搅拌槽的结构设计.pdf

第35卷第3期
甘肃治金
Vol 35 No. 3
2013年6月
GANSU METALL URGY
Jun.,2013
文章编号:1672-4461(2013)03-0027-03
搅拌槽的结构设计
秦芳,于金龙
(金川镍钴研究设计院,甘肃金川737100)
摘要:通过实例介绍了搅拌槽的槽体及槽謐的结构设计以及工艺接管的设计方法。
关键词:搅拌槽;槽体;槽盖;结构设计
中图分类号:TF351.52
文献标识码:A
The Structural Design of Agitated Vessel
QIN Fang, YU Jin-long
Jinchuan Nickel& Cobalt Research and Engineering Institute, Jinchang 737100, China
Abstract: With instances, this paper introduces the structural design method of the tank cap tank body and talc cap, and
process joint coals
Key Words: agitated vessel; tank;tank cap; structural design
1引言
搅拌器功率:37kW。
2.2碳酸镍反应槽操作状况
搅拌设备广泛应用于工业生产。在化工行业和
溶液处理量:38m3/h;
有色冶金行业中,搅拌设备的作用不仅仅是使物料
反应时间:6h;
充分混合,有些特殊的工艺过程,如用于加热、冷却、
反应槽容积:70m
气体吸收等,采用搅拌设备可以取得更好的效果。2.3槽体结构设计
搅拌设备应用如此广泛,还因为搅拌设备的操作条2.3.1选择合适的长径比
件的可控范围广,能更好的适应多样化的生产。搅
选择槽体的长径比一般需要考虑两个方面的因
拌设备的设计包括槽体、槽盖及一些满足工艺要求素:对搅拌功率的影响、物料搅拌反应特性对长径比
的附件。常用的槽体是立式圆筒形,通过支座安装的要求。一定结构型式的搅拌器的桨叶直径同与其
在基础或者平台上。现针对我公司6万吨镍/年扩装配的搅拌槽体内径通常有一定的比例范围。随着
能改造项目中4.2m×6.5m碳酸镍反应槽的设计槽体长径比的减小,即高度减小而直径放大,搅拌器
为例,阐述几点设计中的体会。
的桨叶直径也相应放大。在固定的转速下,搅拌功
2槽体尺寸确定及结构选型
率与搅拌器桨叶直径的5次方成正比。所以,随着
槽体直径的放大,搅拌功率增加很多,这对于需要较
2.1工艺条件
大搅拌作业功率的搅拌过程是适宜的,否则减小长
工作介质:浓度为8%的Ni2S04溶液
径比只能更多的消耗搅拌功率。
工作压力为:常压;
某些物料的搅拌反应过程对槽体长径比有着特
介质温度:80-90℃;
殊要求,例如发酵罐之类,这类槽罐需要足够的液位
设计温度:125℃;
高度,可以选择长径比大一些。根据实践经验,一般
槽内加热,管内蒸汽压力为0.35MPa;
的揽拌槽,物料类型为:液-固相或者是液一液相物
溶液pH值:1~3;
料时,长径比选择1~1.5,气-液相物料时,长径比
罐体材质:Q235-A+TA2;
为1~2
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甘肃治金
第35卷
该碳酸镍反应槽物料类型为硫酸镍溶液与碳酸
钠溶液,属于液液相。根据工艺条件及现场经验,长
径比选择1.5。
选择合适的容积系数
一般情况下,应该尽量提高设备的利用率,选择
相对高的容积系数。通常取:0.6~0.85。如果物料
在反应过程中要起泡沫或者成沸腾状态,容积系数
取略低值,物料反应平稳选择稍大的容积系数。
碳酸镍反应槽由于工艺要求,反应过程中需要
通人蒸汽以便加热溶液,通入压缩空气以提升物料,
液面略有微澜,溶液反应较平稳,根据经验,选择容
积系数为:m=0.8。
2.3.3确定筒体直径和高度
根据公式:D=V4V/m(HD)m
D=4x70/3.14x1.5x0.8≈4.204m
取:直径D=4200mm,高度H=4200x1.5
6300
图1碳酸镍反应槽结构图
根据现场配置区域面积及平台的极限高度,最
终确定碳酸镍反应槽槽体直径为:4200mm,槽体有或者碟形封头。设计时一般先计算槽盖承受操作压
效高度为:6300mm。槽底采用焊接的平底。由于力所需的最小壁厚,再加上壁厚附加量。对于常压
溶液腐蚀性较强,设备材质采用钢衬钛。
或者操作压力不大的设备,槽盖常采用钢板与型钢
2.3.4槽体附件的设计
焊接而成的平盖,用于支撑搅拌装置。根据实际配
搅拌附件通常是指在搅拌槽内围栏改善流动状置情况,搅拌支架可以单独用型钢焊接,支撑在钢平
态而增设的零件,如:挡板也称作折流板、导流筒等。台或者其它横梁上。
在某些特定的工艺条件下,这些附件是不可缺少的。
碳酸镍反应槽属于常压设备,槽盖采用平盖。
增设附件会增加液体的流动阻力,同时也要影响搅为了防腐蚀,槽盖需要衬天然橡胶,由于槽盖直径比
拌器的功率。
较大,硫化设备有限,所以槽盖分体制作。搅拌支架
挡板的大小和数量及排布方式都不是随意的,単独焊接,支撑在平台上。
每个参数都会影响流动形态和动力消耗。也就是
说,挡板的形状不同,配置位置不同,都有不同的改4工艺接管的设计
变流型的效果。挡板的宽度与溶液的黏度有关
4.1加料管的设计
般在高黏度溶液时,挡板宽度为0.05D,普通的溶液
搅拌设备的加料管通常都是从上盖通入,结构
采用的挡板宽度为0.1D。挡板数量与搅拌槽的直型式见图2。
径大小有关,小直径槽体(一般直径小于等于2000
mm),用2~4个,多数采用4个均布。大直径槽体
采用4~-8个,以4个或者6个均布居多。挡板沿槽
壁直立安装,周向均匀分布。多数情况下,挡板都是
进贴近槽壁上,与溶液环向流成直角
我院设计的碳酸镍反应槽的挡板尺寸设计为
解6
680mmx230mm×10m,4块均布在槽体壁上
挡板上边缘距离溶液液面220mm。为了提高挡板
在槽体内的稳定性,每隔700mm焊接一个支架,见
图
3槽盖的结构设计
图2加料管结构图
搅拌槽盖在受压状态下,通常选用椭圆形封头
野“:3m