【正文】 經(jīng)旋風(fēng)除塵器捕集至滾筒篩和振動(dòng)篩過篩,進(jìn)行成品包裝。再通過料柱控制閥加入流化床干燥器,物料由第一室向最后一室逐漸推移。為此在干燥過程中采用二級(jí)裝置,第一級(jí)作為表面水分氣可以利用氣流的瞬時(shí)干燥:即快速干燥設(shè)備氣流干燥管，這時(shí)干燥強(qiáng)度取決于引入的熱量,通過加大風(fēng)量和溫度，使較高的濕含量能迅速的降低到臨界濕含量的附；第二級(jí)作為內(nèi)部水分?jǐn)U散，以降低風(fēng)速和延長時(shí)間為宜：即采用流化干燥器，使?jié)窈窟_(dá)到最終干燥的要求。F13無縫鋼管12014支承板1Q235—A20R16MnR6 干燥裝置的設(shè)計(jì) 干燥流程的確定PVC樹脂是一種熱敏性的,粘性小的,多孔性的粉末狀物料,其干燥過程可以看作是一種非結(jié)合水的干燥。F9GB 95—85墊圈201100HV10GB 41—86螺母M2024級(jí)11吊鉤1Q235—A結(jié)構(gòu)明細(xì)表如下：表23 人孔結(jié)構(gòu)明細(xì)表件號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)名 稱數(shù) 量材 料類 別 代 號(hào)ⅢⅤⅧ1筒節(jié)1Q235—A20R16MnR2HGJ 46—48—91法蘭120（鍛件）16Mn（鍛件）3HGJ 69—91HGJ 70—91HGJ 71—91墊片1石棉橡膠墊片柔性石墨復(fù)合墊聚四氟乙烯包覆墊4HGJ 61—63—91法蘭蓋1Q235—A20R16MnR5HGJ 75—91螺柱20356HGJ 75—91螺母40257吊環(huán)1Q235—A選用公稱壓力為PN=（HG 21523—95），人孔公稱直徑選定為DN=500mm。F 的懸掛式支座。反應(yīng)過程中需要密封，以防空氣進(jìn)入，所以要選擇封閉式的搪玻璃反應(yīng)釜(HG 2372—92)。經(jīng)計(jì)算，且參考《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)》，可選擇32000 L的聚合反應(yīng)釜。KΔtm的計(jì)算已知釜內(nèi)溫度T=60℃，夾套內(nèi)冷水由t1=0℃升至t2=4℃ Δtm= [ (t1－T) ( t2－T ) ]/ ln[(t1－T)/ ( t2－T ) ] = [（600）（604）]/ ln[（600）/（604）] =℃面積的計(jì)算由能量衡算知，106KJ，降溫時(shí)間為1h，則單位時(shí)間內(nèi)通過傳熱面的熱量為 Q=106/（13600） =544444J/s 又 Q=KAΔtm 其中 A——傳熱面積，m2 A=Q/（K/181。/181。/181。/181。)= ReS=ρnd2/181。m3Cp=103 J/λ= W/μ=. SD= md= mN=120/60=2 r/sV封= m3Z=h封+(VRi—V封)/(D178。w)(d/D)(Z/T) ReS=ρnd2/181。 攪拌功率關(guān)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(xiàn)[8]得Np= 已知 ρ=103 Kg/m3 n=120/min d=650 mm Ps=Npρn3d5 =103(120/60) 3 = 可選用功率為6KW的電動(dòng)機(jī) 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/αi+1/α0+∑δ/λ其中K——總傳熱系數(shù) αi、α0——釜壁內(nèi)側(cè)、外側(cè)對(duì)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(yīng)的熱導(dǎo)率傳熱系數(shù)的計(jì)算 釜側(cè)的給熱系數(shù)[18] 式中αiD/λ= (ReS) (Pr) (181。 