【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于萬字。合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒。以及現(xiàn)代及未來的發(fā)展趨勢為線索進行展開。出最優(yōu)選擇，配件包括聚合釜、干燥器、管頭以及泵等。計算與實際情況綜合考。對干燥部分所需的空氣流量等進行了計算。

　　

【正文】 34609/=（ m3） 助劑的體積： V 助劑 =m 助劑 /ρ 助劑 =11730/1090=（ m3） 反應(yīng)物料的總體積為： V 總 =V 水 +VVC+V 助劑 =++=(m3) 因此，所需聚合釜的聚合釜的投料系數(shù)設(shè)為 ， ,則選取聚合釜的容積至 24 少為 247。=(m3) 查閱資料我們可知，不同反應(yīng)釜的傳熱 系數(shù)具有差異，具體見下表： 表 7 不同聚合釜性能比較 釜型 F/(m2) K/ ［ kcal/（㎡ h℃ ）］ KF（㎡ /? ） F/V KF/V 7m3 搪瓷釜 200 3500 500 14m3 搪瓷釜 26 360 9360 670 合不銹鋼釜 200～ 300 6900～ 10350 510～ 770 33m3 復(fù)合不銹鋼釜 67 500～ 550 3350～ 36800 2 100～ 11000 80m3 釜 107 480 520xx 650 其中 KF/V 的值代表反應(yīng)釜的傳熱性能，由表可知， 33m3 反應(yīng)釜的傳熱性能較其他類型優(yōu)異，因此決定一般選用此類型的反應(yīng)釜作為本次設(shè)計的反應(yīng)釜。 設(shè)投料系數(shù)為 ，則反應(yīng)所需總體積為 因此需要的反應(yīng)釜個數(shù)為 n=，取反應(yīng)釜個數(shù)為 24 個。 （ 1）傳熱系數(shù) K 的計算 傳熱系數(shù)與熱阻之間為反比例關(guān)系，總熱阻即為傳熱系數(shù)的倒數(shù) [12]，且與分熱阻有如下關(guān)系： ???? ???? 21111K 式中 α1 表示 釜內(nèi)壁液膜給熱，單位（ W/m2?K）； α2 表示釜外壁液膜給熱，單位（ W/m2?K）； ??? —釜壁團體導(dǎo)熱部分的熱阻，其中厚度由 δ 表示，熱導(dǎo)率由 λ 表示，釜壁是由碳鋼、不銹鋼、搪瓷、粘釜物、水垢等幾個部分組成。 25 影響 α1 的主要反應(yīng)釜內(nèi)物料自身的性質(zhì)以及攪拌時所施加的強度。通常來講，隨著攪拌輕度的增加，反應(yīng)釜內(nèi)壁的液膜厚度也會越小，因此熱阻也會相應(yīng)減小，液膜給熱則會增大 [13]。 在 PVC 的生產(chǎn)過程中，反應(yīng)釜內(nèi)為單體、聚合、水以及助劑的共存體系。在反應(yīng)初期，由 可知，反應(yīng)的水油比設(shè)為 ，隨著反應(yīng)的進行，單體的含量逐漸減少，而 PVC 樹脂的含量不斷增加，由于樹脂的疏松表面會吸附部分水，因此水分的比重較初期而言會明顯降低， α1 也會降低，最終可能會達 1163 W/m2?K，從攪拌電流的增加也可以看出此項特點。 根據(jù)《聚氯乙烯工藝學(xué)》并且結(jié)合本次設(shè)計的實際情況，選?。? )(1745 21 KmW ??? 聚合反應(yīng)會產(chǎn)生大量的熱，若不能及時將多余的熱量帶走，便會對設(shè)備產(chǎn)生損害，影響產(chǎn)品質(zhì)量，若持續(xù)升溫甚至?xí)l(fā)生爆炸造成人員傷亡，這就要求聚合釜擁有良好 的散熱性能。目前反應(yīng)釜的散熱系數(shù)一般處于： )(5 8 2 0~5 8 2 2 KmW ? 散熱性能較好的反應(yīng)釜的外壁給熱系數(shù)則能達到： )(3 4 8 9~2 3 2 6 2 KmW ? 經(jīng)查閱相關(guān)文獻與實際所得數(shù)據(jù)相結(jié)合，選取： )(3 4 8 9 22 KmW ??? 不繡鋼熱阻、粘釜物（ PVC）熱阻及水垢熱阻為釜壁熱阻主要組成部分。 表 8 不同物質(zhì)熱導(dǎo)率與厚度關(guān)系表 查閱《聚氯乙烯工藝學(xué)》、《化工原理》可得如下物性數(shù)據(jù)： 釜壁 (材料為不銹鋼 )熱阻 11?? ，代入數(shù)據(jù)得到： 物質(zhì) 不銹鋼 粘 釜物 水垢 熱導(dǎo)率 λW/（ m2?K） 17 厚度 δ（ mm） 3 26 )( 24511 KmW ?????? ???? 