【正文】 定的幾何尺寸 罐體筒體名義厚度 n1? =18mm 罐體封頭名義厚度 n1?? =18mm 經(jīng)查表 [3]得： 1C = mm 取 2C =2 mm 則：罐體筒體和封頭的厚度附加量 21 CCC ?? =＋ 2= mm 2 計(jì)算罐體筒體的有效厚度 e1? 罐體筒 體的有效厚度為其名義厚度與厚度附加量的差，用下式進(jìn)行計(jì)算， Cne ?? 11 ?? (38) 則代入數(shù)據(jù)得： Cne ?? 11 ?? =18－ = mm 3 計(jì)算罐體筒體的外徑 oD1 罐體筒體的外徑為罐體筒體內(nèi)徑與兩倍名義厚度的和，用下式進(jìn)行計(jì)算， no DD 111 2??? (39) 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 則代入數(shù)據(jù)得： no DD 111 2??? =2500＋ 218=2536mm 4 計(jì)算罐體 筒體的長(zhǎng)度 L 由罐體內(nèi)徑 1D 查 文獻(xiàn) [2]得：橢圓封頭的曲邊高度 1h =625mm； 直邊高度 2h =40mm。 故 C = 1C ＋ 2C =＋ 2= mm 12 計(jì)算罐體筒體的設(shè)計(jì)厚度 d1? 罐體筒體的設(shè)計(jì)厚度即為罐體筒體理論計(jì)算厚度與腐蝕裕量的和，故罐體筒體的設(shè)計(jì)厚度為 211 Cd ???? =＋ 2= 12 計(jì)算夾套筒體的設(shè)計(jì)厚度 d2? 夾套筒體的設(shè)計(jì)厚度即為夾套筒體理論計(jì)算厚度與腐蝕裕量的和，故罐體筒體的設(shè)計(jì)厚度為 222 Cd ???? =＋ 2= mm 13 計(jì)算罐體封頭的設(shè)計(jì)厚度 d1?? 罐體封頭的設(shè)計(jì)厚度即為罐體封頭理論計(jì)算厚度與腐蝕裕量的和，故罐體筒體的設(shè)計(jì)厚度為 211 Cd ???? ?? =＋ 2= mm 14 計(jì)算夾套封頭的設(shè)計(jì)厚度 d2?? 夾套封頭的設(shè)計(jì) 厚度即為夾套封頭理論計(jì)算厚度與腐蝕裕量的和，故罐體筒體的設(shè)計(jì)厚度為 222 Cd ???? ?? =＋ 2= mm 15 確定罐體筒體的名義厚度 n1? 罐體筒體的名義厚度為罐體筒體的設(shè)計(jì)厚度加上負(fù)偏差后再圓整至鋼板標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的厚度而得到的厚度，故罐體筒體的名義厚度 n1? 為： 111 Cdn ???? =＋ = mm 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 向上圓整后罐體筒體的名義厚度為 n1? =18 mm 16 確定罐體封頭的名義厚度 n1?? 罐體封頭的名義厚度為罐體封頭的設(shè)計(jì)厚度加上負(fù)偏差后再圓整至鋼板標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的厚度而得到的厚度，故罐體封頭的名義厚度 n1?? 為： 111 Cdn ???? ?? =＋ = mm 向上圓整后罐體封頭的名義厚度為 n1?? =18mm 17 確定夾套筒體的名義厚度 n2? 夾套筒體的名義厚度為夾套筒體的設(shè)計(jì)厚度加上負(fù)偏差后再圓整至鋼板標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的厚度而得到的厚度，故夾套筒體的名義厚度 n2? 為： 122 Cdn ???? =＋ = mm 圓整后夾套筒體的名義厚度為 n2? =10 mm 18 確定夾套封頭的名義厚度 n2?? 夾套封頭的名義厚度為夾套封頭的設(shè)計(jì)厚度加上負(fù)偏差后再圓整至鋼板標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的厚度得到的，故 夾套封頭的名義厚度 n2?? 為： 122 Cdn ???? ?? =＋ = mm 圓整后夾套封頭的名義厚度為 n2?? =10 mm 反應(yīng)釜的穩(wěn)定校核 由于反應(yīng)釜夾套為內(nèi)壓容器，不存在穩(wěn)定性校核問題，故罐體筒體和封頭的厚度為 14mm 是滿足要求的。如下式： nC ??2 (37) 式中 ?—腐蝕速率（ mm/a） ,查材料腐蝕手冊(cè)或由試驗(yàn)確定； n —容器的設(shè)計(jì)壽命，通常為 10～ 15 年。則夾套筒體 和夾套封頭承受 內(nèi)壓；而內(nèi)筒的筒體和下封頭為既承受 壓力，同時(shí)又承受 外壓，所以其最惡劣的工作壓力條件為：停止操作時(shí)，內(nèi)筒無壓而夾套內(nèi)仍有蒸汽壓力，此時(shí)內(nèi)筒承受 外壓 工藝條件 設(shè)備材料選?。