【正文】 腐蝕余量mm； C3—封頭熱加壓成型時壁厚減薄量，mm； S0—計算壁厚，mm； P—設計壓力MPa；—設計溫度時的許用應力MPa； —焊縫系數(shù)，若為整塊鋼板制造，則=1。查《化工機械基礎》第362頁表236，取C1=, C2=2mm。再查表235，取=。查表361頁表233，取=133MPa。壁厚計算結(jié)果 S==取與筒體相同的壁厚，即16mm。（7） 夾套筒體與封頭壁厚的確定夾套選用鋼材為16MnR，其溫度使用范圍為20至475℃。筒體壁厚計算公式S=+C查《化工機械基礎》第360頁表232得=173MPa；查第362頁表236，取C1=；C2=2mm；查表235，取=。代入上式計算得： S==夾套封頭計算 C3=(S0+S2)=(+2)= S==取夾套壁厚為8mm。（8） 聚合釜質(zhì)量估算 m筒=716= m封=2479=58kg m法蘭= m夾=558= m夾封=397kg釜質(zhì)量 m釜= m筒﹢m封﹢m法蘭﹢m夾=。 管道計算（1） 配料管道① 基礎數(shù)據(jù)：30%AM溶液進料量為2094kg/h，30%AM溶液的密度為=+30%=103kg/cm3,103kg/cm3。30%，取u=。,取u=。② 計算：管道的截面積為圓形，以dAM表示30%AM水溶液管道內(nèi)徑，以d水表示純水管道內(nèi)徑，則由 VS= d=得 VS（AM）=2049/（3600）=104m3/h dAM==≈50mm VS（水）=(3600)=104m3/h d水= =≈25mm( 2 ) 聚合管道以及研磨、水解、干燥管道① 基礎數(shù)據(jù)：因研磨、水解、干燥主物料管道與聚合釜主物料管道性質(zhì)及流量相同，故由聚合釜管道計算作代表。物料流量為2094+=,25%AM溶液密度為=+25%=103kg/cm3,，取u=，故VS==（3600）=104m3/hd===≈80mm其他管道參照《化工工藝設計手冊》的有關(guān)管道計算，具體管徑見工藝流程圖。 泵的選擇主要對聚合釜配料泵進行計算。（1） 基礎數(shù)據(jù)：運輸介質(zhì)：AM水溶液（組成：25%單體，約75%水）； 操作溫度10℃； 配料罐液面壓力：，；流量：（2094+）/=；吸入管管長10m（管徑Ф87mm；閘閥1個；止回閥1個；三通閥2個；90O彎頭2個）；排出管管長20m（管徑Ф87mm；閘閥5個；止回閥1個；換熱器2個；出口變徑1個；三通閥2個；90O彎頭10個）；輸送條件（10℃以下）的25%AM溶液的物性數(shù)據(jù)；黏度：；密度： kg/cm3。（2） 確定流量與揚程： V== m3/h以泵中心線為基準，在配料罐液面與聚合釜液面的伯努利方程為 H=Z2Z1+++式中=① =（+） U入=（4）(3600)= Re=()/(103)=708004000,為湍流。查《化工原理》上冊第45頁表11，取ε=,則ε/d=；再查第46頁圖13得λ=。查第53頁表53得：三通ζ=；閘閥全開ζ=；止回閥全開ζ=2，ζ入=；90O彎頭：ζ=5=。=（+++2+）=② =（+）因d出=d入，故u出=u入=,Re=708004000為湍流。查《化工原理》上冊第45頁表11，取ε=,則ε/d=；再查第46頁圖13得λ=。查第53頁表53得：三通ζ=2=；閘閥1/2開ζ=5=；止回閥全開ζ=2，；90O彎頭：ζ=10=,ζ出=。得 =（+++2++1）= H=()+++≈20m，則揚程為22m液柱。（3） 選泵：根據(jù)所輸送物料的流量、揚程及性質(zhì)，確定選擇Y型油泵。具體型號《化工工藝設計手冊》上冊，第789頁表711，確定為ZHW65125，其有關(guān)性能如下： Q= H=22m 電機功率：（4）其他泵的選擇過程與配料泵基本相同。 如何處理水解反應產(chǎn)生的氨氣。消除環(huán)境不良影響成為公司急待解決的問題之一。無論是干燥工序還是水解工序的排放尾氣。都含有聚丙烯酰胺粉塵、研磨油和大量的水，治理難度非常大。特別是干燥工序的尾氣，風量大，粉塵和研磨油含量較高，后續(xù)處理投資過大?？紤]到此部分尾氣中氮氣含量不高，吸收氨氣的價值和意義不大，所以，氨氣治理的方向和具體做法是處理水解工序的尾氣。根據(jù)國內(nèi)氨氣吸收的經(jīng)驗，氨氣吸收大致有兩種：水吸收法和酸吸收法。水吸收法是用大量的水吸收尾氣中的氨氣形成氨水141，反應方程式為：NH3+H20 ＝ NH3H20→ NH4++OH由于這個反應是可逆的，生產(chǎn)的氨水也不穩(wěn)定，況且反應條件受溫度、壓力、pH值、吸收水量等因家影響較大。