【正文】 的反應(yīng)釜進(jìn)行熱量衡算，反應(yīng)釜中產(chǎn)生的熱量主要有反應(yīng)物之間反應(yīng)放出的熱量和外界加熱裝置提供的熱量，反應(yīng)釜流出的熱量主要有設(shè)備向外界環(huán)境散失的熱量，及用于維持反應(yīng)的適宜溫度，基于查閱數(shù)據(jù)及生產(chǎn) 經(jīng)驗(yàn) [10]可得反應(yīng)釜產(chǎn)生和流出的熱量需要額外的加熱裝置或散熱裝置。 反應(yīng)釜的機(jī)械設(shè)計及后序設(shè)備的選擇 確定筒體的直徑和高度 首先確定每一條生產(chǎn)線上的反應(yīng)釜體積及臺數(shù)。在上面的計算中可得每小時處理物料量為 ，每小時處理量 Wd﹦ 1000 1000／ 325 24﹦ 再查閱有關(guān)資料 [11]可得在乙烯基樹脂的合成反應(yīng)中物料在反應(yīng)器中的平均停留時黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 ?iHD3 4 /?iiVD HD? ????? ??ii DHVD 00 3 ?? ???mR pW R TV間 tm=。確定裝料系數(shù)為 連續(xù)操作反應(yīng)液體積為： 本工藝采用苯乙烯法生產(chǎn) EVR，可采用 3臺體積相同的連續(xù)流動釜式反應(yīng)器串聯(lián)進(jìn)行生產(chǎn)操作，再另備一臺同樣型號的反應(yīng)釜作為備用。 每臺反應(yīng)釜的體積為： 31 mVVRRR ???? 又該反應(yīng)采用攪拌釜式反應(yīng)器作為反應(yīng)容器，故裝料系數(shù)η =,再對每條生產(chǎn)線上的反應(yīng)液體積進(jìn)行計算。 所以反應(yīng)釜的操作體積為： mVV RT ??? ? 封頭是化工設(shè)備的重要組成部份，因此，封頭的選擇十分重要。從力學(xué)角度，標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的應(yīng)力分布比較均勻，封頭的強(qiáng)度和與其相連 接的筒體強(qiáng)度相等，所以，本次設(shè)計的連續(xù)流動釜式反應(yīng)器選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭。 本反應(yīng)釜中，使用條件為常壓，反應(yīng)溫度為 90 度左右，有良好的傳熱性對攪拌釜反應(yīng)器的外型尺寸進(jìn)行具體設(shè)計： 每一臺反應(yīng)器的總體積為 由公式估算筒體內(nèi)徑為： 根據(jù)課本表 93，當(dāng)反應(yīng)釜容積小時，為使筒體內(nèi)徑不致太小，以便在頂蓋上容易布置接管和傳動裝置，通常 i 取最小值； 則 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 ?????? i hV VVH ? 確定夾套的直徑和高度 一般夾套與釜體的連接方式有：可拆式和不可拆式。可拆式適用于需要檢修內(nèi)筒外面以及定期更換夾套，或者由 于其他特殊要求；不可拆式采用焊接，加工簡單，方便可靠?？紤]到經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和轉(zhuǎn)型生產(chǎn)，本設(shè)計采用可拆式夾套型式。 對于筒體內(nèi)徑 Di=7001800mm，夾套的內(nèi)徑 Dj=Di+100 則； Dj=700+100=800mm 符合壓力容器的公稱直徑系列。 選取夾套高度 Hj=600mm，則，這樣是便于筒體法蘭螺栓裝拆，驗(yàn)算夾套傳熱面積為 F=FiHj+Fh=? += 此步是為了驗(yàn)證是否符合條件中的所給 的傳熱面積。 確定夾套的材料和壁厚 由于夾套內(nèi)的介質(zhì)為水或蒸汽，介質(zhì)材料的腐蝕輕微，故選用 Q235B為夾套材料，查手冊知板厚為 ~16mm設(shè)計溫度為 90℃ ， Q235B 的許用應(yīng)力為? ?t 113MPa?? ，夾套加熱蒸汽系統(tǒng)裝有安全閥，選取夾套內(nèi)壓力 wp ? ，即p=（假設(shè)夾套工作壓力≤ ） ，夾套筒體與內(nèi)筒采用環(huán)焊法，因無法雙面焊和進(jìn)行相應(yīng)的探傷檢查，從安全考慮，夾套上所有的焊縫均取焊縫系數(shù) ?? ，取壁厚附加量中的鋼板厚度負(fù)偏差 C1=,單面腐蝕取腐蝕余量 C2=1mm。 ? ? ????? ?????? 21 CCPPDt t j?? 凸形封頭的壁厚附加量也只考慮 C1 和 C2，加工成型的減薄量由制造廠根據(jù)的加工條件所確定，以保證壁厚符合圖紙要求，設(shè)計計算時可以不做考慮，取C1=， C2=1mm，校準(zhǔn)橢圓形夾套封頭的壁厚為 ： ? ? ?????? ?????? 21 CCPPDt t i?? 