【正文】 t＜所以水壓實驗強度足夠。 攪拌裝置的設計（1）攪拌器的結(jié)構(gòu)型式： 選定為平槳攪拌器（2）攪拌器尺寸的計算 知DN=4200mmDJ==4200=2100mm取攪拌器離底高度h=h=4200=1050mm 取攪拌器的寬度b= b=4200=420mm 取槳葉數(shù)Z=2（3）攪拌附件的設置 擋板數(shù)目：4塊寬度：1/10D=1/104200=420mm方式：緊貼著釜壁且垂直于釜壁。（4）確定攪拌轉(zhuǎn)速 n=120r/min （5）計算攪拌功率攪拌液體時，產(chǎn)生循環(huán)流量及克服流體摩察阻力所需的功率叫攪拌功率。由于攪拌釜中液體運動的狀況十分復雜，攪拌功率目前尚不能用理論算出，只能通過實驗獲得它和該系統(tǒng)其它變量之間的經(jīng)驗關系型，然后再按經(jīng)驗關系型計算出攪拌功率。 攪拌功率關系式[7]如下： Ps=Npρn3d5 式中 Ps——攪拌功率 Np——功率數(shù) ρ——被攪拌介質(zhì)的密度 d——攪拌器的直徑 n——攪拌器的轉(zhuǎn)速 開啟式直葉渦輪式攪拌器有折流擋板 查文獻得Np= 已知 ρ=103 Kg/m3 n=120/min d=1680 mm Ps=Npρn3d5 =103(120/60) 3 =，可選用功率為800KW的電動機 傳熱裝置的校核Q=KiAi(t0ti)……………………………………………………………………()式中 Q——傳熱速率 Ki——總傳熱系數(shù) Ai——傳熱內(nèi)壁（過程一側(cè)）表面積 t0 ——載熱體的溫度（外側(cè)） ti ——過程加工流體的溫度（內(nèi)側(cè)）不考慮污垢層，則 1/K=1/α1+1/α2+∑δ/λ其中K——總傳熱系數(shù) αα2——釜壁內(nèi)側(cè)、外側(cè)對流傳熱系數(shù) ∑δ/λ——釜壁固體部分（包括結(jié)垢部分）的總熱阻 δ——各固體部分的厚度 λ——相應的熱導率 傳熱系數(shù)的計算(1)釜側(cè)的給熱系數(shù)α1 = (λ1/D)(ρ1nd2/μ1)2/3(Cp1μ1/λ1)1/3(181。1/181。w)……………………..........…...()α1——釜側(cè)的給熱系數(shù)D——反應釜的內(nèi)徑，md——攪拌器的直徑，mλ1——流體的導熱系數(shù)，W/(m℃)ρ1——釜內(nèi)液體密度，kg/m3μ1——釜內(nèi)流體粘度，Cp1——釜內(nèi)液體的比熱容，J/(kg℃)n——攪拌器的轉(zhuǎn)速，r/sμw——釜內(nèi)側(cè)壁上的粘度Pa .S 已知反應釜物料的物性資料如下 ρ1=103kg/m3 Cp1=103 J/(kg℃)λ1=(m℃)μ1= SD= md=n=2r/sμw = .S α1 = (λ1/D)(ρ1nd2/μ1)2/3(Cp1μ1/λ1)1/3(181。1/181。w) =() (2(103))2/3 (103103/) 1/3() =(m2℃) (2)夾套側(cè)的傳熱系數(shù)的計算 傳熱按自然對流來計算 α2=...................................................................()α2——釜側(cè)的給熱系數(shù)ρ2——夾套層冷卻水密度，kg/m3λ2——流體的導熱系數(shù)，W/(m℃)β2——冷卻水的體積膨脹系數(shù)，℃－1C2——冷卻水的比熱容，J/(kg℃)μ2——冷卻水粘度，PaS tw2——水側(cè)壁上的溫度,℃，tm——冷卻水平均溫度，℃查水的物性參數(shù)得：ρ2=λ2=（m℃）β2=104℃－1C2=103 J/（kg℃）μ2=Stm=℃ tw2 ℃ tw1——釜內(nèi)側(cè)壁溫，℃；Q——聚合釜導熱強度,J/sF——聚合釜傳熱面積,m2——夾套層鋼或污垢層的厚度，m。