汗摅w材料為 0Cr18Ni12Mo2Ti； 夾套材料為 0Cr18Ni12Mo2Ti 罐 體內(nèi)設(shè)計(jì)壓力 1P =，設(shè)計(jì)溫度 t1=140℃ ； 夾套內(nèi)設(shè)計(jì)壓力 2P =，設(shè)計(jì)溫度 t2=90℃ ； 筒體及夾套的厚度計(jì)算 1 計(jì)算筒體內(nèi)液柱靜壓力 HP1 筒體內(nèi)液柱靜壓力由下式進(jìn)行計(jì)算： HP1 =106? ghMPa (31) 則代入數(shù)據(jù)得： HP1 =10610310= 2 計(jì)算筒體的計(jì)算壓力 cP1 筒體的計(jì)算壓力 cP1 由下式進(jìn)行計(jì)算： cP1 = 1P ＋ HP1 MPa (32) 則代入數(shù)據(jù)得： P1c=＋ = 由于夾套內(nèi)的液柱靜壓力為 P2H=0，故夾套的計(jì)算壓力 P2c 為： P2c=P2= 3 確定罐體及夾套焊接接頭系數(shù) ? 容器筒體的縱向焊接接頭和封頭的拼接接頭基本上都采用雙面焊的全焊透的焊接接頭 [3]，所以根據(jù)表 23 可選罐體及夾套焊接接頭系數(shù) ? =(局部無損探傷 ) 焊縫結(jié)構(gòu)為：雙面焊或相當(dāng)于雙面焊的全焊透的對(duì)接焊縫 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 表 31 焊接接頭系數(shù) ? [2] 焊縫結(jié)構(gòu) 焊接接頭系數(shù) ? 全部無損探傷 局部無損探傷 不作無損探傷 雙面焊或相當(dāng)于雙面焊的全焊透的對(duì)接焊縫 — 單面焊的對(duì)接焊縫，在焊接過程中沿焊縫根部全長(zhǎng)有緊貼基本金屬的墊板 — 無法進(jìn)行探傷的單面焊的環(huán)向?qū)雍缚p，無墊板 — — 4 確定設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力 ??t? 由表查得：在設(shè)計(jì)溫度下罐體材料的許用應(yīng)力 ??t1? =137MPa 在設(shè)計(jì)溫度下夾套材料的許用 應(yīng)力 ??t2? =113MPa 5 計(jì)算罐體筒體的理論計(jì)算厚度 1? 罐體筒體的理論計(jì)算厚 度 1? [3]用下式進(jìn)行計(jì)算： ctc PDP11111 ][2 ???? ??? (33) 則代入數(shù)據(jù)得：ctc PDP11111 ][2 ???? ??? = 25002 137 5 ?? ? ?? mm 6 計(jì)算夾套筒體的理論計(jì)算厚度 2? 夾套筒體的理論計(jì)算厚度 2? 用下式進(jìn)行計(jì)算： ctc PDP22222 ][2 ???? ??? (34) 則代入數(shù)據(jù)得：ctc PDP22222 ][2 ???? ??? = 27002 113 5 ?? ? ?? mm 7 計(jì)算罐體封頭的理論計(jì)算厚度 1?? 罐體封頭的理論計(jì)算厚度 1?? 用下式進(jìn)行計(jì)算： ct c PDP11111 ][2 ??? ??? ??? (35) 則代入數(shù)據(jù)得：ctc PDP11111 ][2 ??? ??? ??? = 1 .4 2 5 0 02 1 3 7 0 .8 5 0 .5 1 .4?? ? ? ?? 8 計(jì)算夾套封頭的理論計(jì)算厚度 2?? 夾套封頭的理論計(jì)算厚度 2?? 用下式進(jìn)行計(jì)算： 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 ct c PDP22222 ][2 ??? ??? ??? (36) 則代入數(shù)據(jù)得：ctc PDP22222 ][2 ??? ??? ??? = 0 .4 2 7 0 02 1 1 3 0 .8 5 0 .5 0 .4?? ? ? ?? 9 確定鋼板厚度負(fù)偏差 1C 負(fù)偏差應(yīng)按名義厚度選取，在鋼板厚度介于 ～ 25mm 的情況下去壁厚附加量中鋼板厚度負(fù)偏差為 C1=。 由 A 管 = πdL，得： d=A/πL管 = ? =，圓整后內(nèi)冷管取 d=60mm 的 1Cr18Ni9Ti 管 ?！?tmA2 A2———冷卻過程所需傳熱面積 物料 T1=51℃ ————T2=51℃ 冷卻水 t2=32℃ ————t1=28℃ △ t1=T1t2=5132=19℃ ， △ t2=T2t1=5128=23℃ △ tm=(△ t1△ t2)/(ln(△ t1/△ t2)=(1923)/ln(19/23)=℃ 所以 A2=Q 峰 /（ K△ tm） =(2100)= 4 所需冷卻水的量 所需冷卻水的量： m=Q/（ Cp2t2 Cp1t1） 由表 23 得， t1=28 ℃ 時(shí) Cp1=℃ T2=32℃ 時(shí) Cp2=℃ 則有 m 冷卻水 =（ 28） = 所需傳熱面積 A=（ A1， A2） max=A2= 所需最大水量： m=（ m 冷 ， m 熱 ） max= 釜體內(nèi)冷管的計(jì)算 由 中計(jì)算得夾套的傳熱面積 A 夾 = m2，可見夾的傳熱面積滿足不了所需的傳熱面積，必須加內(nèi)冷管，內(nèi)冷管的傳熱數(shù) K 比夾套大，故傳熱效果好，且起到一定得擋板作用，避免漩渦產(chǎn)生，強(qiáng)化攪拌強(qiáng)度，提高傳熱效率，但 PVC 易堆積物料，影響傳熱效率， 且給檢修造成麻煩，因而內(nèi)冷管不易復(fù)雜 ，所以選擇螺旋形管盤。