拌轴功率125Kw9罐体材料16MnR10其他四块挡板，满足全挡板条件100m3机械搅拌通风式生物反应器课程设计说明书正文一：设计方案的分析和拟定设计的发酵罐公称容积为100m³。发酵罐主要由罐体和冷却蛇管，以及搅拌装置，传动装置,轴封装置，人孔和其它的一些附件组成。这次设计就是要对100m3通风发酵罐的几何尺寸进行计算；考虑压力，温度，腐蚀因素，选择罐体材料，确定罐体外形、罐体和封头的壁厚；根据设计任务的传热面积进行冷却装置的设计、计算；根据上面的一系列计算选择适合的搅拌装置，传动装置，和人孔等一些附件的确定,完成整个装备图，完成这次设计。设计包含设计说明书和装配图二部分，装配图应包含总图和部分截面图，选用计算机辅助作图，装配图的要求按照工程制图的指标严格制作。说明书主要是记录设计的思路和过程以及相关参考依据。根据任务，汇总相关设计条件如下表：项目及代号参数及结果备注工作压力0.2MPa设计任务要求设计压力0.22MPa计算发酵温度不高于121℃设计任务要求设计温度120℃由工艺条件确定冷却方式蛇管冷却由工艺条件确定发酵液密度1000kg/m³设计任务要求装料系数0.75设计任务要求二工艺设计1.反应器的总体结构设计反应器主要由搅拌容器、搅拌装置、蛇管加热装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管和一些附件组成。搅拌容器主要由封头和筒体组成，筒体和封头的连接采用焊接焊死，选用椭圆形封头，为中低压内压压力容器；搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成，搅拌器类型根据要求为弯叶涡轮；传动装置主要包括电机、减速器、联轴器和传动轴组成；轴封装置为双端面机械动环轴封；它们与支座、人孔、工艺接管等附件一起，构成完整的机械搅拌生物反应器。2.设备结构部件设计2.1罐体的设计2.1.1罐体几何尺寸计算（1）筒体内径发酵设计为圆柱椭圆封头发酵罐，材质选用不锈钢板，型号为16MnR.根据工艺参数和高径比确定各部几何尺寸；高径比H/D=2.5，则H=2.5D初步设计：设计条件给出的是发酵罐的公称体积（100m³）公称体积V0－－罐的筒身（圆柱）体积和底封头体积之和全体积V－－公称体积和上封头体积之和假设H/D=2.5，根据设计条件发酵罐的公称体积为100m³，由公称容积的近似公式V=（π/4）D2H+0.15D³,代入公式则可得解得:D=3.6m，封头体积全体积V0=V公+V封查阅文献《钢制压力容器用封头》（JB/T4746-2002）标准，当公称直径D=3600mm时，标准椭圆封头的曲面高度h=900mm，直边高度hb=50mm，总深度为ha=950mm，内表面积Af=14.6m²，容积Vf=6.62m³罐筒身高:H0==8.5m,圆整到9m此时:H