【正文】 所以，每天生產(chǎn)用電為：8400+=； 其它用電量為：1%=； 綜上，每天總用電量為：+=。 耗煤量的計算 在聚氨酯合成革的實際生產(chǎn)中，由于使用到大量的有機揮發(fā)性溶劑，加之合成革生產(chǎn)的流程較長、環(huán)節(jié)較多較復(fù)雜，因此進行整個生產(chǎn)線的能量衡算是很困難的。這里的能量衡算主要是針對聚氨酯合成革在干、濕法生產(chǎn)中各溶劑揮發(fā)吸收熱量所用煤量的計算。 合成革進入烘箱的過程中，溫度從室溫增加到各溶劑組分的沸點；再經(jīng)過一段時間，使得溶劑蒸發(fā)。這樣，就達(dá)到了烘箱干燥的目的。（1）濕法耗熱量 已知濕法生產(chǎn)的速度為10m/s；在1分鐘的聚氨酯合成革的濕法生產(chǎn)中，各組分的消耗質(zhì)量均在物料衡算中求出。各組分溶劑的沸點也已經(jīng)知道，通過化學(xué)手冊查得PU、DMF的分子量、熱熔、焓變?nèi)绫?9所示：表49 能量衡算參數(shù)表名 稱分子量熱 熔 CP298()焓變△fH298(KJ/mol)PU2000180—DMFH2O(l)18H2O(g)18（a）PU樹脂（固含量為40%）溫度變化為25℃～140℃，由公式 Q1=n1cp△T1 （46）推出:Q1 =(967+5800)40%247。2000180(14025)==（b）已知DMF在PU革烘干過程的溫度變化為25℃～159℃(l)～159℃(g)，由公式Q2=n2cp△T2+n2△fT2 （47）推出:Q2=(+4060)40%247。(15925)+(+4060)40%247。103=107J=12300KJ （c）已知水在PU革烘干過程的溫度變化為25℃～100℃(l)～100℃(g)，由公式Q3=n3cp△T3+n3△fT3 （48）推出: Q3=(+)10399%100035%1000247。18(10025)+(+)10399%100035%1000247。18103=108J=105KJ 故在1分鐘的聚氨酯合成革的濕法生產(chǎn)中，吸收的總能量約為：Q總=Q1+Q2+Q3=+12300+296000=105KJ則平均每天共需吸收熱量為：1056024=108KJ。 在生產(chǎn)過程中這些能量被合成革吸收后，緊接著會以空氣為介質(zhì)，迅速散失掉，只有一小部分留在合成革上。剩余的這部分熱量在冷卻輥上散失掉。（2）干法耗熱量 已知干法生產(chǎn)的速度為22m/s；在1分鐘的聚氨酯合成革的干法生產(chǎn)中，各組分的消耗質(zhì)量均在物料衡算中求出。各組分溶劑的沸點也已經(jīng)知道，通過化學(xué)手冊查得PU、DMF、TOL、MEK的分子量、熱熔、焓變?nèi)缦拢?能量衡算參數(shù)表名 稱分子量熱熔 CP298()焓 變△fH298(KJ/mol)PU2000180—DMFTOLMEK（a）面層PU樹脂（固含量為30%）溫度變化為25℃～140℃，由公式q1=n1cp△T1 （49）推出:q1 =（+）30%247。2000180(14025)== （b）已知DMF在PU革烘干過程的溫度變化為25℃～159℃(l)～159℃(g)，由公式q2=n2cp△T2+n2△fT2 （410）推出:q2=(837+369)247。(15925)+( 837+369)247。103== （c）已知MEK在PU革烘干過程的溫度變化為25℃～111℃(l)～111℃(g)，由公式 q3=n3cp△T3+n3△fT3 （411）推出:q3=247。(11125)+247。103== （d）已知TOL在PU革烘干過程的溫度變化為25℃～96℃(l)～96℃(g)，由公式 q4=n4cp△T4+n4△fT4 （412）推出:q4 =（+369）247。(11125)+ （+369）247。103== 故在1分鐘的聚氨酯合成革的干法生產(chǎn)中，吸收的總能量約為：q=q1+q2+q3+q4=+++=則平均每天共需吸收熱量為：6024=107KJ。 在生產(chǎn)過程中這些能量被合成革吸收后，緊接著會以空氣為介質(zhì)，迅速散失掉，只有一小部分留在合成革上。剩余的這部分熱量在冷卻輥上散失掉。（3）DMF三塔精餾回收系統(tǒng)耗熱量 DMF三塔精餾回收系統(tǒng)每天回收20%的DMF。熱量利用率為65%。回收液中每分鐘進入DMF為：+=。已知DMF在回收過程的溫度變化為25℃～159℃(l)～159℃(g)，由公式 q=ncp△T+n△fH （413）推出:q=247。(15925)+247。103==，則平均每天共需吸收熱量為：6024=106KJ。（4）每天耗煤量 在本設(shè)計中熱量來源主要來自于煤燃燒產(chǎn)生的熱量，在這里選擇無煙煤作為燃料。