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摘要
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。
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