【導(dǎo)讀】聚氯乙烯是一種熱塑性合成樹脂，有優(yōu)良的電絕緣性，難以自燃，主要用于生產(chǎn)透明薄膜、塑料管件、各類板材等。其再加工產(chǎn)品在全球不同領(lǐng)域。都有著非常廣泛的應(yīng)用。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，本設(shè)計進行了年產(chǎn)10萬噸聚氯乙烯工藝的設(shè)計。計以及對相關(guān)物料的衡算。機過氧化物和偶氮類引發(fā)劑、明膠分散劑和去離子水。結(jié)合所選擇的生產(chǎn)工藝方。安排每日三班次，提出了許多寶貴意見，使得設(shè)計能更高效地完成，在此學(xué)生表示衷心感謝。鑒于知識和實際經(jīng)驗所限，設(shè)計難免存在欠缺，懇請批閱老師批評指正。

　　

【正文】 ），搪瓷釜也可以達到 349W/（㎡ K ）以上的傳熱系數(shù)。而當傳熱系數(shù)小于 233 W/（㎡ K ）時，則認為傳熱較差，應(yīng)予以加強。 23 影響傳熱系數(shù)的因素如下式所示： 1/K=1/a1+∑a1a 2 (修改 ) （ ） 式中： K——分別為釜內(nèi)和外給熱系數(shù)， W/（㎡ K ）； a1——為釜壁黏釜物層、不銹鋼層、碳鋼層、搪瓷層、水垢層各層的厚度， m； a2——為釜壁黏釜物層、不銹鋼層、碳鋼層、搪瓷層、水垢層各層的熱導(dǎo)率，W/（㎡ K ）； 釜內(nèi)壁給熱系數(shù) a1 體系黏度越小則攪拌強度越大，從而內(nèi)壁液膜增薄導(dǎo)致熱阻減小， a1值變大。 釜外壁給熱系數(shù) a2 釜外夾套通冷卻水降溫，所以釜外壁給熱系數(shù)一般在582～ 5820W/（㎡ K ）之間，主要由冷卻水流動狀況決定，傳熱性能良好的聚合釜則要求 a2在 2326～ 3489W/（㎡ K ）以上。 （一） 聚合釜中物料情況。 表 31 聚合釜中物料情況 物料 流量 密度 去離子水 103千克 /小時 103千克 /立方米 氯乙烯 103千克 /小時 103千克 /立方米 引發(fā)劑 千克 /小時 103千克 /立方米 懸浮劑 千克 /小時 103千克 /立方米 緩沖劑 千克 /小時 103千克 /立方米 消泡劑 千克 /小時 103千克 /立方米 Vh=V1+V2+V3 =（ 103/103+ 103/103+ 103+ 10 3+3/2120） / = Vh nV m???? ?? = m3 （二） 堿中和釜中物料情況。 表 32 堿中和釜中物料情況 物料 流量 密度 聚氯乙烯 103千克 /小時 103千克 /立方米 水 千克 /小時 103千克 /立方米 堿水 千克 /小時 103千克 /立方米 24 雜質(zhì) 千克 /小時 103千克 /立方米 Vh=V1+V2+V3+V4 =103/930+++= Vh nV m???? ?? = m3 （ 3） 釜高度與直徑的計算 （ A） 聚合釜 設(shè)釜內(nèi)徑為 DO，筒高為 H，高徑比 r=1 OVV? =4? DO2 H? [8] （ ） OV ——封頭容積 DO= 334 4 1 .1 1 .1 23 .1 4V m? ??? 參考《壓力容器與化工設(shè)備實用手冊》 P256 表 226 橢圓形封頭尺寸與質(zhì)量取DO=1100mm，則封頭直邊高度 h0=25mm，曲邊高度 h1=275mm，容積 VO= 4 ( ) 4 ( 1 . 1 0 . 1 9 8 ) 0 . 9 52 3 . 1 4 1 . 1 1 . 1OOVVHmD? ? ? ?? ? ??? 0 .9 5 0 .8 61 .1OHr D? ? ? （ B） 堿中和釜 設(shè)釜內(nèi)徑為 DO，筒高為 H，高徑比 r=1 OVV? =4? DO2 H? OV ——封頭容積 DO= 334 4 1 .7 6 1 .3 13 .1 4V m? ??? 