【正文】 K) ，Cp,H2O= kJ/(kgCPL1= L1 L1= kJ/h ，L1= kg絕干氣/ h公式L1= ω/(H2 H1)，式中：ω為單位時(shí)間內(nèi)水分的蒸發(fā)量kg/ hH2=ω/ L1+ H1=+= kg/kg絕干氣夏季：Qˊ=(+)(12060)K) QPVC=(7565)= kJ/hQH2O=()(7565)= kJ/h可知：Q2= QPVC + QH2O = kJ/h③ 熱損失Q3(占10%)Q3/(Q1 + Q2 + Q3)=，解得：Q3= kJ/hQ總= Q1 + Q2 + Q3= kJ/h熱風(fēng)放熱量為：15%= kJ/h④ 熱風(fēng)放熱設(shè)有L(kg干空氣/ h)的熱風(fēng)放熱CH=+ ，CH：kJ/kg絕干氣Δt ()平均溫度為：t =(65+75)/2=70℃由聚氯乙烯和水的性質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)在平均溫度下用內(nèi)插法可算得：CP,PVC= kJ/(kg② 物料升溫吸熱 吸熱公式：Q =M(2) 空氣濕度的計(jì)算 由空氣—水系統(tǒng)的焓—溫度圖可查知：冬季：℃時(shí)，H0= kg/ kg絕干氣夏季：℃時(shí)，H0= kg/ kg絕干氣。名稱輸出kJ/h輸入kJ/h氣化水分耗熱量 0物料升溫耗熱量損失的熱量 00廢氣帶走熱量0補(bǔ)充的熱量0預(yù)熱器的熱負(fù)荷0合計(jì) 沸騰床的熱量計(jì)算[16,34,39] 相關(guān)數(shù)據(jù)的選擇和設(shè)定濕物料進(jìn)口溫度：θ1=65℃(含水3% )產(chǎn)品PVC出口溫度：θ3=40℃(% )濕物料在第Ⅴ室的出口溫度：θ2=75℃熱風(fēng)的入口溫度：t1=120℃熱風(fēng)經(jīng)沸騰床Ⅰ到Ⅴ室，出第Ⅴ室溫度：t2=60℃第Ⅵ室冷風(fēng)溫度：冬季：進(jìn)口－4℃ 出口：0℃ 夏季：進(jìn)口20℃ 出口：35℃熱水入口溫度：90℃，經(jīng)Ⅰ到Ⅴ室出口溫度：80℃其中：熱空氣提供的熱量是干燥所需總熱量的的15%； 熱水提供的熱量是干燥所需總熱量的的85%； 冷風(fēng)用量占熱風(fēng)用量的1/5(體積流量)； 第Ⅵ室通冷卻水進(jìn)口溫度：10℃，出口溫度：30℃； 單位面積的風(fēng)量是相等的； PVC絕干物料進(jìn)料為： kg/ h，H2O： kg/ h；廠址的氣溫和濕度為： 夏季平均氣溫：℃ 平均相對(duì)濕度：49% 冬季平均氣溫：℃ 平均相對(duì)濕度：59%。h1補(bǔ)充的熱量 Q補(bǔ)= Q1 +Q2 +Q3+Q損－Q = kJh1廢氣帶走熱量 Q3=(85－0)= kJh1氣化水分耗熱量 Q1= (2490+85－55)= kJh1。氣體的焓為：i0=(+) ()+2490 = kJ/ kg(干空氣)℃) cm2=+= kJ/(kg(1－)= ，水分氣化量W1=。名稱輸出kJ/h輸入kJ/h氣化水分耗熱量 0物料升溫耗熱量損失的熱量 00廢氣帶走熱量0補(bǔ)充的熱量 0預(yù)熱器的熱負(fù)荷0 合計(jì)由XI圖可查的，H0= kg(水)/ kg(干空氣)絕干物料的處理量W=，H0 =H1，ω0=247。h1補(bǔ)充的熱量 Q補(bǔ)= Q1 +Q2 +Q3+Q損－Q = kJh1廢氣帶走熱量 Q3=(85－)= kJh1氣化水分耗熱量 Q1= (2490+85－55)= kJh1。氣體的焓為：i0=(+) +2490 = kJ/ kg(干空氣)℃) cm2=+= kJ/(kg(1－)= ，水分氣化量W1=。 夏季氣流干燥熱量衡算平衡一覽表名稱輸出kJ/h輸入kJ/h氣化水分耗熱量 0物料升溫耗熱量損失的熱量 00廢氣帶走熱量0補(bǔ)充的熱量 0預(yù)熱器的熱負(fù)荷0合計(jì)由XI圖可查的，H0= kg(水)/ kg(干空氣)，設(shè)廢氣出口溫度為0℃絕干物料的處理量W=，H0 =H1，ω0=247。