【正文】 出料量 = （）= 水的脫除量 = 進(jìn)料量出料量= = (3)VCM出料量=出料總物料量10ppm=(+) 10ppm=VCM脫除量=進(jìn)料出料==(4)EHP及其他助劑脫除量 = 進(jìn)料量 = 離心機(jī)的物料平衡表物料名稱進(jìn)料（Kg/hr）出料（Kg/hr）其它（Kg/hr）PVC310（損失）VCM（脫除）水（脫除）助劑0（脫除）總計(jì) 干燥塔及干燥器的物料衡算 物料示意圖PVC 水 干 燥 塔 PVC水 PVC 水 有關(guān)數(shù)據(jù)說(shuō)明（1）%以下（2）干燥收率99% 進(jìn)料（即離心工序出料）PVC進(jìn)料量=水的進(jìn)料量= VCM進(jìn)料量= 出料 (1) PVC出料量 = 進(jìn)料量 ==PVC損失量 = 進(jìn)料量出料量 ==(2) % 則 水出料量 =(%/%)= 水脫出量 = 進(jìn)料量出料量 = = 干燥塔的物料平衡表物料名稱進(jìn)料（Kg/hr）出料（Kg/hr）其它（Kg/hr）PVC（損失）水(脫除）總計(jì)(脫除) 包裝工序物料衡算 物料示意圖 PVC水包 裝PVC 水 相關(guān)數(shù)據(jù)說(shuō)明（1）%的PVC為準(zhǔn)（2）% 進(jìn)料（即干燥工序出料）PVC進(jìn)料量=水進(jìn)料量= 出料(1)PVC出料量 = 進(jìn)料收率= %= Kg/hPVC損失量 = 進(jìn)料量出料量 ==(2)水出料量 = （%/%） =水損失量 = = 包裝工序的物料平衡表物料名稱進(jìn)料（Kg/h）出料（Kg/h）其它（Kg/h）PVC （損失）水 (損失)總計(jì) 熱量衡算熱量衡算部分主要是關(guān)于聚合釜夾套、內(nèi)冷管的傳熱能力（傳熱系數(shù)的校正）。有關(guān)說(shuō)明：提高傳熱速率可從提高傳熱系數(shù)，增加傳熱面積和降低冷卻水溫以擴(kuò)大溫差三方面來(lái)考慮。提高傳熱系數(shù)K是改善傳熱效果最好的方法。氯乙烯聚合釜夾套的傳熱系數(shù)一般在200～500Kcal/.℃之間。傳熱系數(shù)的大小與釜內(nèi)物料的性質(zhì)和攪拌效果，夾套內(nèi)水的流速和水溫，釜壁材質(zhì)和厚度，粘釜物和水垢的沉積狀況有關(guān)，其定量關(guān)系可由下列熱阻方程表示：α內(nèi)壁 = Cα外壁 = 因各種助劑的加入量很少，故可以忽略不計(jì)。氯乙烯懸浮聚合液是水、氯乙烯、聚氯乙烯的混合液，三者比例隨轉(zhuǎn)化率變化而變化，一般聚合后期反應(yīng)激烈，取轉(zhuǎn)化率80%時(shí)計(jì)算(按生產(chǎn)配方計(jì)算)。進(jìn)料: 水: VCM: 50000Kg80%時(shí) : PVC: = 40000Kg 水: VCM: = 10000Kg總質(zhì)量: 懸浮液的密度 1/ =xH2O = (50℃)查文獻(xiàn)【6】知：xVCM = 10000/ = ρVCM = (50℃) 查文獻(xiàn)【12】知： xPVC = 40000/ = ρPVC = 1400 = + + = = 懸浮液的比熱Cm Cm = CH2O =( kg℃) = Kcal/( kg℃) (49℃)查文獻(xiàn)【6】知：CVCM =(mol℃) = Kcal/(kg℃) (49℃) 查文獻(xiàn)【12】知：CPVC = Kcal/( kg ℃)Cm = =+ + = 懸浮液的導(dǎo)熱系數(shù)λmλm = λc上式中下標(biāo)c為連續(xù)相，d為分散相，φd為分散相體積分率，轉(zhuǎn)化率達(dá)80%的氯乙烯懸浮聚合液是一復(fù)雜體系。有機(jī)粒子本身可以看作是聚氯乙烯分散在氯乙烯中的懸浮體系，再由有機(jī)粒子分散在水中構(gòu)成總的懸浮體系。導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算必須分兩步進(jìn)行。 求有機(jī)粒子的導(dǎo)熱系數(shù)λPVCVCλPVC = =(m℃)= Kcal/（.）= Kcal/（.）查閱文獻(xiàn)【6】：φPVC = = λVC = ACVCMρVCM = = （hm.）上式中A=λPVCVC =λVC = = （.） 懸浮液的導(dǎo)熱系數(shù)λm 49 ρH2O = g/mlρVCM = g/mlρPVC =1400 g/ml生產(chǎn)SGⅡ型PVC樹(shù)脂轉(zhuǎn)化率達(dá)80%時(shí)PVC含水率為25%，PVC中的水為：mpvc中H2O = （）/ Kg =有機(jī)粒子的體積分率φPVCVC = = = = = （.） 