參考《壓力容器與化工設(shè)備實用手冊》 P256表 226 橢圓形封頭尺寸與質(zhì)量 取 DO=1300mm，則封頭直邊高度 h0=25mm，曲邊高度 h1=325mm，容積VO= 4 ( ) 4 ( 1 . 7 6 0 . 3 2 1 ) 1 . 0 82 3 . 1 4 1 . 3 1 . 3OOVVHmD? ? ? ?? ? ??? 1 .0 8 0 .8 31 .3OHr D? ? ?m 25 （ 4） 釜壁厚計算 參考《化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)》，在此選用鋼號 0Cr18Ni9 鋼板，其標準為標準 GB 4237，再由《鋼板許用應(yīng)力》得： 厚度 ? PPDi?? ???? ][2[8] () 壁厚 d? Cd ???? 21 CCC ?? 式中： C——壁厚附加量 C1——鋼板負偏差 C2——腐蝕裕量 （ A） 對于聚合釜 0. 1 11 00 [ ] 2 11 4 0. 85 0. 1P D i mmP? ??? ?? ? ?? ? ? ? 其殼體在加工成形后（不包括腐蝕裕量）的最批小壁厚可由以下條件來確定： 碳素鋼和低合金鋼制容器不小于 3mm 高合金鋼制容器不小于 2mm[9] 因此 mm2?? 參考《化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)》鋼板副偏差表 313 得： C1= C2=2mm 壁厚附加量 mmCCC ????? 取 mmC 4? 因此其實際壁厚 mmCd 642 ????? ?? 26 （ B） 對于堿中和釜 0. 1 13 00 [ ] 2 11 4 0. 85 0. 1P D i mmP? ??? ?? ? ?? ? ? ? 其殼體在加工成形后（不包括腐蝕裕量）的最小壁厚可由以下條件來確定： 素鋼和低合金鋼制容器不小于 3mm 高合金鋼制容器不小于 2mm 所以 mm2?? 參考《化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)》鋼板副偏差表 313 得： C1= C2=2mm 壁厚附加量 mmCCC ????? 取 mmC 4? 實際壁厚 mmCd 642 ????? ?? （ C） 對于旋風(fēng)干燥釜 0. 1 13 00 [ ] 2 11 4 0. 85 0. 1P D i mmP? ??? ?? ? ?? ? ? ? 其殼體在加工成形后（不包括腐蝕裕量）的最小壁厚可由以下條件來確定： 素鋼和低合金鋼制容器不小于 3mm 高合金鋼制容器不小于 2mm 因此 mm2?? 參考《化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)》鋼板副偏差表 313 得： C1= C2=2mm 壁厚附加量 mmCCC ????? 取 mmC 4? 則其實際壁厚 mmCd 642 ????? ?? 聚合釜，堿中和釜，旋風(fēng)干燥釜三種釜器裝置 參考圖為圖 31 圖 32 和圖33。 27 圖 31 聚合釜 圖 32 堿中和釜 圖 33 旋風(fēng)干燥釜 傳熱元件計算 （ 1） 換熱面積的計算 （ A） 聚合釜 冷卻劑減少的熱量 Q2== 21. 5 868Q K S tQSKt? ? ?? ? ?? ? ? （ B） 堿中和釜 堿中過程中減少的熱量為： Q2=299983= 19 68Q K S tQSKt? ? ?? ? ?? ? ? （ C） 旋風(fēng)干燥釜 旋風(fēng)干燥過程中減少的熱量為： Q2== 28 600 15 68Q K S tQSKt? ? ?? ? ?? ? ? （ 1） 夾套高度 /4iVVHjVDi????? 封2D— — 罐 體 容 積 ；— — 裝 料 系 數(shù) ；— — 筒 體 內(nèi) 徑 ；[10] (33) 參考《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》得：殼體直徑在 800mm~1800mm 時，夾套直徑取Di+100mm 攪拌器的選擇 （ 1） 攪拌器的選擇 聚氯乙烯（ PVC）原料及產(chǎn)品均為低黏度流體，所以可采用推進式攪拌器。 