h1補(bǔ)充的熱量 Q補(bǔ)= Q1 +Q2 +Q3+Q損－Q = kJh1廢氣帶走熱量 Q3=(85－)= kJh1氣化水分耗熱量 Q1= (2490+85－55)= kJh1?！?氣體的焓為：i0=(+) +2490 = kJ/ kg(干空氣)濕物料比熱容為：cm1=+= kJ/(kg(1－)=，ω1=247。 春季氣流干燥熱量衡算平衡一覽表名稱輸出kJ/h輸入kJ/h氣化水分耗熱量 0物料升溫耗熱量損失的熱量 00廢氣帶走熱量0補(bǔ)充的熱量 0預(yù)熱器的熱負(fù)荷0合計(jì)由XI圖可查的，H0= kg(水)/ kg(干空氣)。h1補(bǔ)充的熱量 Q補(bǔ)= Q1 +Q2 +Q3+Q損－Q = kJh1廢氣帶走熱量 Q3=(85－)= kJh1氣化水分耗熱量 Q1= (2490+85－55)= kJh1。氣體的焓為：i0=(+) +2490 = kJ/ kg(干空氣)℃) cm2=+= kJ/(kg(1－)=，水分氣化量W1=。廠址的氣溫和濕度：春季平均氣溫：℃ 平均相對(duì)濕度：49%夏季平均氣溫：℃ 平均相對(duì)濕度：%秋季平均氣溫：℃ 平均相對(duì)濕度：%冬季平均氣溫：－℃ 平均相對(duì)濕度：59% 熱量衡算1. 春季氣流干燥部分的熱量衡算由XI圖可查的，H0= kg(水)/ kg(干空氣)絕干物料的處理量W=，H0 =H1，ω0=247。 氣流干燥部分的相關(guān)數(shù)據(jù)[31,34,38]濕物料預(yù)熱后進(jìn)口溫度：55℃(含水23%)；產(chǎn)品PVC出口溫度： 75℃(含水3%)；空氣預(yù)熱后的溫度：145℃；空氣離開干燥器的溫度：85℃；絕干PVC的熱容：cm=(kg 汽提塔熱量衡算平衡一覽表物料名稱輸出kJ/h輸入kJ/h脫鹽水VCMVCM汽化熱：0PVC水蒸氣0合計(jì) 氣流干燥部分熱量衡算[34,37]氣流干燥部分的計(jì)算可借用以下的物料和熱量衡算式解得： 物料衡算式：W(ω0－ω1)=G(H2－H0) ()熱量衡算式：Gi1+W(cm+ω0)tm0+Q補(bǔ)= Gi2+W(cm+ω1)tm1 + Q損 ()濕空氣的焓的表達(dá)式：I=(+)t+2490H ()式中：G——干空氣的重量，kg/h；W——干樹脂的重量，kg/h；ω0，ω1——樹脂在氣流前后的濕含量，%(干基)；H2，H0——樹脂在氣流干燥前后的濕含量，kg(水)/ kg(干空氣)；i1，i2——空氣在氣流干燥前后的熱焓，kJ/ kg(干空氣)；cm——樹脂比熱容，kJ/ kg1000= /h= 。設(shè)通入水蒸氣量y kg/h，則蒸汽冷凝放熱量為Q放=y()?！?，105℃時(shí)的汽化熱ΔHVCM= kJ /mol，水蒸氣：℃= kJ/kg假設(shè)進(jìn)口處冷卻水的溫度為0℃，出口處水的溫度為22℃，則循環(huán)冷卻水用量為W=。 秋季時(shí)聚合釜熱量衡算平衡一覽表物料名稱輸出kJ/B輸入kJ/B脫鹽水（分散劑等）0 147352800VCM039870460聚合反應(yīng)熱0793593450聚合釜1858840200冷卻水7949326900合計(jì)980816710980816710 冬季時(shí)聚合釜熱量衡算設(shè)定此時(shí)聚合釜的起始溫度為﹣℃。假設(shè)進(jìn)口處冷卻水的溫度為5℃，出口處水的溫度為22℃，則循環(huán)冷卻水用量為W= kg/B。 夏季時(shí)聚合釜熱量衡算平衡一覽表物料名稱輸出kJ/B輸入kJ/B脫鹽水（分散劑等）0 147352800VCM039870460聚合反應(yīng)熱0793593450聚合釜1308984600冷卻水8499182500合計(jì)980816710980816710 秋季時(shí)聚合釜熱量衡算℃。假設(shè)進(jìn)口處冷卻水的溫度為5℃，出口處水的溫度為30℃，則循環(huán)冷卻水用量為W= kg/B。物料名稱輸出kJ/B輸入kJ/B脫鹽水（分散劑等）0 147352800VCM039870460聚合反應(yīng)熱0793593450聚合釜1793185800冷卻水8014981300合計(jì)980816710980816710 夏季時(shí)聚合釜熱量衡算 ℃。