基于CFD流场模拟的反应釜结构设计

反应釜是制药化工产品生产的主要设备之一,常以搅拌的形式出现。本文研究了搅拌器相关设计参数对反应釜内流场的影响,并以此为依据改进反应釜结构。首先通过工程设计方法得到小型制药搅拌釜的初始设计方案,利用CFD技术对搅拌釜内的流场进行数值模拟研究,所得结果与文献中的结果基本一致。然后调整反应釜搅拌器的安装高度与搅拌转速等设计参数,与初始设计方案进行模拟结果对比分析,根据混合效果与驱动输入功率等设计要求,修改设计参数得到更优的设计方案。     

基于计算流体力学的聚酯合成反应釜中搅拌桨模拟及其结构优化

聚酯合成过程中,搅拌桨为反应釜中极其重要的部件,搅拌桨的合理设计与优化,可提高搅拌效率并缩短聚酯合成反应时间。本文对广州擎天材料科技有限公司的聚酯合成反应釜目前工况进行计算流体力学(CFD)模拟,发现其反应釜内流体存在混合不均匀及釜内流体"死区"现象严重。通过改变搅拌桨的转速、半径及倾斜角等方法,对搅拌桨进行优化和改进;并结合CFD Fluent商业软件,模拟改进后的搅拌反应釜的宏观流场结构。结果表明:搅拌桨倾斜角为60°时,反应釜内流体分布更为理想;框板式搅拌桨中间区域的流速增加,有利于减少流体的"死区"范围;将搅拌桨倾斜角改为60°,聚酯反应时间由10 h缩短至7 h,提高了生产效率。     

三桨叶搅拌釜相同混合时间条件下的CFD模拟及放大研究

搅拌釜的放大主要依靠实验或经验进行,目前已有的各种放大规律由于相似理论的出发点不同,缺乏统一的评价标准.采用CFD技术为统一的放大理论基础,针对4个几何相似的三桨叶搅拌釜,以完全混合所需要的时间T99相同为放大基准,对搅拌釜内的湍流场以及搅拌转速、单位容积消耗功率等随搅拌釜几何放大后的变化规律进行了研究.结果表明,采用CFD技术作为统一的放大理论基础,准确、可靠.     

基于大黏度变化流场调控的聚合物裂解反应搅拌装置结构优化

本文针对反应釜中裂解反应的变黏度搅拌过程进行研究,完成了不同搅拌形式下的反应釜釜体流场模型构建,进行了流体速度场模拟,并对物料流体速度进行了统计,通过对结果的对比,得到了锚框式搅拌桨、涡轮式搅拌桨、桨式搅拌桨在变黏度情况下的搅拌特性,进而对桨型设计优化起到提供依据的作用。     

对硝基苯甲醛催化加氢制备对氨基苯甲醛的方法

正本发明公开一种用对硝基苯甲醛催化加氢制备对氨基苯甲醛的方法。本发明的方法是先在反应釜中加入对硝基苯甲醛,再加入乙醇和负载型催化剂,密闭反应釜,用氢气完全置换反应釜内的空气,然后保持釜内为常压(0.1MPa),并开始加热搅拌,温度达到60℃后釜内通入氢气,使釜内压力保持到1.0～3.0MPa,开始加氢反应,加氢约0.5至1.5小时后转     

基于本质安全的硝化反应釜的概念设计

硝化反应过程广泛应用于国防工业中高性能含能材料的合成,但其具有放热量大,放热速率快,反应易发生失控,硝化产物多易燃易爆的特性,所以硝化反应釜的合理设计非常重要。今将化工过程本质安全设计中的强化、最小化、提高可靠性、限制影响原则应用到硝化反应釜设计中,以降低反应热危险,达到减少危险发生概率,提高反应釜本质安全特性的目标。通过参考常规设计手册并结合硝化反应的特殊性及工程经验,提出了硝化反应釜设计的推荐流程。重点对反应釜中的搅拌系统进行了分析研究,结合流体力学软件FLUENT模拟,通过优化搅拌桨的桨径、组合方式及安装位置来强化釜内流体流动,并对硝化反应釜中常用的四斜叶桨(PBTD45)的径向及轴向影响范围进行了讨论,给出了选择搅拌桨桨径的方法,提出了一些与常规设计经验相比更加细化的设计参数。该研究结果对硝化反应釜的优化设计有较好的参考价值。     