確定攪拌轉(zhuǎn)速 n=120r/min 計(jì)算攪拌功率攪拌液體時(shí)，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。 校核水壓實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度：≤式中PT==137/137=Se=SnC=71=6mm查得：σs=210MPa則 σt=（2850+6）/（26）==210= MPa由 σt＜所以水壓實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度足夠。復(fù)驗(yàn)Sn6%=7=＞，故最后取C1=。 校核水壓實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度：≤式中PT==137/137=Se=SnC==11mm查[8]得：σs=345MPa則 σt=（2650+11）/2/11==345= MPa由 σt＜所以水壓實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度足夠。因?yàn)閮?nèi)壓要比外壓大，所以按強(qiáng)度計(jì)算內(nèi)筒的壁厚一定能滿足外壓穩(wěn)定的要求。復(fù)驗(yàn)，Sn6%=12= mm＞，故最后取C1= mm。 取nT=10 VTi= 取聚合釜VN=32 m3 取D=2650mm，則直邊高H=5000mm 每一米圓筒容積Vt=32/5= 釜體實(shí)際高度H1=H+2D/4 =5+2 聚合釜壁厚的計(jì)算： 計(jì)算厚度：由公式[15]S=得：式中：Pc—計(jì)算壓力，取Pc=；Di=2650mm；ф=；設(shè)計(jì)溫度為150℃查[8]得16MnR在150℃的[σ]t=170MPaS=2650/（2170 ）=取腐蝕余量C2=，鋼板厚度負(fù)偏差C1=，則 Sn=S+C1+C2=++=圓整后取Sn=12mm。d1 根據(jù)年產(chǎn)量確定每批進(jìn)料量：W= 選擇反應(yīng)器裝料系數(shù) φ=VR/VT[7] （） VR——反應(yīng)液體積，m3 VT——反應(yīng)器實(shí)際體積，m3 計(jì)算反應(yīng)器體積： 氯乙烯密度[12]ρ1=103kg/ m3 過氧化二碳酸二異丙酯密度[12]ρ2=103kg/ m3 聚乙烯醇密度[12]ρ3=103kg/ m3 水密度[12]ρ4=103kg/ m3 算得ρm=103kg/ m3 ρm——反應(yīng)液混合密度，kg水CP=m=107/39 =105kg 冷卻水的用量： 根據(jù)式: Q= mCPΔT 得 m=Q/ CPΔT冷卻水進(jìn)口溫度為29℃,出口溫度為26℃。 回流冷凝器熱負(fù)荷的考慮由于反應(yīng)中嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度恒定，冷凝器中的回流量極少，所以對(duì)冷凝器熱負(fù)荷不予考慮。K則IPP的比熱為：C1=（4+2++2+2）/= KJ/(Kg.℃)經(jīng)查有關(guān)資料知： 氯乙烯的比熱為：C3=(Kg.℃)水的比熱為：C4= KJ/(Kg.℃)聚乙烯醇比熱為：C5= KJ/(Kg.℃)聚氯乙烯的比熱為：C6= KJ/(Kg.℃)表20 物料比熱表（KJ/(Kg.℃)）物料種類比熱KJ/(Kg.℃)IPP氯乙烯水聚乙烯醇聚氯乙烯氯乙烯的聚合熱為： 混合熱和攪拌熱的考慮 由于溶質(zhì)的量很少，混合熱可忽略不計(jì)。