则D?4?39.84?1.18?1.73m

3.14?20⑤干燥塔高度Z

干燥塔高度Z??(ug?u0)，现分别求出参数?、ug、u0。 i.u0——沉降速度m/s，可用试差法求得。 设Re?1~1000，即属于过渡流区，则

?4(?s??)gdu0???1.6??55.5?V0.6?11.4

140?58?99℃下查的：2空气的物性按绝干空气在平均温度tm???3.21?10?5,v?2.313?10?5m2/s,??0.946kg/m3。故：

?4?(1400?0946)?9.81?(0.125?10?3)1.6?u0????0.48m/s ?50.655.5?.946?(2.313?10)????du00.125?10?3?0.48??2.6，可知Re范围正确。 校核Re??5v2.313?10即u0=0.48m/s为所求。

ii. ug——空气流速，应为平均温度下的速度。 则ug?20?273?99?18m/s

273?140iii. ?——停留时间，物料在此时间内完成热量传递。 故

Q??as?tm

6Gc6?5.7??195.43m2/s d?s0.125?10?3?1400其中每秒进料具有的总表面积s? ?tm?(t1??1)?(t2??2)(140?15)?(58?50)??42.56℃

t1??1140?15lnln58?50t2??2又 a?(2?0.54Re0.5)?d?(2?0.54?2.60.5)?3.21?10?50.125?10?3?0.74kW/(m2??C)

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Q?Wrtw?Gc(CS?Cwx1)(tw??1)?GcCpm2(?2?tw)

?1.13?2419?5.7?(1.764?4.19?0.25)?(40?15)?5.7?1.98?(50?40) =2862.36kw 所以??2862.36?0.47s

0.74?195.43?42.56即干燥管高度为Z?0.47?(18.01?0.48)?8.2m 4.7空气加热器热量衡算

本设计采用翅片式空气加热器，由气流干燥塔热量衡算中的数据可知绝干空气的流量为39.84?(1?0.0075)?39.5kg/s?142348.32kg/s，空气进加热器空气温度为15℃，空气加热器温度为100℃，空气湿度为0.0075kg水/kg干气。 设计步骤如下：

①翅片式空气加热器中加热蒸汽的饱和温度ts为满足传热要求，取ts=155℃. ②计算参数F

100?15F?(排风温度?进风温度）??0.60

（蒸汽温度?进风温度）155?15 由F值查的3R型和4R型排管均适合，它们分别有3个排管和4个排管，表面风速为2.7m/s和5.5m/s，以上两种型式的排管中3R型表面风速过低，传热效果差，故选用4R型排管。

③根据翅片式空气加热器中空气在标准状况下的体积流量，由以下计算排管受风面积

Aa?Vh3600ua

式中Aa——排管受风面积，㎡

Vh——标准状况下湿空气的比体积流量，m3/h ua——表面风速，m/s

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因标准状况下的湿空气的比体积为

vH?(0.773?1.244?0.0075)m3/kg?0.782m3/kg

4R型表面风速 ua=5.5m/s 故Aa?76449.15?0.782?3.02m2

3600?5.5 根据受风面积及排管型式表由表选择合适的翅片式空气加热器查的，用S-4R-24-78,单排管数位2，散热面积为58.5m2，通风净截面积为0.936m2。 ④计算翅片式空气加热器加热湿空气所需的热量

Q?LCH(t1?t0)?76449.15?(1.01?1.88?0.0075)?(100?15)/3600?1848.6kw

⑤计算翅片式空气加热器的传热系数

对于S型翅片式空气加热器，采用蒸汽加热空气的情况，其总传热系数计算式为

K?0.01977G0.608?

式中K——总传热系数，kw/m2?k， G——湿空气质量流速，kg/m2?s

G??——总传热系数修正系数， Af——通风净截面积，m2

L(1?H0)m2，查的4R型排管的传热系数修正系，其中通风净截面积=0.936AfAf数?=0.94，故G?76449.15?(1?0.0075)?22.86kg/m2?s

0.936?3600则K?0.01977?22.860.608?0.94?0.125kw/(m2?k) ⑥计算传热推动力

?t?155?(100?15)2?97.5℃

⑦核算传热面积是否满足要求

湿空气在翅片式空气加热器中从15℃预热到100℃，所需的传热面积

A需?Q1848.6??151.7m2，而三台S-4R-24-78型的翅片式空气加热器的总传K?t0.125?97.52热面积Af?3?58.5?175.5m，则Af?A需，所以该换热器能满足工艺要求。

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第五章 设备选型计算

5.1聚合釜的选型

该聚合反应采用搅拌釜式反应器，搅拌釜式反应器对各种反应体系适应性强，操作弹性大，适应温度和压力范围广，既可用于间歇操作也可用于连续操作。用于间歇操作时生产灵活性大，更换品种方便，适应市场需求能力强；用于连续操作时，反应器操作过程稳定，产品质量均一，且多釜串联连续操作产量大。 ①设计条件

15?107?5.0?105kg/d 日产量：Wd?300生产周期：???R??a，式中?为一个生产周期时间；?R为反应所需的时间；

?a为投料、出料、升温等辅助操作时间。对于本反应?R=4.5h，?a=2h，则?=6.5h。

装料系数??VR，式中VR为反应液体积m3。此搅拌釜反应器没有起泡沸腾时， V???0.7~0.8，此反应取??0.8。 ②计算反应器体积及台数

Wd?170.27??t5.0?105?170.27?6.5VR???342.4m3

?m?24?70962?24?70所以VT?VR??342.4?428m3 0.8 由于设计任务量大，需选用多台反应器，为便于设备的设计和制造，降低设备费，可取每个反应器体积相同。对于此反应可选用国产48m3不锈钢釜，所需台数

n?VT428??8.92台，因此可以取n=9台。 V485.2料浆排放槽的选型

料浆排放槽在工艺流程中起到连接EF工序的作用，即间歇操作的聚合过程于连续操作的汽提离心干燥过程之间的缓冲作用。

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根据聚合釜容积和台数，出料槽常见有18.8m3，45m3及70m3几种规格。本设计的处理总体积V?9?(5.3离心机的选型

本次设计选用卧式螺旋沉降式离心机，原因如下：

第一 单机生产能力大，适合工厂大型仪表与自动集中控制的需要，没有操作周 期，连续运行连续进出料擦操作方便。

第二 母液含固量少，澄清度高，因分离原理是离心沉降而不是离心过滤，当机 器的分离因素大于2000时，在聚氯乙烯生产中母液中含固量可以小于52ppm， 即使分离因数降到1000，也能达到其离心母液的含量在1000ppm左右，不仅较 过滤式离心机减少了离心母液对物料的夹带损失，而且省略了一套对离心母液回 收处理的设备。

第三 结构紧凑，占地面积小，易于密封。

本设计的生产能力为62.0t/h，可选用WL-630型，其生产能力为3t/h（以聚氯乙烯悬浮液计），因此采用的离心机台数n?WL-630型离心机规格如下：

表5.3 WL-630型离心机

型号

转鼓规格 内径?长mm

转速 分离因素 生产能力 t/h 电动机

型号 功率kw

外型尺寸 长?宽?高mm 重量kg

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2678.435250?)?343.7m3，因此可选用五台70m3出料槽。 912100062.0?20.6台即需要21台。 3WL-630 630?1065 2000?2200 1400/1700

3 Y225M-2 45

3100?2450?1120

4070