【正文】 (179。 103179。 179。 ()179。 103ps 則 ut =(179。 103 μ — 51℃轉(zhuǎn)化率 80%時(shí)， 179。 179。 105) (P117 式 5— 45) 式中 P— 功率 γ g— 液體比重 N— 攪拌器轉(zhuǎn)速 D— 葉輪直徑 吉林化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 25 mN— 葉輪層數(shù)，（注：用當(dāng)量層數(shù)）由 得： n= 則 P=179。 106 再查圖 15— 12得 NQ仍為 所以假設(shè)成立 即 N= NRE=179。 956/179。 )= 再參 [10]由 P110 式（ 5— 1） NRE=D2Nγ g/μ =179。 2 =再求攪拌器的轉(zhuǎn)速 N，可運(yùn)用參 [10]P122 圖 5— 12 泵送準(zhǔn)數(shù)和雷諾系數(shù)的函數(shù)關(guān)系。參閱《聚合過(guò)程及設(shè)備》 P130 表 5—5,對(duì)于聚合過(guò)程來(lái)講，懸浮體系的均勻程度愈高愈好，選 9～ 10級(jí)攪拌， 9 級(jí)攪拌的總體流速 u=— 釜的截面積 Q=uAs=179。具體參數(shù)如表 28示 ： 表 28 直徑 D(mm) 高 H(mm) 厚 б (mm) 重量（ kg） 1100 120 14 5 攪拌轉(zhuǎn)速的確定及功率的計(jì)算 攪拌的目的是為了提高傳熱和傳質(zhì)效率，并使物料混合均勻。 2 葉輪的安裝方式 參閱《化機(jī)基礎(chǔ)》 P189, 攪拌軸直徑達(dá)于 50mm 時(shí)， 用螺栓對(duì)夾外，再用穿軸螺栓或圓柱銷固定在軸上。斜槳。參閱《化機(jī)基礎(chǔ)》 P189 三層 安裝方法： 上槳距液面距離取 槳 =179。攪拌器過(guò)于接近液面，會(huì)因?yàn)橐好嫦孪?，而使葉輪外露。 = 圓整取葉輪間距為 《攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)》 P29, 攪拌器在圓槽中心直立安裝時(shí)，最下層葉輪離槽底面高度一般為葉輪直徑的 1～ 倍，若取為一倍葉輪直徑，最低層葉輪距釜底距離為 1179。故取此葉輪間距 為 倍的葉輪直徑。 )/= 1 葉輪間距 葉輪之間的距離為 ～ 倍的葉輪直徑，如果葉輪相距太遠(yuǎn)，則在多葉輪的作用場(chǎng)之間，可能形成未受攪拌的區(qū)域。 )/= 熱攪時(shí) 轉(zhuǎn)化率 80% n=(179。 = 圓整取 D=1100 ㎜ 葉輪的個(gè)數(shù) 參閱《液體攪拌》 P26 因?yàn)? : H/D0=E/Di= 所以 : 必須用多個(gè)葉輪。 3= 設(shè)內(nèi)冷管傳熱面積為 A: A=π dL d=LAπ= 54?π= 圓整后內(nèi)冷管取 d=125 ㎜的 1Cr18Ni9Ti 管 表 26 公稱 直 徑（㎜） 外徑（㎜） 壁厚（㎜） 理論重量㎏ /m 125 133 4 實(shí)際傳熱面積及校核 實(shí)際傳熱面積： A =A 夾 +A 內(nèi) =+夾管kk 179。 由于內(nèi)冷管所需的傳熱系數(shù)不同，傳遞同樣的熱量所需的傳熱面積也不同 夾套傳熱面積為 ㎡，需要傳熱面積為 ㎡ 李康松： 30 立方米聚合釜的設(shè)計(jì) 22 ∴不足的傳熱面積為 = ㎡ 則內(nèi)冷管的傳熱面積為： A 管 =管夾kk A= 21002940 = ㎡ 內(nèi)冷管取 3 組總長(zhǎng) :L=179。 179。 R=(25560+17985240/11)2= Q 峰 =K178。 η 聚 由表 2— 2 Qvc 純 = 由原始數(shù)據(jù)聚合率 η 聚 =90﹪ 則 m 總 =179。 