(7)物料平衡表表18 聚合工序物料平衡表 單位：kg/p物流號(hào)氯乙烯單體H2O引發(fā)劑聚乙烯醇聚合物合計(jì)M1M2M3物流號(hào)氯乙烯單體H2O引發(fā)劑聚乙烯醇聚合物合計(jì)M4M5M6M7M8M9M10M11 熱量衡算：計(jì)算方法 設(shè)定[4]QT——設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)物料與外界交換熱量之和(傳入熱量為正，傳出熱量為負(fù)），KJ；Q1——由于物料溫度變化，系統(tǒng)與外界交換的熱量（升溫為正，降溫為負(fù)），KJ；Q2——由于物料發(fā)生各種變化，系統(tǒng)與外界的交換的熱量（吸熱為正，放熱為負(fù)），KJ；Q3——由于設(shè)備溫度改變，系統(tǒng)與外界交換的熱量（設(shè)備升溫為正，設(shè)備降溫為負(fù)），KJ；Q4——設(shè)備向外界環(huán)境散失的熱量（操作溫度高于環(huán)境溫度為正，操作溫度低于環(huán)境溫度為負(fù)），KJ。（6）對(duì)整個(gè)聚合工序做全物料衡算，進(jìn)行校核。（3）V102沉析槽物料衡算：M6（未聚合氯乙烯）=12%= kg/批M7（聚氯乙烯溶液）：水=聚氯乙烯=聚乙烯醇（分散劑）不發(fā)生反應(yīng)= 過氧化二碳酸二異丙酯=水相溶解的氯乙烯單體及聚氯乙烯溶液中溶解的氯乙烯單體（反應(yīng)單體的5%）=5%= kg/批合計(jì)：M7=++++=M5=M6+M7= +=M5=M6+M7所以可知，對(duì)V102的衡算是正確的（4）T101汽提塔物料衡算：M8（殘留單體）=M9（料漿）：聚氯乙烯=水=聚乙烯醇（分散劑）=過氧化二碳酸二異丙酯=合計(jì)=+++=M8+M9=+=說明物料衡算是正確的。 過氧化二碳酸二異丙酯（引發(fā)劑）不發(fā)生反應(yīng)。100=M4（過氧化二碳酸二異丙酯）=247。20= 順流程逐個(gè)設(shè)備展開計(jì)算：（1）V101助劑貯槽物料衡算： M1 (原料氯乙烯)=10= kg/批 M2（無離子水）=140247?！妫?）冷卻劑從冷凝器帶出的熱量：（6）塔底產(chǎn)品從冷凝器帶出的熱量：（7）再沸器（全塔范圍列橫算式）設(shè)再沸器損失能量： （8）高沸塔熱量衡算表表 17 高沸塔熱量衡算表傳入熱量傳出熱量物料帶入的熱量冷凝器帶走的熱量塔頂餾出液帶出的熱量塔底殘液帶出的熱量再沸器傳入熱量再沸器損失能量合計(jì) 高沸塔冷凝器鹽水冷卻水消耗情況進(jìn)口溫度：37℃； 出口溫度：12℃；查表得40%鹽水的比熱容：C鹽水= kJ/(kg℃) 高沸塔再沸器循環(huán)水消耗熱水由轉(zhuǎn)化器循環(huán)水進(jìn)入加熱水進(jìn)口溫度：99℃； 出口溫度：65℃；查得：99℃時(shí)：CH2O= kJ/(kg℃) 75℃時(shí) CH2O= kJ/(kg℃)取 CH2O=(kg℃) 聚合釜物料衡算： 物料平衡示意圖[4 M1 R101 M5 V102 M7 T101V101 M6 M9 R102 V103 M2 M4 M3 M11 M10 E101 M12 M13M1—氯乙烯單體；M2—無離子水；M3—聚乙烯醇；M4—過氧化二碳酸二異丙酯（IPP）；M5—樹脂懸浮液； M6—未聚合氯乙烯；M7—聚氯乙烯溶液；M8—?dú)埩魡误w；M9—料漿；M10—離心后的聚氯乙烯溶液；M11—水及剩余助劑；M12—水；M13—聚氯乙烯樹脂；R101—聚合釜；R102—氯乙烯單體氣柜；V101—助劑貯槽；V102—沉析槽； V103—旋風(fēng)分離器；E101—干燥器；T101—汽提塔； 生產(chǎn)過程發(fā)生的化學(xué)變化及方程式：在R101中引發(fā)劑引發(fā)單體進(jìn)行核聚合，其反應(yīng)方程式如下： CH2=CH + CH2=CH [ CH2 CH ]n ︱ ︱ ︱ Cl Cl Cl 本設(shè)計(jì)生產(chǎn)裝置年產(chǎn)量50000噸，年開工300天，每天生