由于聚丙烯酰胺粉塵也溶于水，含有聚丙烯酰胺的氨水公司內(nèi)部無法處理，如果要進行分離，工作難度非常大。酸吸收法是用稀硫酸來吸收尾氣中的氨氣，反應方程式為：NH3+H20=NH4OHH2SO4+2NH4OH= （NH4）2SO4+2H20這個反應是不可逆的，反應完全，吸收快速，同時生產(chǎn)的硫酸銨溶液可以輸送到硫酸銨裝置進行加工。通過多次的探討和研究，結(jié)合水解機尾氣成分復雜等特點和公司內(nèi)部的實際情況，采用酸吸收法來吸收尾氣中的氨氣較好。 尾氣治理裝置工藝流程通過對聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝和尾氣成分及相關(guān)參數(shù)的研究。提出如下工藝路線：后水解機排出的尾氣中含一定研磨油。并混雜有聚丙烯酰胺顆粒。為保證硫酸銨的純度，必須首先將尾氣中的研磨油和聚丙烯酰胺顆粒去除?？刹捎靡蛔鵆ST廢氣凈化穿流板式塔作為預處理塔。用水洗方式將尾氣中混雜的研磨油和聚丙烯酰胺顆粒去除。經(jīng)預處理后的水解機尾氣通過兩級CST廢氣凈化穿流板式塔用稀硫酸溶液吸收。外排尾氣中氨氣濃度滿足《惡臭污染物排放標準)(GBl4554—93)。生成的硫酸銨濃度控制在20—25％，溫度在3040℃之間，設硫酸銨儲池，通過硫酸銨輸送泵連續(xù)將溶液送至硫銨車間，一同加工成成品。污水經(jīng)處理后．排放到下水井至污水車間。 尾氣治理裝置采用三座CST廢氣凈化穿流板式塔作為吸收塔以串聯(lián)方式對尾氣進行處理。CST廢氣凈化穿流板式塔具有處理能力大、凈化效率高、阻力小、能耗低等優(yōu)點。特別適用于含有粉塵的廢氣處理，不會堵塞。裝置末端設一臺引風機，使裝置保持負壓狀態(tài)，避免尾氣的泄露。整個工藝流程分為兩個單元，即：預處理單元和兩級吸收單元。流程圖詳見附錄。8. 廠房布置說明車間為單層輕鋼結(jié)構(gòu)廠房，長66m，寬36m，檐口高13m。設備布置簡述如下： 配電室設再車間西南側(cè)，配電室東面依次設置值班室、操作室及男女更衣室；熱水罐及熱水泵布置在室外；依工藝流程，依次布置配料罐、配料泵，研磨機、造粒機，送料風機（一次風機、二次風機），振動流化床干燥系統(tǒng)，包裝系統(tǒng)等設備；聚合釜布置時考慮釜底出料口與預研磨機進料口垂直，主要考慮出料閥門的安裝及檢修和氮氣進口、熱水進口閥門的操作，主要考慮聚合釜的高度及釜底出料口與預研磨機進料口之間的距離。熟化器出料口與研磨機進料口垂直。大分子熟化器設上、底部二層鋼平臺，主要考慮大分子熟化器設上部接管閥門操作，側(cè)面夾套熱水出口閥門操作、壓力表、安全閥的安裝。，主要考慮出料口與預研磨機進料口之間的距離，并考慮底部夾套熱水進口閥門操作。本設計消防水系統(tǒng)按同一時間發(fā)生火災計，室內(nèi)消防水用量10L/S，室外消防水用量35L/S，合計消防水用量45L/S，火災持續(xù)3個小時。采用廠外供給，地下鋪設管道形式引進消防水。 總 結(jié)通過大量的文獻查閱和工藝設計工作，得出以下設計結(jié)論：根據(jù)自由基聚合反應機理，采用水溶液聚合及氧化還原引發(fā)體系制備了溶解性較好的超高分子量水解聚丙烯酰胺。系統(tǒng)地考慮了引發(fā)溫度、引發(fā)劑濃度、單體濃度等因素對水解聚丙烯酰胺分子量的影響，選擇與之相配套的水解設備系統(tǒng)。在設計工作中，工藝流程和設備型號經(jīng)過多次選擇和修改論證，完成了包括配料、聚合、干燥、研磨、包裝的工藝流程圖的設計。提出了合理的造粒工藝與設備，大大提高了設備的可靠性與膠塊的造粒效果，設計出了年產(chǎn)5000噸，分子量在2500萬以上，產(chǎn)品的各項性能指標等同或優(yōu)于同類產(chǎn)品。 附錄：參 考 文 獻[1] 鐘秦，陳喬遷，：國防工業(yè)出版社 2009[2] . 北京:化學工業(yè)出版社,1996[3] 汪鎮(zhèn)安，. 北京:化學工業(yè)出版社,2003[4] 梁瑩，劉軍. 聚丙烯酰胺水解尾氣治理的研究與應用[J].科技信息，2012(8)：379380 [5] [J].中國化工貿(mào)易，（20）：99[6] 鄒偉. 聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝設計[D].天津：天津大學，2001[7] 陳國桓, 陳剛等. 化工機械基礎. 北京:化學工業(yè)出版社,2015