圓整到鋼板規(guī)格厚度并查閱封頭標(biāo)準(zhǔn)，選取夾套的筒體與封頭厚度均取為tn=6mm。 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 ??DiHmV VVH i 8 0 ????? 校正 根據(jù)資料取直邊高度為 選取筒體直徑 D= 700mm，查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》（華東理工大學(xué)出版社，湯善甫、朱思明主編）， P318 表 165— 表 166，當(dāng) DN=700mm 時的標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭曲面高度 h1=175mm，直邊高度 h2=40mm，封頭容積 Vh=， 表面積 Fh= ㎡ ，查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》（華東理工大學(xué)出版社，湯善甫、朱思明主編）， P3186 表 163 得每一米高的筒體容積為 Vi=，表面積 Fi=㎡ 。則 于是 復(fù)核結(jié)果符合原定范圍。 選擇釜體、法蘭、 手孔、視鏡 根據(jù)筒體內(nèi)操作壓力，溫度和筒體直徑，查表《過程設(shè)備機(jī)械設(shè)計》（華東理工大學(xué)出版）可初選乙型平焊法蘭和《壓力容器法蘭類型與技術(shù)條件》法蘭材料為Q235B,再查標(biāo)準(zhǔn) JB/T47022020《乙型平焊法蘭》，公稱壓力 PN= 的 Q235B乙型平焊法蘭在操作溫度 90℃ 的 許用工作壓力為 ，大于筒體設(shè)計壓力，所選用的乙型平焊法蘭合適。 查標(biāo)準(zhǔn)《非金屬軟墊片》（ JB/T 47042020） ,《纏繞墊片》（ JB/T 47052020）和《金屬包墊片》（ JB/T 47062020）以及《壓力容器法蘭類型與技術(shù)條件》（ JB/T 4700）選擇石棉膠墊片和光滑面密封。 查標(biāo)準(zhǔn)《乙型平焊法蘭》（ JB/T 47022020） ,選用乙型平焊法蘭光滑密封面，公稱壓力 PN= 公稱直徑 DN=2200，標(biāo)記為法蘭 GⅡ 6Ⅰ 2200 JB/T 47022020，記下法蘭尺寸供 繪圖時使用，查標(biāo)準(zhǔn)《非金屬軟墊片》（ JB/T 47042020），選用型號 224022003 JB/T 47042020。 進(jìn)料管口 d 采用 Ф 57 無縫鋼管，配法蘭 DN100 HG205931997《鋼制管法蘭型式，參數(shù)（歐洲體系）》。 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 出料口 n 采用 Ф 894 無縫鋼管，配法蘭 DN50 HG205931997《鋼制管法蘭型式，參數(shù)（歐洲體系）》。 加熱蒸汽進(jìn)口 采用 Ф 57 無縫鋼管，配法蘭 DN50 HG205931997《鋼制管法蘭型式，參數(shù) （歐洲體系）》。 冷凝液出口 l3 選用 Ф 無縫鋼管，配法蘭 DN50 HG205931997《鋼制管法蘭型式，參數(shù)（歐洲體系）》。 備用口采用 Ф 無縫鋼管，配法蘭 DN100 HG205931997《鋼制管法蘭型式，參數(shù)（歐洲體系）》。 安全閥接管 a 采用 Ф 60 無縫鋼管，配法蘭 DN50 HG205931997《鋼制管法蘭型式，參數(shù)（歐洲體系）》。 由《彈簧安全結(jié)構(gòu)長度》（ JB/22031999） ,選用彈簧式扳手安全閥 DN50。 反應(yīng)釜上封頭上的各個工藝接管都布置在φ 700 的中心圓周長上，因上封頭壁厚欲量很大，故對手孔等不做開孔補(bǔ)強(qiáng)驗(yàn)算。設(shè)計結(jié)果見反應(yīng)釜裝配圖。 攪拌傳動裝置和密封裝置 查標(biāo)準(zhǔn)《攪拌傳動裝置 —— 傳動軸、減速器型號及技術(shù)參數(shù)》（ HG 215681995）及其附錄《單級立式擺線鋁減速器》，按照攪拌功率和轉(zhuǎn)速選擇擺線針齒行星減速行 (Q 表示夾殼式軸頭 )，查閱標(biāo)準(zhǔn)《 Y 系列三相異步電動機(jī)》（ JB/T103912020） ,選電機(jī) Y132M4，額定功率 查表得擺線針齒行星減速器傳動 效率為 ，減速機(jī)輸出功率為 =,符合攪拌要求。 參考標(biāo)準(zhǔn)《單支電機(jī)架》（ HG 21561995），根據(jù)所選減速機(jī)設(shè)計減速機(jī)機(jī)架，根據(jù)操作條件選用帶稱軸徑 DN 80 的填料箱箱標(biāo)記為：填料箱 PN DN80 HG/T215371992。 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 3 環(huán)境保護(hù)和安全生產(chǎn) 環(huán)境保護(hù) 本設(shè)計作為一項化工產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計，其工業(yè)副產(chǎn)物對環(huán)境的危害不容忽略。