105/（ 80） = 冷卻水用量 （聚合時(shí)間為 11 小時(shí)） 冷卻時(shí)，水垢及粘釜物厚度很薄 ?VC= mm,?水 ?????mm,所以放出的熱量不計(jì)，因而，可以認(rèn)為需要冷卻的熱量，是聚合反應(yīng)放出的熱量 Q 聚 及攪拌器攪拌放出的熱量 Q 攪 。 105kJ 3 所需傳熱面積 水 T1=90℃ T2=80℃ 物料 t2=51℃ t1=20℃ △ t1=T1t2=9051=39℃ , △ t2=T2t1=8020=60℃ △ tm=（△ t1△ t2） /ln（△ t1/△ t2） =（ 3960） /ln（ 39/60） =℃ 則所需傳熱面積 A1=（ Q 釜 +Qvc+Q 水 ） /（ K△ tm） =（ 105+105+179。 7850= 977 9 864 34 113 4m m m k g? ? ? ? ?釜 不 釜 釜 鋼 所以釜體吸收的熱量為： ppQ m C t m C t? ? ? ?? ? ? ? ?釜 釜 鋼 鋼 釜 不 不5（ 7 9 0 1 . 2 6 0 . 4 6 2 + 1 1 3 5 . 9 4 0 . 5 0 4 ) 3 1 = 1 . 3 5 1 0 Q 總 =Q 釜 +QVC+Q 水 =105+105+179。 (7850+7900)= m 釜鋼 =179。 105kJ VC 單 體吸收的熱量 Qvc=mvc 179。 △（ Cpt） =m 水 （ Cp2t2Cp1t1） 吉林化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 19 m 水 ——— 物料中含水量 kg t2, t1——進(jìn)口水溫度 Cp2, Cp1———水的比熱 kcal/kg℃ 由表 2— 2 得 m 水 =15630kg, 進(jìn)料溫 t1=20℃ , 反應(yīng)溫度 t2=51℃ 則有 Q 水 =15630179。 ) = f—筒體橫截面面積（㎡） Di—筒體內(nèi)直徑（ m） η — 裝料系數(shù) 可見(jiàn)，應(yīng)取 H 夾≥ 所以 H 夾 =Z+=+= 熱量衡算 首先〈〈化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)〉〉第二冊(cè) P16— 86， P16— 72，得出關(guān)于水的性質(zhì)的下列數(shù)據(jù)： 表 2— 2 查 P16— 200， P16— 215 得以下數(shù)據(jù)： 表 2— 3 溫 ?度 ??? 密 ??度 ?r?(kg/㎡ )?粘 ?度 μ (cp） ?導(dǎo)熱系數(shù) λ (kJ/mKg℃ ) 比 熱 Cp（ kJ//kg ℃ ） 溫 度 （℃） 粘 度 μ （ cp=103PaS） 比 重 r（ kg/ 3m ） 比 熱 Cp (kJ/kg℃ ) 20 28 32 51 80 90 李康松： 30 立方米聚合釜的設(shè)計(jì) 18 氯 ?? 烯 VC????????? ????? ?????? ??????????聚乙烯PVC ??????? ??????? ??????? ??????查《化工原理》上冊(cè)，得鋼及不銹鋼的重要物性如下： ?表 ????fu 密度 ??r (kg/㎡ ) 導(dǎo) 熱 系 λ （ J/mh℃） 比熱 Cp（ kJ/kg℃ ） ????? ?????? ???????????? ?????? ?????? 熱水量的計(jì)算 ??（加熱時(shí)間為 t=1 小時(shí)） 如圖 2— 2 所示，查《化工原理》（天津大學(xué)出版）上冊(cè) P4 公式 22 得加熱時(shí)所需總熱量本 Q 總 為： Q 總 =Qvc+ Q 水 +Q 釜 +Q 損 =KA1△ tm K ———釜體傳熱系數(shù) A1———釜體傳熱面積 △ tm———溫差 因?yàn)閾p失熱量少，所以略去 Q 損 。 η V 封 ） /f=(V 總 178。