懸浮液的黏度μm水的 =s= Kgfs/㎡= Kgfs/㎡ (49℃) μm = μ==s/㎡ 釜內(nèi)壁給熱系數(shù)α1α1 = C式中取C = 懸浮液導(dǎo)熱系數(shù) Kcal/. d攪拌槳的直徑 ρm 懸浮液的密度 Kg/m μm 懸浮液的黏度Kgfs/㎡ Cm 懸浮液的比熱Kcal/( kg ℃) n轉(zhuǎn)速 n=91r/min= 參考文獻(xiàn)【6】， 可取=α1== 釜外壁給熱系數(shù) α外壁135聚合釜夾套環(huán)半徑為100mm.α2 = 其中λ單位為Kcal/. 螺槽的當(dāng)量直徑de =4流道截面積/潤(rùn)濕周邊長(zhǎng)度= = 彎曲半徑為 R = 釜半徑 + 釜壁厚 + 1/2夾套環(huán)隙寬 = 2100 +（24+3）+ 1/2100 = 2177 mm = m夾套內(nèi)水流速u(mài)夾及內(nèi)冷管內(nèi)水的流速u(mài)內(nèi)VCM聚合熱Q=1540KJ/Kg=1534所以每秒散失的熱量為Q′查的30C時(shí)水的比熱c=，設(shè)內(nèi)冷管和夾套內(nèi)水的流量相同。所以Q故G==(30C) 所以V=加套內(nèi)水的流速u(mài)=內(nèi)冷管內(nèi)水的流速（同時(shí)有3組內(nèi)冷管進(jìn)水）為u=所以釜外壁給熱系數(shù)α2=其中Re=查文獻(xiàn)【6】有：30C 時(shí)=J/(kg℃) s （m℃）= Kcal/.= Kcal/.Pr= 此時(shí)λ單位為W/（m℃）釜外壁給熱系數(shù)α2= = = ( h㎡℃) 內(nèi)冷管管外壁液膜給熱系數(shù)α內(nèi)2 內(nèi)冷管結(jié)構(gòu)尺寸：φ1103的不銹鋼管，3根管串聯(lián)一組，共6組，則內(nèi)冷管直立管組數(shù)B=6， Re=（n=91rpm,d=） 其中λ、μ、c分別為懸浮液的導(dǎo)熱系數(shù)、黏度和比熱（見(jiàn)前面計(jì)算）。α內(nèi)2 = ==( h㎡℃) 內(nèi)冷管內(nèi)壁液膜給熱系數(shù)α內(nèi)1 α內(nèi)1= = = ( h㎡℃)由于內(nèi)冷管橫管有彎曲部分, α內(nèi)1 =α內(nèi)1== Kcal/ 釜壁熱阻氯乙烯聚合釜釜壁材質(zhì)不同，導(dǎo)熱系數(shù)也不同。150聚合釜采用碳鋼復(fù)合不銹鋼，碳鋼厚δ1 = 24mm，不銹鋼厚δ2 = 3 mm。查文獻(xiàn)【6】知常用金屬的導(dǎo)熱系數(shù)有： 常用金屬導(dǎo)熱系數(shù)0C100C碳鋼℃ W/m℃不銹鋼 W/m℃ W/m℃用內(nèi)插法，得49℃時(shí)碳鋼 λ1 = Kcal/( h㎡℃) δ1 = 24mm = m不銹鋼 λ2 = Kcal/( h㎡℃)　　　δ2 = 3 mm = mm釜壁熱阻 h㎡℃/Kcal 黏附物和水垢的熱阻聚氯乙烯粘釜物的導(dǎo)熱系數(shù)λ3 = Kcal/( h㎡℃)，水垢的導(dǎo)熱系數(shù) λ4 = Kcal/( h㎡℃)。則 核算聚合釜夾套的傳熱系數(shù) = （+ + 2）= K夾套 = = =( h㎡℃) 349Kcal/( h㎡℃)夾套傳熱系數(shù)符合 計(jì)算聚合釜內(nèi)冷管的傳熱系數(shù)K內(nèi) = = =( h㎡℃) 582 Kcal/( h㎡℃) 故K內(nèi) 也符合。 聚合釜冷卻水用量由前面的計(jì)算知冷卻水的用量為：V=則= 求物料進(jìn)口溫度升高到反應(yīng)溫度需要的熱量及熱水量(1)說(shuō)明設(shè)備起始溫度和物料進(jìn)口溫度看作常數(shù)，取20，反應(yīng)溫度為49。各種助劑加入量相對(duì)于單體和水很小，將其比熱看成水的比熱。，故還有10%的空間，此空間充滿氮?dú)夂吐纫蚁?，此部分升溫?zé)崃枯^小忽略不計(jì)。查文獻(xiàn)【12】知：CVCM =(mol℃) =(kg℃) (20℃) 查文獻(xiàn)【6】知：C=( kg℃)= / KgC (20) C= kJ/( kg℃)= / KgC (90C)查文獻(xiàn)【6】知某些材料的重要物理性質(zhì)：= ( kg℃)= / KgC (2)單體升溫需要的熱量==(4920)=507500Kcal(3)水和各種助劑升溫需要的熱量=(4)聚合釜（包括攪拌機(jī)和夾套） =366850Kcal 則物料及設(shè)備升溫需要的熱量 =507500++366850 = (5)熱水量熱水進(jìn)口溫度為95C，出口溫度為80C。