λi——夾套層鋼或污垢的導熱系數(shù)，W/（m℃）；tw2=107103/(33600)/128 (+)=℃ ，50w/(m℃)(m℃)分別是20R鋼和污垢的導熱系數(shù)。則α2= = =K已知聚合釜的壁厚δ=42mm λ=50 W/（m℃）忽略污垢的熱阻傳熱系數(shù)K公式為: 1/K=1/α1＋1/α2＋δ/λ….......…………………………………………….() =1/＋1/＋+ = K=（m2℃）Δtm的計算已知釜內(nèi)溫度T=60℃，夾套內(nèi)冷水由t1=5℃升至t2=25℃ Δtm= [ (t1－T) ( t2－T ) ]/ ln[(t1－T)/ ( t2－T ) ] = [（605）（6025）]/ ln[（605）/（6025）] =℃面積的計算由能量衡算知，107KJ，降溫時間為6h，則單位時間內(nèi)通過傳熱面的熱量為 Q=107/（363600） = 106 kJ/s 又 Q=KAΔtm 其中 A——傳熱面積，m2 A=Q/（KΔtm） = 106/（） = A128 m2故該整套夾套攪拌器符合要求。 經(jīng)計算，且參考日本信越的127m3的聚合反應釜得出，由于聚合反應的需要，反應釜要加攪拌裝置和夾套。反應過程中需要密封，以防空氣進入，所以要選擇封閉式的搪玻璃反應釜(HG 2372—92)。根據(jù)工藝要求和塔的公稱直徑為4200mm，塔設備的支座選為圓筒形裙式支座?；A環(huán)尺寸Dob=Dis+300=4200+300=4500mm Dib = D is300=4200300=3900mm裙座與塔體采用對接焊縫的結(jié)構(gòu)型式。則聚合釜技術參數(shù)： 聚合釜的技術參數(shù)公稱直徑DN，mm4200容積系數(shù)VN/VJ 夾套傳熱面積，m2128容器內(nèi)公稱壓力，Mpa夾套內(nèi)公稱壓力，Mpa介質(zhì)溫度范圍及容器質(zhì)0~100 Q20R攪拌軸公稱直徑dN，mm2100攪拌軸轉(zhuǎn)速，r/min120電動機功率，KW800支座型式圓筒形裙式支座軸密封機械密封攪拌器型號平槳式攪拌器支座與塔體結(jié)構(gòu)型式對接焊縫 人孔的設計 為方便釜的清理及檢修，在聚合釜頂開一人孔。選用公稱壓力為PN=（HG 21523—95），人孔公稱直徑選定為DN=500mm。采用榫槽面密封面（TG型）和石棉橡膠板墊片。結(jié)構(gòu)明細表如下： 人孔結(jié)構(gòu)明細表件號標準號名 稱數(shù) 量材料/類別代號/Ⅴ1筒節(jié)120R2HGJ 46—48—91法蘭1 20（鍛件）3HGJ 69—91HGJ 70—91HGJ 71—91墊片1石棉橡膠墊片柔性石墨復合墊聚四氟乙烯包覆墊4HGJ 61—63—91法蘭蓋1 20R5HGJ 75—91螺柱20356HGJ 75—91螺母40257吊環(huán)1Q235—AF8轉(zhuǎn)臂1Q235—AF9GB 95—85墊圈201100HV10GB 41—86螺母M2024級11 吊鉤1Q235—AF件號標準號名 稱數(shù) 量材料/類別代號/Ⅴ12環(huán)1Q235—AF13無縫鋼管12014支承板120R(1)氯乙烯計量槽的設計：VL =Vs =圓整后取計量槽體積為44000L(2)無離子水計量槽的設計：VL =Vs = 圓整后取計量槽體積為72200L(3)聚乙烯醇計量槽的設計：VL =Vs =由于用量小，可將槽放大6倍圓整后取計量槽體積為200L(4)IPP計量槽的設計：VL =Vs = 由于用量小，可將槽放大6倍圓整后取計量槽體積為100L(5)助劑調(diào)配槽的設計：VL =Vs = 圓整后取計量槽體積為72200L(6)料漿貯槽的設計：VL =Vs = 圓整后取計量槽體積為87600L 容器匯總表序號設備公稱容積/L數(shù) 量設備外型大小/mm1聚合釜1270003216。