η 聚 由表 2—1Qvc 純 = 由原始數(shù)據(jù)聚合率 η 聚 =90﹪ 則 m== 由原始數(shù)據(jù)得聚合熱 q=則聚合放出的總熱量為 Qpvc=5265=8093358kJ 3 洪峰換熱量 平均熱負(fù)荷指數(shù) =總放熱量 /放熱時(shí)間 = pvcQ Q / t?攪 熱負(fù)荷指數(shù) R=洪峰換熱量 /平均熱負(fù)荷 由前計(jì)算得： Q 攪 =3600=15336kcal ， Qpvc=8093358kcal 由原始數(shù)據(jù)得：熱負(fù)荷指數(shù) R=2 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 因而，洪峰換熱量 Q 峰 =（ Q 攪 +Qpvc/t） △ (Cpt)=mvcCp(t2t1) 因 t2 和 t1 的 Cp 相差較小 所以取 51℃ 時(shí) Cp=℃ 由 物料衡算 得 mvc=5860kg 則有 Q=5860(5120)=105kJ 2 釜體吸收的熱量 夾套 的 傳熱面積 A 夾 =H 夾 Di+FB (27) 前面已知 橢圓形封頭的短半軸 h1=625mm ,直邊高 h2=40mm 封頭面積 FB=，又夾套筒體高度 H 夾 = 則 A 夾 = 3π ? ? ? ? 反應(yīng)釜 釜體吸熱部分的重量： m 釜 =A 夾 （ S 鋼 r 鋼 +S 不 r 不 ） (28) S 鋼 ， S 不 ———鋼和 不銹鋼的厚度用類比法取 S 鋼 = ， S 不 = r 鋼 ， r 不 ———鋼和不銹 鋼 的比重由表 25 得 r 鋼 =7850kg/㎡ , r 不 =7900kg/㎡則 m 釜 =(7850+7900)= m 釜鋼 =7850= m 釜不 =m 釜 m 釜鋼 == 所以釜體吸收的熱量為： 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 Q 釜 =m 釜鋼 Cp +m 釜不 Cp 不 = 510? kJ Q 總 =m 釜鋼 +QVC+Q 水 = 510? +105+105= 510? kJ 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） (29) =（ +10 5+105） /2100 ? = 4 所需熱水的量 m 熱水 =Q 總 /（ Cp2t2Cp1t1） (210) 由表 41 得， T1=90 ， Cp1=℃ T2 =80℃ Cp2= kcal/kg℃ 則有 m 熱水 =105/（ 90 80= 冷卻水用量 設(shè)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=, 水=, 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 。 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 22 釜的熱量簡(jiǎn)圖 1 物料吸熱量 水吸收的熱量 Q 水 =m 水 η 聚 =90﹪ = 得到的 PVC 量為： Q=Q 聚 表 22 夾套直徑 2D mm[3] 1D 500～ 600 700～ 1800 2021～ 3000 2D 1D ＋ 50 1D ＋ 100 1D ＋ 200 夾套高度 ： hj ≈ 1/ghH V V V?? (24) =(? /4) ? 2iD =2293mm 圓整反應(yīng)釜夾套筒體高度 ：2H 由于 2H ? 2293mm，故將 2H 圓整為 2H =2300mm 物料衡算 以一釜的全年產(chǎn)量為基準(zhǔn)： 20 進(jìn)料時(shí)：設(shè)加入 VC 單體量為 X， 則水量為 發(fā)劑為 ﹪ X ，分散劑為 ﹪ X ，有效容積 Vg=30m3冷攪時(shí) 20℃ ，懸浮液比重為 956kg/m2（已知） 所以 X++﹪ X+=Vg 夾套形式與材料 (1)夾套形式與尺寸 夾套的內(nèi)徑 2D 由筒體內(nèi)徑 1D 根據(jù)表 22 確定。 當(dāng)筒體高度確定后，應(yīng)按下式用圓整后的筒體高度修正實(shí)際容積。 ℃ 設(shè)計(jì)壓力： 水油比： ∶ 1 引發(fā)劑用