所以在經(jīng)濟(jì)和場地條件允許的條件下，可在生產(chǎn)車間以外建立廢水凈化站對生產(chǎn)和生活廢水進(jìn)行凈化從而循環(huán)利用，即降低了生 產(chǎn)成本，又達(dá)到了保護(hù)環(huán)境的目的。同時在安裝、使用照明設(shè)備時，盡量避免選擇白熾燈。而且盡量采用自動化控制系統(tǒng)代替人工控制。如果只能使用人工控制，也必須要求操作人員嚴(yán)格按照工藝設(shè)計部分的工藝參數(shù)設(shè)置機(jī)器的參數(shù)，避免造成不必要的環(huán)境污染。 廢水處理 乙烯基樹脂工藝生產(chǎn)設(shè)計中產(chǎn)生的廢水含有大量有機(jī)物，為了達(dá)到 3 級標(biāo)準(zhǔn)，采用的處理方法是有機(jī)物負(fù)荷法（有兩種表示方法：活性污泥負(fù)荷和曝氣池容積負(fù)荷）。 按廢水處理的程度，或說按處理的階段來分類。一般按處理的程度不同可把廢水處理分為三級：一級處理、二級處理和三級 處理。一級處理也叫初級處理，該過程只能除去廢水中的大顆粒的懸浮物及漂浮物，很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。二級處理一般可以除去細(xì)小的或呈膠體態(tài)的懸浮物及有機(jī)物，一般能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。三級處理也稱高級處理，進(jìn)一步除去廢水中的膠體及溶解態(tài)的污染物，一般可達(dá)到回用的目的。下面按這種分類方法把處理廢水常用的方法概述一下。 本設(shè)計根據(jù)生產(chǎn)車間相關(guān)計算主要采用以下三種方法： 氧化還原法：向廢水中投加氧化劑或還原劑，將有害的污染物氧化或還原為無害或害處較小的物質(zhì)的過程。 電解法：電解處理法是指用電解的基本原理，是廢水中的污染物通過電解過 程在陰、陽極上分別發(fā)生氧化或還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)廢水凈化的方法。 生物法：利用水中的微生物來氧化分解污染物的過程。又可分為好氧生物法和厭氧生物法。好氧生物法是在水中有溶解氧存在的條件下，利用好氧微生物和兼性微生物分解污染物的方法。厭氧生物法是在無溶解氧的條件下，利用厭氧微生物和黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 兼性微生物分解廢水中污染物的方法。生物法是目前應(yīng)用較廣的二級廢水處理方法，特別是對于城市廢水，幾乎都是用生物法處理。本設(shè)計廢水處理主要以生物法為主。 安全生產(chǎn) 生產(chǎn)乙烯基樹脂的主要原材料大多易燃易爆、有毒、有腐蝕性 ，生產(chǎn)過程中屬于釜式生產(chǎn)，生產(chǎn)連續(xù)、帶壓、高溫、有電，稍有不慎會造成各類事故。生產(chǎn)過程中排放的廢水、廢氣、廢渣和噪聲必須得到科學(xué)治理，達(dá)到國家規(guī)定容許濃度才能排放，否則，會對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染，破換安定團(tuán)結(jié)，搞好安全和環(huán)保工作是發(fā)展乙烯基樹脂生產(chǎn)的必要條件。 在安全生產(chǎn)中最值得注意的是防火、防爆的措施。引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故的因素很多，且事故一旦發(fā)生，危害后果將極其嚴(yán)重。為保障全系統(tǒng)的安全，除消防部門依據(jù)有關(guān)規(guī)范規(guī)定提出的措施外，還因在工藝路線。工藝設(shè)備、工藝條件控制手段和安全裝置等方面采取措施。 隨著乙烯基 樹脂生產(chǎn)設(shè)備的大型化，密閉化和控制的高度自動化，乙烯基樹脂的生產(chǎn)環(huán)境得到了根本性改善。安全與勞動保護(hù)措施也越來越完善。乙烯基樹脂生產(chǎn)中不產(chǎn)生工業(yè)廢氣，但廢水與廢渣的處理不可忽視。 勞動安全衛(wèi)生管理措施 （ 1） 技術(shù)上不斷發(fā)展進(jìn)步，采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝、先進(jìn)的設(shè)備與控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的密閉化、自動化；工業(yè)廢水的回收利用；工藝廢渣的無害化處理等等。 （ 2） 崗位操作現(xiàn)場應(yīng)有良好的通風(fēng)設(shè)施，避免有害氣體的積聚。 （ 3） 操作區(qū)域與非操作區(qū)域應(yīng)有一定距離，生產(chǎn)區(qū)與生活