粘釜物（ PVC）熱阻22?? ，代入數(shù)據(jù)得到： )( 24322 KmW ?????? ???? 水垢（ CaCO3）熱阻33?? ，代入數(shù)據(jù)可得到： )( 24333 KmW ?????? ???? 釜壁的總熱阻332211 ???????? ???? ，代入數(shù)據(jù)得到： )(24444332211KmW ????????????????? ???????? 已知 ???? ????21111K ，代入 α α2 以及 ??? ，可求出 K 值： )(1 8 3 9 6 0 0)(5 1 1 22 KmJKmWK ???? 選泵相關(guān)數(shù)據(jù) 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 物料輸 送： VC 輸送溫度： 25℃ 輸送條件（ 25℃ ）下的物性數(shù)據(jù)如下： 物質(zhì) Mi 蒸汽壓（ MPa） 密度（ kg/m3） 動力粘度（ Pa?S） VC 2104 貯罐液面壓力： ；聚合釜液面壓力 MPa 27 流量： 14mh3 泵的中心與液體入口高度之差 ： 泵的中心與液體出口高度之差 ： 吸入管相關(guān)數(shù)據(jù)見表 9； 表 9 吸入管 相關(guān)數(shù)據(jù)表 管長 管徑 閘閥 止回閥 三通 900彎頭 20m ?25? 1 個 1 個 2 個 5 個 排出管 相關(guān)數(shù)據(jù)見表 10； 表 10 排出管 相關(guān)數(shù)據(jù)表 管長 管徑 閘閥 止回閥 換熱器 出口變徑 三通 900彎頭 120m ?98?3mm 5 個 1 個 2 個 1 個 2 個 10 個 流量與揚程的計算 流量的計算： 假設(shè)安全系數(shù)為 ，則可計算出流量為： hmQ ??? 揚程 的計算： 以 泵中心線為基準(zhǔn)， 用 柏努利方式 表示 貯罐液面 與聚合釜液面之間 關(guān)系 ： H Z Z u ug p pg H f? ? ? ? ? ? ? ?2 1 12 22 2 12 ? 其中： ? ? ???出入 fff HHH gdlH rf 2)(2???? ???入 sm7 3 8 6 0 0 144 2 ??? ??入? 28 4 0 0 4 3 5 4 6 6 8 4 ??? ???R , 故，聚合釜內(nèi)的液體為湍流。 查 閱 《化工原理》上冊 P45 表 11? ，取 ? ? ，則?d ? 003.； 查閱 P46 圖 131 得： ?＝ ； 查 閱 P53 表 13 得：三通： ?＝ ；閘閥全開： ?＝ ；止回閥全開： ?＝2 ； ?入＝ ； 900彎頭 ： ?＝ ?5＝ 代入數(shù)據(jù)計算得： 則： mHf 2 ????????? ??????? 入 ? ? ??? 換出管出 fff HHH gdlH rf 22???? ? ?????? ??出管 6 0 0 144 2 ??? ??出? 4 0 0 4 3 5 4 6 6 8 4 ??? ???R 故為湍流 查《化工原理》上冊 P45 表 11： 取 ?＝ ，則?d ? 003.57； 再查 P46 圖 13 得： ?＝ ； 查 P53 表 13 得： 三通： ?＝ ?2＝ ；閘閥 1/2 開： ?＝ ?5＝ ；止回閥全開： ?＝ 2；900彎頭 ： ?＝ ?10＝ ； ?出 ＝ mH f 4 3 2 00 2 2 ????????? ???????? 出管 液柱 29 根據(jù) 《化工原理》上冊 P240，換熱器的壓降范圍在 ～ ， 根據(jù)實際需要，取值 50 KPa，選擇四臺，總壓降為 200 KPa。 mH f 10100 3 ????? 換 液柱 mmmHHH fff ?????? ? ? 換出管出 m? ? ? ? ?? ? ?( . . ) ( . . ). . .6 5 4 5 0 45 0 02 10669 9 81 19 675 87 26液柱 i 代入相應(yīng)數(shù)據(jù)得： mH g 8 6 9 10)0 1 4 ( 6 ????? ??? 故設(shè)計時，應(yīng)將 泵 的裝置設(shè)備放置 在貯罐液面下 。 