4200 79002氯乙烯計量槽440003216。3800 40003無離子水計量槽722003216。4000 58004聚乙烯醇計量槽2003216。600 7205IPP計量槽1003216。300 8006助劑調(diào)配槽722003216。4000 58007料漿貯槽876003216。4000 7020碳鋼管計算式為： 式中，D：最經(jīng)濟管徑，mm G：流量，kg/s ：密度，kg/m3(1)聚合工藝管道計算已知每套裝置每批的投料量為： 物 料 質(zhì) 量 相對密度 氯乙烯 無離子水 1 聚乙烯醇 過氧化二碳酸二異丙酯 加熱水 105kg 冷卻水 105kg (2)氯乙烯輸料管的計算與選型輸料時間： h質(zhì)量流量：ms=體積流量：Vs=（1000）=查《化工原理》[9]上冊表11取u= m/s，由Vs= uπD2/4得 D =……………………………………………………………….() =查《化工容器及設備簡明設計手冊》:選ф1403 mm的冷軋無縫鋼管實際流速 u=4Vs/πD2=4()=根據(jù)計算結(jié)果，可選用型號為：3臺80Y—60的輸送泵并聯(lián)。(3)無離子水輸料管的計算與選型輸料時間： h質(zhì)量流量：ms=體積流量：Vs=查《化工原理》上冊表11取u=，由Vs=uπD2/4得 D =（4 Vs /u/π）=查《化工容器及設備簡明設計手冊》:選ф1805mm熱軋無縫鋼管實際流速 u=4Vs/πD2=4()= m/s根據(jù)計算結(jié)果，可選用型號為：IS150—125—250的輸送泵。(4)助劑輸料總管的計算與選型輸料時間： h質(zhì)量流量：ms=體積流量：Vs=查《化工原理》上冊表11,取u=，由Vs=uπD2/4得D =（4 Vs /u/π）=查《化工容器及設備簡明設計手冊》:選ф1405mm的熱軋無縫鋼管實際流速 u=4Vs/πD2=4()= m/s根據(jù)計算結(jié)果，可選用型號為：3臺80Y—60B的輸送泵并聯(lián)。(5)出料管的計算與選型輸料時間：質(zhì)量流量：ms=體積流量：Vs=查《化工原理》上冊表11取u= m/s，由Vs= uπD2/4 D =（4 Vs /u/π）=查《化工容器及設備簡明設計手冊》:選ф95實際流速 u=4Vs/πD2=4 /( 2)=(6)熱水輸料管的計算與選型輸料時間：質(zhì)量流量：ms=105/3/=體積流量：Vs=查《化工原理》上冊表11取u=，由Vs= uπD2/4得 D =（4 Vs /u/π）=查《化工容器及設備簡明設計手冊》:選ф121實際流速 u=4Vs/πD2=4( 2)=根據(jù)計算結(jié)果，可選用型號為：IS100—80—125的輸送泵(7)冷卻水輸料管的計算與選型輸料時間：質(zhì)量流量：ms=105/3/=105kg/h體積流量：Vs=105/999=查《化工原理》上冊表11取u=，由Vs= uπD2/4得 D =（4 Vs /u/π）=查《化工容器及設備簡明設計手冊》:選ф1144mm的熱軋無縫鋼管實際流速 u=4Vs/πD2=4( 2)=根據(jù)計算結(jié)果，可選用型號為：IS100—80—125的輸送泵 管道型號匯總表（G816387）