3~000??DDmmDmmDDD本設(shè)計中葉輪外徑—攪拌釜的內(nèi)徑— （ 2） 葉輪葉片螺距的確定 39。39。39。39。1 ~ 2315 ~ 15 /15 /2SDZS m mD m mZSDn m snn m sntnD??????????— 葉 輪 葉 片 的 螺 距— 葉 輪 外 徑— 單 個 葉 輪 葉 片 數(shù) （ 個 ）本 設(shè) 計 中 取— 葉 輪 最 外 點 線 速 度 ；本 設(shè) 計 中 用 電 動 機 直 接 相 連則 29 （ 3） 攪拌功率的計算 攪拌器的攪拌功率為 530 js DnPKP ????? ? ??2Re jDn??? [11] (34) ρ——液體的密度 Kg/m3 n——攪拌器的轉(zhuǎn)速 r/s Dj——攪拌器的直徑 m μ——液體的黏度 PaS K——功率準數(shù)校正總系數(shù) Po——攪拌功率準數(shù) （ 4） 攪拌軸直徑的計算 nPsAd?[12] (35) A——許用剪應(yīng)力 [τ]變化的系數(shù) Ps——軸上傳遞的功率 kw n——軸轉(zhuǎn)速 r/s d——軸最小直徑 （ A）聚合釜攪拌器的選擇 （一） 聚合釜攪拌器的選擇 0031100 3 6 6 .733DDDD m m?? ? ? （二） 葉輪葉片螺距的確定 39。13110015 1 /2 2 67SDZS D mmntn r sD???????? ? ?? ? ? ? 30 （三） 攪拌功率的計算 攪拌器的攪拌功率為 530 js DnPKP ????? ? ??2Re jDn??? (36) ρ——868 Kg/m3 n—— r/s Dj—— μ——S K——功率準數(shù)校正總系數(shù) Po——攪拌功率準數(shù) K1=； K2=2； 由 2 208 6 8 6 . 5 0 . 3 6 6 7R e 3 0 3 . 5 2 02 . 5jnD P? ??? ??? ? ? ?查 得 攪拌器的攪拌功率為 P5=KP0n 3ρD j5 =20868 = （四） 攪拌軸直徑的計算 7 . 81 3 . 5 4 . 86 . 5Psd A m mn? ? ? ? （ B） 堿中和釜攪拌器的選擇 （一） 堿中和釜攪拌器的選擇 0031100 3 6 6 .733DDDD m m?? ? ? 31 （二） 葉輪葉片螺距的確定 39。13110015 1 /2 2 67SDZS D mmntn r sD???????? ? ?? ? ? ? （三） 攪拌功率的計算 攪拌器的攪拌功率為 530 js DnPKP ????? ? ??2Re jDn??? (37) ρ——868 Kg/m3 n—— r/s Dj—— μ——S K——功率準數(shù)校正總系數(shù) Po——攪拌功率準數(shù) K1=； K2=2； 由 2 208 6 8 6 . 5 0 . 3 6 6 7R e 3 0 3 . 5 2 02 . 5jnD P? ??? ??? ? ? ?查 得 攪拌器的攪拌功率為 P5=KP0n 3ρD j5 =20868 = （四） 攪拌軸直徑的計算 7 . 81 3 . 5 4 . 86 . 5Psd A m mn? ? ? ? （ C） 深冷釜攪拌器的選擇 （一） 深冷釜攪拌器的選擇 32 0031100 3 6 6 .733DDDD m m?? ? ? （二） 葉輪葉片螺距的確定 39。13110015 1 /2 2 67SDZS D mmntn r sD???????? ? ?? ? ? ? （三） 攪拌功率的計算 攪拌器的攪拌功率為 530 js DnPKP ????? ? ??2Re jDn??? (38) ρ——868 Kg/m3 n—— r/s Dj—— μ——S K——功率準數(shù)校正總系數(shù) Po——攪拌功率準數(shù)