热管搅拌反应釜内综合性能的数值模拟

将热管技术应用于高放热搅拌反应釜,用椭圆截面热管代替矩形挡板。以糖精钠生产中酰胺化工序中的反应为依托,设计出新型热管搅拌釜。基于ANSYS中Fluent模块,编写热量源项用户自定义函数（UDF）,以表征搅拌过程中釜内液体实际散热状况,采用数值模拟的方法,综合考察3个结构参数和搅拌转速对釜内最优温度持续时间、搅拌混合均匀时间等性能参数的影响。搅拌转速对釜内性能影响的权重远大于3个结构参数,就最优温度持续时间而言,搅拌器安装角度>热管中心线到釜壁距离>搅拌器下层桨到釜底距离;就搅拌混合均匀时间而言,搅拌器下层桨到釜底距离>搅拌器安装角度>热管中心线到釜壁距离。同时模拟出单个因素对搅拌釜性能的影响,并分别优选出热管中心线到釜壁距离为85mm,搅拌器下层桨到釜底距离为340mm,搅拌器安装角为0°,搅拌转速为240r/min。     

有机颜料生产工艺放大的考虑

如何将一个有机颜料制造工艺成功地从实验室放大到工厂生产?为此,首先论述工艺放大的方法论、搅拌反应器放大准则、有机颜料工艺放大的困难等一些基本因素,接着分析有机颜料反应釜放大和沉淀釜的放大,最后提出有机颜料工艺放大应该遵守的准则。     

聚合反应工程——第5章 非牛顿流体的传递过程(四)

5.4 非牛顿流体在搅拌釜内的传热 5.4.1 一般传热关联式 在对搅拌聚合釜进行设计放大时,传热是一个重要问题。搅拌釜通常采用冷却夹套或其他内冷构件(如内冷管、导流筒、中空内冷搅拌桨叶等)移热。在湍流域操作时,常以内冷直管或盘管作内冷构件,直管还兼具挡板作用;在层流域和过渡流域操作时,多用螺轴-导流筒搅拌器,这时把导流筒设计成传热面,也有以中空内冷搅拌桨叶作为内冷构件的。     

制备生物柴油反应釜内固液悬浮特性数值模拟

针对利用固体酸催化剂制备生物柴油反应釜内固液混合均匀性问题,选择了具有不同叶轮组合的双层搅拌桨:上层叶轮为A200下层叶轮为A100(A1)和上层叶轮为A100下层叶轮为A200(A2)。基于计算流体力学(CFD)方法,采用Mixture多相流模型对固体酸粒子在反应釜内固液悬浮特性进行数值模拟,获得两种桨结构反应釜内固体酸粒子完全离底的临界悬浮转速,并考察不同工况对反应釜内固体酸粒子速度、浓度分布及均匀性影响。结果表明:相同粒径条件下,A1反应釜中粒子的临界悬浮转速小于A2反应釜;提高搅拌转速、减小粒子粒径有利于提高固体酸粒子运动速度,体积分数对固体酸粒子速度的影响较小;当搅拌转速、粒子粒径和体积分数分别为980 r/min、0.3 mm、0.75%时,A1反应釜内固体酸粒子浓度分布的标准偏差较A2而言,下降了4.25%、4.25%、2.58%,说明搅拌桨A1对釜内固体酸粒子分布的均匀性优于搅拌桨A2。     

Fluent在PC合成过程模拟研究中的应用

采用Fluent 6.3.26软件对光气法聚碳酸酯合成搅拌反应釜内的搅拌过程进行模拟研究。考察了挡板的设置、搅拌桨形式、桨叶倾斜角度对釜内流体流动的影响,并建立了聚碳酸酯合成计算机数学模型。模拟结果表明,采用45°圆盘涡轮搅拌桨有利于光气法聚碳酸酯合成的传质与传热。     

小型反应釜单、双层搅拌桨流场数值模拟比较

小型搅拌釜是实验室常用反应设备.采用CFD数值模拟的方式,采用SST湍流模型,采用多重参考系法分别对单层和双层搅拌桨小型搅拌釜的流场进行模拟,比较两种搅拌桨模型的桨叶区速度场、湍流强度分布以及线速度分布等预测结果,筛选适合小型反应釜的搅拌桨设计.     