假設(shè)進(jìn)口處冷卻水的溫度為5℃，出口處水的溫度為22℃，則循環(huán)冷卻水用量為W= kg/B。 春季時(shí)聚合釜熱量衡算℃。 脫鹽水和VCM的部分已知數(shù)據(jù)表重量kg/ht初t 末△tCp/ kJ /(kg.℃)脫鹽水105955540VCM105955540由于廠址選擇的限制，應(yīng)根據(jù)太原地區(qū)的不同季節(jié)情況，設(shè)計(jì)不同的加熱量。由熱量衡算方程式可知：Q1+Q2+Q3=Q4+Q5 ()Q1——水降溫所需的熱量(由于分散劑等含量甚微，故并入水中一起計(jì)算)；Q2——VCM降溫所需的熱量；Q3——聚合放出熱量；Q4——冷卻水所吸收的熱量；Q5——釜體升溫所需的熱量。℃，聚合釜夾套和內(nèi)冷擋板采用22℃冷水，體外冷凝器采用32℃循環(huán)水，設(shè)計(jì)壓力釜體：，夾套： MPa，單釜生產(chǎn)能力7104t/a。 聚合釜的熱量衡算 有關(guān)參數(shù)的選擇[16]本設(shè)計(jì)采用的是135m3聚合釜，其相關(guān)參數(shù)是：釜內(nèi)直徑4200mm，釜直通高度8510mm，容積135m3，攪拌采用三層平直葉槳式，攪拌軸總長10600mm，內(nèi)冷擋板直徑323mm，體外冷凝器換熱面積340m2，聚合釜平均傳熱系數(shù)2800kJ/m2 熱量衡算方程[33]能量守衡表達(dá)式為： ∑Q入=∑Q出+∑Q損 ()式中：∑Q入——輸入設(shè)備熱量的總和； ∑Q出——輸入設(shè)備熱量的總和；∑Q損——損失熱量的總和。確定傳熱所需要的加熱劑或冷卻劑的用量及伴有熱效應(yīng)的溫升情況，為后續(xù)工藝設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 連續(xù)部分物料衡算一覽表物料名稱進(jìn)料kg/h出料kg/hVCM水蒸汽冷凝水 0分散劑等PVC回收VCM 0損失PVC 0損失水 0合計(jì)4 能量衡算在新設(shè)計(jì)的生產(chǎn)車間，能量衡算的主要目的是確定設(shè)備的熱負(fù)荷。由前面的計(jì)算結(jié)果可知，進(jìn)入氣提塔的VCM的量為： kg/h，經(jīng)過氣提后VCM單體的量降為： kg/h，出汽提塔冷凝的水的總量為： kg/h，離心后母液含水總量為： kg/h，PVC損失總量為： kg/h。 物料衡算表。則包裝入庫的絕干PVC樹脂量為：= kg/h。 沸騰干燥部分物料衡算一覽表物料名稱進(jìn)料 kg/h出料kg/hPVC水PVC損失0脫走水分0合計(jì) 篩分包裝部分物料衡算 物料平衡圖。對(duì)沸騰干燥部分做物料衡算知：物料衡算結(jié)果是正確的。出料PVC量為：= kg/h。 氣流干燥部分物料衡算一覽表物料名稱進(jìn)料kg/h出料kg/hPVC水PVC損失 0脫走水分 0合計(jì) 沸騰干燥部分物料衡算 物料平衡圖。對(duì)氣流干燥部分做物料衡算知：物料衡算結(jié)果是正確的。則出料PVC量為：= kg/h。 物料名稱進(jìn)料kg/h出料kg/hPVCVCM母液含水分散劑等助劑排出水和助劑量00PVC損失0合計(jì) 氣流干燥部分物料衡算 物料平衡圖。對(duì)離心部分做物料衡算知：物料衡算結(jié)果是正確的。 離心部分物料平衡圖 離心前后各物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算[16]離心操作中PVC的損失量為：104= kg/h離心脫水后的濕物料中仍含有23%的水分，則含水量為：()在此階段中助劑和少量VCM隨母液排出，假設(shè)此階段將所有助劑都離心脫除了。 物料衡算表。設(shè)通入水蒸氣量y kg/h，則蒸汽冷凝放熱量為Q放=y() 設(shè)物料吸收熱量為Q1，部分VCM汽化熱為Q2，可知Q吸= Q1+ Q2=Q放（）Q1=CpPVCWPVC△t+CpVCMWVCM△t+W水CP水△t