選泵 然后，按照計算得結(jié)果、所輸送流體的流量以及揚程等數(shù)據(jù)，然后 查《化工工藝設(shè)計手冊》上冊 P798 表 711，認(rèn)為 65Y1002A 型油泵 為最優(yōu)選擇 [15]。 此型號的油泵 有關(guān)性能如下： 表 11 65Y1002A 型 油泵性能表 流量 揚程 轉(zhuǎn)數(shù) 效率 許氣蝕 余量 葉輪 直徑 葉輪出口寬度 泵重 23mh3 75m 2950r/min 41％ 270mm 280kg 電機 的選擇 配套電機功率 40KW；軸功率： 。 30 第三章 總結(jié) 本文根據(jù)實際生產(chǎn)情況，對所需設(shè)備進行了計算與選型。本次設(shè)計采取間歇式操作，根據(jù)物料守恒原則計算出了每種物料一次所需的用量，根據(jù)能量守恒則算出了過程能量損耗，綜合兩者對設(shè)備進行了選型，最終選取了 24 個 33m3的聚 合釜，輸送泵采用 65Y100 2A 型， 電機功率 40KW，放置在貯罐液面下 ,軸功率： 。 31 參考文獻 [1] 川島義 一， 張弘 .聚氯乙烯類熱塑行彈性體 [J]， 橡膠參考資料 ， 1986， ，： 1119. [2] 楊惠娣 .我國聚氯乙烯行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 [J],塑料助劑 ,20xx， ， ：16. [3] 劉嶺梅 ,中國 PVC 發(fā)展存在幾個瓶頸 [J],聚合物和塑料， 20xx,， ：1219. [4] 汪麗，宋軍 .影響聚氯乙烯質(zhì)量的因 素研究 [J],國外油田工程， 20xx， ，： 710. [5] 張亨 .PVC 纖維及其應(yīng)用 [J],中國氯堿 ,20xx， ， ： 2324. [6] 張強，劉穎 .懸浮法 PVC 的生產(chǎn)與發(fā)展 [J]， 聚氯乙烯， 20xx,， ：2634. [7] 李建軍 .PVC 聚合釜溫度控制方法 [J],山西化工， 20xx,， ： 16. [8] 王軍營，趙旭 .試論氯乙烯聚合粘釜的形成及防范技術(shù)措施，中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量， 20xx， ， ： 16. [9] 鄭洽馀 ,魯鐘 琪 .流體力學(xué) [Z]， 機械工業(yè)出版社， 1980， 16. [10] 梁錫偉 ， 劉立成 .電石法 PVC生產(chǎn)原料現(xiàn)狀及前景預(yù)測 [J]，聚氯乙烯， 20xx，. [11] Mecham, ,Shobha,etc. ACS Polymer Preprints[J],20xx， ， No. 02： 247. [12] 魏崇光 .化工工程制圖 [Z]， 化學(xué)工業(yè)出版社， 1994， 5587. [13] 潘永亮，劉玉良 .化工設(shè)備機械設(shè)計基礎(chǔ) [Z]， 科學(xué)出版社， 20xx,199200. [14] 賀匡國 .化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊 [Z]，化學(xué)工業(yè)出版社， 1995， 688. [15] 靳士蘭，巨勇智 .化工設(shè)備機械基礎(chǔ) [Z]，吉林出版社， 20xx， 138236. 32 致 謝 經(jīng)過幾個月的努力，畢業(yè)設(shè)計終于按時完成。首先在本次設(shè)計的過程中，非常感謝田老師、陽老師在百忙之中對我的指導(dǎo)。從選題到答辯，其中的每一步都包含著他們的心血，可以說，是他們過硬的專業(yè)知識以及不厭其煩的指點讓我能夠為大學(xué)畫上一個圓滿的句號。然后感謝我的父母，感謝他們對我生活上的關(guān)心以及經(jīng)濟上的支持，在我失意時給我鼓勵 ，在我驕傲?xí)r給我警醒。最后，感謝粉體一班的各位同學(xué)，四年來的朝夕相處，有歡笑，有淚水，但每一種都是彌足珍貴的回憶。 四年來，我學(xué)到了很多，也成長了許多，但每個人都不能作為一個獨立的個體而存在，再次對這些年給予我?guī)椭c關(guān)心的人道聲“謝謝”，我會繼續(xù)努力！ 王海云 20xx 年 05 月于 合肥學(xué)院 33 附 錄 1. PVC 干燥工藝 圖 :一 張（ A3） 2. PVC 聚合工藝流 程圖 :一 張（ A3） 3. 空氣加熱 器 :一 張（ A3） 4. 聚合 釜 :一張（ A3）