酒精发酵罐的设计

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1、第一章啤酒露天发酵罐的化工设计计算一、发酵罐的容积确定实际需要选用V全=40帝的发酵罐1. 贝UV有效=V全x=40X80%=32m二、基础参数选择D:H选用D:H=1:3锥角：取锥角为70封头：选用标准椭圆封头冷却方式：选取槽钢盘绕罐体的三段间接冷却(罐体两段，锥体一段，槽钢材料为A钢，冷却介质采用20%-4C的酒精溶液)罐体所承受最大内压：kg/c书夕卜压：kg/cn锥形罐材质：A钢外加涂料，接管均用不锈钢保温材料：硬质聚氨酯泡沫塑料，厚度200mm内壁涂料：环氧树脂三、D、H的确定由D:H=1:2，则锥体高度Hi=2tg35=封头高度H2=4=圆柱部分高度f=()D=兀D兀a兀2又因为V

2、q锥+V封+V柱X一XHi+XD+-XDXH334244=+=40得D=查JB1154-73椭圆形封头和尺寸取发酵直径D=3400mm再由V全=40cn,D=设H:D=xD3+D3+()Ci=40X=得径高比为D:H=1:由D=3400mrS表得椭圆形封头几何尺寸为：hi=850mmho=5OmmF=V=筒体几何尺寸为：H=2946mmr-2F=mV=锥体封头几何尺寸为：H)=50mmr=510mH=2428mmF=d2/4-0.70.3COSa2+=m2SinaV=Ttd3/24(+)2/tga+=m3则：锥形罐总高：H=575+40+5791+40+1714=8160mm总容积：V=+=实

3、际充满系数：32/=75%罐内液柱高:32-10.27H=34103+(2428+50)=4873mm4四、发酵罐的强度计算罐体为内压容器的壁厚计算标准椭圆封头设计压力为:*=kg/cvmS=C式中：P=kg/cm2t:A钢工作温度下的许用力取1520kg/cm2:焊接系数，本例采用双面对接焊作为局部无探伤壁厚附加量:C=G+C2+C3查表得：C:钢板厚度的负偏差取负偏差C2:腐蚀裕量取2mmC3:制造减薄量取2.753400贝U:3.46.8mm215200.9-2.75取S0=7mm直边高：h=50mm校核PD中D中4s2h2.753400747340078502. 筒体P设=x（P工作+

4、P静）2(+)=kg/cmPDS=2(取G=,C2=2,C3=)3.423400215200.9-3.423.27.5mm取S=8mm校核2=PD/2sKt3.锥形封头过渡区壁厚S=0.5Pp设=*（+）=kg/cm（为静压）K=S=KP设Dg0.5P_0.753.743400215200.9-0.53.74=+C=+2+锥体Sf*PDgcf查表为）O_f*PDg_0.603.743400S)=5.6t0.5P15200.9-0.53.74S=S+C=+2+=取S=10mmh=40mm校核锥体所受最大应力处：PD中2sCos35=3.743410=210cos35锥体为外压容器的壁厚计算标准椭

5、圆封头设S0=5mmR内=3060mmR内/100S=3060/(100X5)=查图表4-1及B=275P=B*So/R内=275*5/3240=cm2cm满足要求-IXCi=?G=2mrpCe则S=S+C=8mm筒体设So=6mmL/D=S/D=2400/6=400查图表4-1及B=2102P=210X6/3400=cmSo=6mmG=?G=2mrpCe贝US=S+C域10mm锥形封头因为：a=35所以acm2故取S0=6mmC1=,C2=2mmC3=所以S=So+C=6+=取S=10mm综合前两步设计，取两者中较大的有生产经验确定标准椭圆型封头厚度为10mmh=50mm圆筒壁厚10mm标准

6、形封头壁厚12mmh0=50mm五、锥形罐的强度校核内压校核液压试验P试=125P设由于液体的存在，锥体部分为罐体受压最重之处即最危险设计压力P=cm2液压实验P试=cn2查得A钢=2400kg/cm3。试=P试Dg+(S-C)/2(S-C)=*3400+/2*2=cm小（T=*2400=1944kg/cm2试可见符合强度要求，试压安全外压实验以内压代替外压P=*+=cm22P试=cmT故冷却面积能够满足要求。5、发酵罐冷却面积的确定筒体部分由前面叙述可知，筒体部分相同的冷却段，选用8娜钢筒体冷却段面积为，则槽钢长=195取相邻两槽钢间距为40mm一圈槽钢长：10=x2+1/2=330m长的槽

7、钢可绕圈数195/Q20圈则二段各绕10圈冷却段高度为：10X(80+40)-40=1760mm筒体时机冷却面积为：(20*x=T锥底部分锥体部分醪液量为x二锥体部分冷却面积为x=则槽钢长为=绕制高度为1000mm第三章发酵罐的技术特性和规范、技术特性1、本例按JB74180钢制焊接压力容器技术条件：及“SB5111不锈钢耐酸性钢及碳钢、II类设备进行制造试验。2、设备制造完毕后，设备内壁所有内表面焊缝须打磨光滑平缓过渡，但须保证用材料同样厚度。3、立板焊接时应与底轴垂直，两块立板之间得分布误差不大于4、设备安装后轴线对基础的不垂直度在全场上不大于10mm设备在现场就位安装。5、设备组焊后，封

8、头筒体锥形底的400轴线在总高度范围内的不垂直度15mm6、设备应进行下列实验：1）液压实验罐内cm2夹套内cm22）气压实验罐内3kg/cm2夹套内3kg/cm7、设备内应涂白色7535底漆层及面漆2层8、设备碳钢外露表面应涂Y351-1红丹油防锈漆2层9、设备保温罐外喷聚氨厚度200mm二、发酵罐规范表40帝圆柱锥底发酵罐的规范表名称40m圆柱锥底发酵罐罐体规格：直径（mm3400柱体高度（mm2946总高度（mm6324总容积m有效谷积m32罐利用率75%材质A3钢钢板厚度：圆柱部分（mm10上封头（mm10圆锥部分（mm12工作压力（kg/cm3）：罐内罐外冷却形式槽钢盘绕罐体的三段冷却冷媒20碗竟溶液（-4C）冷却面积工作温度（C）:罐内012罐外-44外壁保温层聚氨酯硬质泡沫材料内壁涂料环氧树脂保护层参考文献1 陶玉贵项驷文汤斌生物反应器设计指导书2 方利国编著计算机辅助化工制图与设计.北京：化学工业出版社,3 马秉骞主编化工设备.北京：化学工业出版社,