50+44 50=5950㎜ 釜體內(nèi)總體積 吉林化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 17 22322 42 .8 4 .5 22 3 .1 8 3 4 .1 84iDHV V V Vm????? ? ? ???? ? ? ?總 封 筒 封 根據(jù)〈〈攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)〉〉 P96，為保正充分傳熱，夾套高度一般比液 器內(nèi) 面高出50～ 100 ㎜，取 。 Di2/4+V 封 Z=(VgV 封頭 ) 4/（ ????Di2） +h1+h2=()4/(???????????????????????m 釜體總高度 H 總 =2h1+2h2+H=2179。 2 夾套高度的確定 夾夾總圖 2— 2 如圖 2— 2， 液層深度為 Z 則 Vg=（ Z h1h2） 我們選擇不可拆卸式，即整體式夾套，并采用焊接連接。傳熱夾套和反應(yīng)器器身的連接有兩種方式，即不可拆卸式和可拆卸式。增加功率消耗。 夾套的選擇 其加熱及散熱有多種方式，例 如。 ????179。 1 選擇標(biāo)準(zhǔn)的橢圓形封頭的規(guī)格 根據(jù)《化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P268— 2橢圓形封頭標(biāo)準(zhǔn)（ JB1154— 82）得橢圓形封頭如圖 2— 1所示： 圖 21 查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》第三冊(cè) P232 附表 1— 2 有： V 封 = ㎡， F 封 = ㎡， h1=700 ㎜ , Dg=2800 ㎜ , h2=50 ㎜ 所以 Vg=2V 封 + V 筒體 =2179。 480 = 反應(yīng)所得數(shù)據(jù)列入下表： 表 21 VC 量 t 純 VC 量 t 純水量 t VC 聚合量 t 引發(fā)劑量 得到 PVC 量 t 吉林化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 15 t 發(fā)散劑量 t 單釜年產(chǎn)量 t 釜體工藝尺寸的確定 參考〈〈化機(jī)基礎(chǔ)〉〉 P178 對(duì)一般反應(yīng)釜（汽液相物料） H/Di=1~2。 98﹪ = 一年單釜共反應(yīng)的次數(shù)： 輔助時(shí)間聚合時(shí)間加熱時(shí)間 全年工作時(shí)間反應(yīng)一釜所用總時(shí)間 全年工作時(shí)間 ????N 7200 4801 1 1 3???? 次 所以單釜年產(chǎn)量 =一次聚合量 179。 90﹪ = 得到的 PVC 量 為： M=M 聚 178。 ﹪ = 聚合量 為： M 聚 =M 純 vc ==16Kg 純 VC 量 為： M 純 vc=Mvc = 熱負(fù)荷系數(shù)： R=2 熱水進(jìn)口溫度： 90℃ 熱水的出口溫度： 80℃ 進(jìn)料溫度： 20℃ 冷卻水進(jìn)口溫度 28℃ 冷卻水 出口溫度 32℃ 聚合熱 水垢及釜物厚度 δ vc= ㎜ δ 水 = ㎜ PVC 平均粒度 ㎜ 攪拌熱 Q 攪 =20﹪ N 攪拌熱 N 攪拌軸 =N 攪拌功率 粘度 按具體計(jì)算條件而定 傳熱系數(shù) K 夾 =2100KJ/㎡ .h K 管 =2940KJ/㎡ h℃ , 加熱時(shí)間 1 小時(shí) 安全閥開(kāi)啟壓力 夾套壓力 放料時(shí)間 半 小時(shí) 加料時(shí)間 20 分鐘 已知參數(shù) ： 懸浮夜重度： 冷攪（ 20℃） r=956kg/ 3m μ =(* 410? ) 51℃轉(zhuǎn)化率 80% r=1088 kg/ 3m μ = 51℃轉(zhuǎn)化率 90%