M熱水 = kg 熱水槽加熱的蒸汽量 kg/cm2 （絕壓）的蒸汽加熱查文獻(xiàn)【6】飽和水蒸氣表知： 飽和水蒸汽在各溫度下的焓值95C(液態(tài))130C（汽）135C（汽）焓（Kcal/ kg）用內(nèi)插法得始溫 ℃熱焓量 Kcal/ kg 終溫95C熱焓量 M水 = kg第六章 設(shè)備的計(jì)算與選型 聚合釜的設(shè)計(jì) 聚合釜的臺(tái)數(shù)及后備系數(shù)（1）聚合釜的操作周期輔助時(shí)間：加水、固體助劑： 加單體 ： 冷攪 ： 升溫 ： 出料 ： 涂釜、清釜 ： 反應(yīng)時(shí)間 ： 共計(jì)約 ： （2）求每釜產(chǎn)量每釜PVC產(chǎn)量=生成PVC—損失PVC=生成PVC各工序收率=%%%99%99%（1+%）%=（3）每釜年生產(chǎn)次數(shù)每釜年生產(chǎn)次數(shù)=年工作時(shí)數(shù)/聚合釜操作周期=8000/=1037次（4）聚合釜的臺(tái)數(shù)聚合釜的臺(tái)數(shù)=PVC年產(chǎn)量/（每釜PVC產(chǎn)量每釜年生產(chǎn)次數(shù)）=25107/（1037）=聚合釜的臺(tái)數(shù)應(yīng)為6臺(tái)。（5）聚合釜的后備系數(shù)聚合釜的后備系數(shù)=（）/6==5% 聚合釜的外型尺寸及內(nèi)部構(gòu)件、輔助裝置見(jiàn)下表 135m3聚合釜公稱容積135m3釜內(nèi)徑Φ4200mm夾套外徑Φ4400mm筒體直段高度8500mm筒體總高度10990mm釜總高度 15000mm高徑比釜壁材質(zhì)釜24+3碳鋼及不銹鋼復(fù)合鋼板釜內(nèi)設(shè)計(jì)壓力夾套內(nèi)設(shè)計(jì)壓力釜內(nèi)設(shè)計(jì)溫度159℃夾套內(nèi)設(shè)計(jì)溫度10～140℃內(nèi)冷管φ1083不銹鋼管共18根夾套導(dǎo)流板螺距500mm夾套傳熱面積 M2 內(nèi)冷管傳熱面積 M2總傳熱面積比傳熱面積 m2/m3攪拌漿型式平直葉漿攪拌漿層數(shù)三層攪拌葉直徑1050mm攪拌葉寬度攪拌漿轉(zhuǎn)數(shù)91rpm電機(jī)型號(hào)DIIBT4功率355KW 減速機(jī)B2SV12 軸封雙端面機(jī)械密封總重 出料槽的設(shè)計(jì)出料槽在工藝中起到連接上下工序的作用，即間斷操作的聚合過(guò)程與連續(xù)操作的汽提、離心、干燥過(guò)程之間的緩沖作用。根據(jù)聚合釜容積及臺(tái)數(shù)，出料槽的選型及配套裝置、個(gè)數(shù)如下表： 70M3出料槽容積70M3直徑φ3800mm直段高度4900mm筒體高度6945mm總高度9465mm工作壓力常壓工作溫度60～70℃攪拌型式推進(jìn)式攪拌層數(shù)2層攪拌葉尺寸φ1050mm攪拌轉(zhuǎn)數(shù)91rpm攪拌電機(jī)DIIBT4 355KW總重個(gè)數(shù)6個(gè) 汽提塔的設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中，采用穿流式(無(wú)溢流管）的篩板汽提塔結(jié)構(gòu)。這種處理料漿的篩板塔，為防止熱敏性聚氯乙烯樹(shù)脂的堵塞和沉積，為使樹(shù)脂漿料在全塔范圍內(nèi)停留時(shí)間分布均勻，通常采用無(wú)溢流管式大孔徑篩板4，篩孔直徑通常選在1520mm，篩板有效開(kāi)孔率選用811%。汽提塔設(shè)計(jì)規(guī)格如下表： 汽提塔汽提塔規(guī)格型號(hào)φ1500mm20493mm篩板塔塔板數(shù)36塊篩板塔板間距300mm設(shè)計(jì)篩孔直徑1520mm開(kāi)孔率811%電機(jī)型號(hào)YB132S4電機(jī)功率 離心機(jī)的設(shè)計(jì)離心機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)格如下表： 離心機(jī)離心機(jī)規(guī)格型號(hào)LW5201664Ⅳ電機(jī)型號(hào)M2QA280S4A電機(jī)功率75KW/h生產(chǎn)能力3000Kg/h,母液含PVC100ppm以下離