無煙煤的燃燒熱為:104KJ/kg，燃燒效率為94%，熱量利用率為65%。所以在設(shè)計中每天供需燒煤量為：(++)107247。(10494%65%)=≈。5 設(shè)備選型 合成革主要生產(chǎn)設(shè)備的選型 主要設(shè)備選型的原則 主要設(shè)備選型應(yīng)該滿足技術(shù)先進、可靠和經(jīng)濟合理等必須的基本原則。主要設(shè)備選型的原則應(yīng)與選擇的項目建設(shè)規(guī)模、產(chǎn)品方案和工藝技術(shù)方案相適應(yīng)，滿足項目的要求，可獲得最大效益，并且要適應(yīng)產(chǎn)品品種和質(zhì)量的要求。需要滿足提高連續(xù)化、大型化程序，降低勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率，降低原材料、水、電、汽單耗，滿足環(huán)境保護等要求，并且強調(diào)設(shè)備的可靠性、成熟性，保證生產(chǎn)和質(zhì)量穩(wěn)定。不允許將不成熟或未經(jīng)生產(chǎn)考驗的設(shè)備用于建設(shè)方案設(shè)計，要符合政府或?qū)ｉT機構(gòu)發(fā)布的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。在滿足機械功能和生產(chǎn)過程的條件下，力求經(jīng)濟合理（含用料、制造、操作和維護保養(yǎng)），并盡可能立足于國內(nèi)，主要設(shè)備及輔助設(shè)備之間相互配套。 濕法線主要生產(chǎn)設(shè)備選型濕法聚氨酯合成革的設(shè)備比較多，有開卷機、儲存架、燙平輥、含浸槽、涂料機、凝固槽、水洗槽、軋干槽、烘箱、收卷機等。下面僅對體現(xiàn)濕法聚氨酯合成革設(shè)備特點的含浸槽、凝固槽、水洗槽進行設(shè)備選型。（1）含浸槽根據(jù)含浸原理，含浸斷面為上寬下窄的等腰梯形，材質(zhì)選用不銹鋼?；歼M入槽后，在上下兩排輥間運動，與含浸液充分接觸。一般而言，含浸槽體積大有利于基布更好地浸漬含浸液。含浸槽在水平方向至少應(yīng)該有三個導(dǎo)輥，有的則有五至六排甚至更多的導(dǎo)輥。為了使基布的浸漬效果最好，通常在多數(shù)的濕法聚氨酯合成革生產(chǎn)中設(shè)計有兩個含浸槽。如果有特殊的需要，有的帶三個含浸槽，且呈階梯式布置，這樣可以更好的消除含浸槽內(nèi)的氣泡。根據(jù)實際生產(chǎn)和一般經(jīng)驗，含浸槽應(yīng)在1~4m，本次設(shè)計為2m。（2）凝固槽凝固槽主要有臥式和立式的兩種。本次設(shè)計選用臥式凝固槽，因為它更易連續(xù)生產(chǎn)。槽內(nèi)裝有上下三排導(dǎo)輥，基布在槽內(nèi)成S型移動。臥式凝固槽設(shè)計高為2m，長度一般在10~30m左右，流程長度在60~100m之間。凝固槽的材質(zhì)選用不銹鋼制作，外面用鋼材加強，基布入槽處的入輥、出口處的擠壓輥與中間的折回輥為主動輥，其余為導(dǎo)輥，導(dǎo)輥軸承材質(zhì)為尼龍。為了避免凝固槽在深度方向上存在溫度差和濃度差，槽內(nèi)的凝固液要用泵使之呈作連續(xù)循環(huán)流動狀態(tài)。在本次設(shè)計中，濕法聚氨酯合成革的走速為10m/min，凝固槽的溫度處于正常室溫（25℃），此時DMF與水的交換速度在700~160g/min。DMF的密度為945g/ml，與水接近，所以DMF與水混合后的密度可看成近似不變的。每分鐘進入凝固槽的DMF量為70（300247。75）10g。因為有82%的DMF與水交換，所以可以根據(jù)交換速度和交換的DMF 質(zhì)量計算出DMF與水的交換時間，經(jīng)計算知時間約為：70（300247。75）10247。700=，70（300247。75）10247。160=,10=，設(shè)計行程為210m。槽內(nèi)導(dǎo)輥的直徑為100mm，所以凝固槽的長度應(yīng)設(shè)計為220247。2=21m，加上輥與槽壁的間隙，最終設(shè)計為22m，5層結(jié)構(gòu)。， m。（3）水洗槽水洗槽一般也分立式和臥式兩種。本次設(shè)計選用臥式水洗槽，因為它對廠房高度要求不高，并且不像立式那樣要用好幾個水洗槽才能達(dá)到最佳水洗效果，一般兩到三個就可以達(dá)到水洗要求。水洗槽的槽壁采用不銹鋼板制造，內(nèi)部帶有盤管加熱裝置，用來提高水洗的溫度，高也為2米。并且水洗槽都帶有至少一對擠壓輥，以增強水洗效果。經(jīng)凝固槽出來后，基布涂料上的DMF含量為18%。