搅拌釜成套设备工艺研究

针对某反应系统中物料特性,将不同物料加入反应釜中,通过搅拌将他们混合均匀,控制温度和压力进行反应,生成需要产品.依据成套设备设计理念,应用现代控制技术,采用模块化结构设计.介绍了搅拌釜成套设备工艺流程,釜体的选材和规格尺寸及换热面积,撬装设备的优点,最终确定了一个既经济合理又能达到预期指标的搅拌釜成套设备工艺方案.     

丙烯腈水相聚合聚合釜研究

在400升铝制聚合釜中,以配合料浆(冷模)及聚合试验(热模),进行了釜内传递过程,流动模型与釜的工艺结构研究。 对工艺上可能使用的四种搅拌器组合进行了传递过程的试验与研究,建立搅拌功率准数式和釜壁搅拌侧、夹套侧、内冷管搅拌侧的反映传热系数的准数式,并经热模校核,功率相符,总传热系数最大偏差小于22％,平均误差12％。 经停留时间分布与混合时间的测定,判断中试釜的流动状况与理想混合型偏离不大,放大后仍能保持全混流。 根据冷模试验与生产运转情况,从工艺及工程角度对中试铝釜的结构及放大问题进行了分析。     

搅拌釜内液固悬浮体系的浓度分布

在120°锥底、内径为φ700mm、φ250mm 的有机玻璃釜中,采用直接取样称重法研究了液固系搅拌釜内桨的结构、桨的位置及转速、固含量、物系性质等因素对釜内固相浓度分布的影响,同时用两区沉降扩散模型对实验数据进行分析,得到了固相悬浮质量与操作条件的关系,并提出了均匀悬浮的判据,为放大设计搅拌反应器提供了可行的理论依据。     

一种橡胶反应釜中硫化剂的添加装置

<正>本实用新型提供了一种橡胶反应釜中硫化剂的添加装置,属于橡胶生产设备技术领域。反应釜包括釜体、搅拌轴和固定在搅拌轴上的搅拌桨,搅拌轴与一驱动电机相连,釜体上设置有入料管和出料管,出料管内转动连接有一螺杆,螺杆与搅拌轴之间通过两个     

一种橡胶反应釜中硫化剂的添加装置

<正>本实用新型提供了一种橡胶反应釜中硫化剂的添加装置,属于橡胶生产设备技术领域。反应釜包括釜体、搅拌轴和固定在搅拌轴上的搅拌桨,搅拌轴与一驱动电机相连,釜体上设置有入料管和出料管,出料管内转动连接有一螺杆,螺杆与搅拌轴之间通过两个     

基于CFD的乙烯淤浆聚合反应釜流场模拟研究

使用CFD工具，对10万t/a规模的搅拌釜式淤浆法HDPE反应器进行流体力学的模拟研究，得到了直径4 350 mm工业规模的淤浆反应器内的流场分布情况，考察了增加淤浆外循环撤热后对釜内流场的影响情况。结果显示外循环对釜内整个流场影响不大，且能改善反应釜底部的死区。这些结果为更大规模的淤浆反应器设计提供了依据和有力支撑。     

1000L聚四氟乙烯树脂聚合釜设计

本文介绍了新型下搅拌闭式搪资聚合釜的工程设计，内容涉及聚合反应釜的使用现状，新型聚全釜的结构设计，搅拌形式设计及搅拌功率计算。     

搅拌釜内液固悬液体系的浓度分布

在１２０°锥底、内径为φ７００ｍｍ、φ２５０ｍｍ的有机玻璃釜中，采用直接取样称重法研究了液固系搅拌釜内桨的结构、桨的位置及转速、固含量、物系性质等因素对釜内固相浓度分布的影响，同时用两区沉降扩散模型对实验数据进行分析，得到了固相悬浮质量与操作条件的关系，并提出了均匀悬浮的判据，为放大设计搅拌反应器提供了可行的理论依据。