正常情況下，經(jīng)過水洗后其DMF的含量控制在1%左右，也就是有17%的DMF與水進行交換。為了保證水洗充分，水洗槽總長度要設(shè)計為15~20m的長度。在本設(shè)計中，水洗全過程有17%的DMF與水交換，此時濃度較低，相對交換速度約為100g/min，所以可以計算出DMF與水的交換時間約為：（+）18%94599%247。100=。10=133m；設(shè)計行程為140m。所以水洗槽的長度應(yīng)設(shè)計為140247。2=14m。加上輥與槽壁的間隙以及分段擋板寬度，最終設(shè)計為20m。寬度一樣。 干法線主要生產(chǎn)設(shè)備選型干法聚氨酯合成革生產(chǎn)設(shè)備同樣較多，主要有配料用的高速攪拌機、離型紙檢查機、烘箱、表面處理設(shè)備、成品檢查機等。下面對幾個主要的設(shè)備進行設(shè)備選型。（1）涂刮機在離型紙干法聚氨酯合成革生產(chǎn)中最普通并且最常用的型式是刮刀位于輥上的輥襯刮刀涂布機。這樣使得花紋其直徑約為350毫米左右，輥滾筒轉(zhuǎn)動，且和離型紙線速度一致，刮刀通過氣動傳動，可上下移動控制漿料的涂布量。（2）烘箱對于在合成革生產(chǎn)中，一般采用蒸汽、導(dǎo)熱油的加熱方式，絕對不能用電熱器加熱。一般的烘箱溫度在90~180℃。干法的生產(chǎn)速度保持在22m/min。涂面層配料后，緊接著要進入烘箱，此烘箱的溫度控制在120~180℃。已知在180℃時，DMF的揮發(fā)速度為1250g/min,TOL的揮發(fā)速度為1700g/min，MEK的揮發(fā)速度為1500g/min。故面層配方揮發(fā)完所用時間為：DMF：195(40247。205) 22247。1250=；TOL： 195(30247。205) 22247。1700=；MEK：195(20247。205) 22247。1500=。所以，22=，取15m。在涂粘合層時，烘箱溫度設(shè)計不宜太高、長度不宜太長，目的是揮發(fā)10%左右的TOL，增加其黏度，使得與底坯更易粘合。設(shè)計溫度80℃， TOL的揮發(fā)速度為200g/min。TOL:130(20247。155) 10%22247。200=，第二烘箱設(shè)計長22=，取5m。與底坯粘合后所進入的烘箱目的是烘干所有溶劑，使得面層與底坯完全粘合。此烘箱設(shè)計溫度范圍110~150℃。此時粘合層被雙面包覆，揮發(fā)速度較慢。一般情況下，在135℃時，DMF的揮發(fā)速度為350g/min、TOL的揮發(fā)速度為700g/min。故粘合層配方此時揮發(fā)完所用時間以DMF算：DMF：130(20247。155) 22247。350=所以，22=，取25m。（3）冷卻裝置合成革在每次干燥后都經(jīng)過一組冷卻輥進行冷卻，一般情況下，每組冷卻輥有2~4個冷卻輥組成。實際生產(chǎn)中，視合成革的生產(chǎn)速度、場地、外界氣溫高低等因素來決定選用輥筒的多少。冷卻輥采用鋼板卷制焊、結(jié)成、拋光而得?，F(xiàn)在大多數(shù)的企業(yè)都采用夾套式冷卻輥，在夾套中通冷卻水。為了提高冷卻效果，合成革革面需緊貼在輥的表面，并且接觸面積越大，冷卻效果越好。冷卻輥的直徑一般設(shè)計在600~800毫米。本次設(shè)計外輥直徑600mm、夾套直徑400mm。（4）自動剝離機自動剝離機主要由放卷架、卷取裝置與光電跟蹤裝置構(gòu)成。為了消除靜電對合成革與離型紙的影響，可在剝離處安裝靜電消除器。（5）成品檢查機成品檢查機以型鋼為骨架，有電動機經(jīng)變速器帶動有剎車裝置的三個轉(zhuǎn)動輥筒，機架上有一個傾斜的平面，上面安裝一個日光燈并且裝有計數(shù)器。當(dāng)卷至20~40米時，由電磁控制自行停車、裁剪、包裝成卷。 設(shè)備統(tǒng)計 設(shè)備的選擇對成品有著很大的影響作用，本設(shè)計選用進口的國產(chǎn)設(shè)備相配合使用。所選的所有設(shè)備統(tǒng)計如表51所示：表51 設(shè)備選型一覽表序號設(shè)備名稱型號外形尺寸（mm）數(shù)量/臺單價/萬元功率/kw1濕法線10000022802002干法線11000012001503三版印刷機YRSB0220000*3000*3000160504輥式壓花機GYPG1803200*3700*1600342755水揉機SX2002900*1500*22104206連續(xù)式干揉機HGQ10020000*2000*2500710407熱風(fēng)循環(huán)烘箱HGJ5000*2000*200068DMF三塔精制回收系統(tǒng)119DMF噴淋吸收系統(tǒng)110010叉車3