高分子课程设计-离心干燥

分为以下几个子项：

（1）聚合工段-聚合工段与聚合釜的设计

（2）聚合工段-聚合工段与沉析槽的设计

（3）聚合工段-聚合工段与混料槽的设计

（4）离心干燥工段—离心干燥工段与离心机计算与选型

（5）离心干燥工段-离心干燥工段与气流干燥器的设计

（6）8离心干燥工段-离心干燥工段与沸腾（流化）干燥器的设计

计算要求

①合工段-聚合釜的设计

物料衡算、热量衡算、容积计算、电机功率计算和聚合釜传热面积核算，选择合适的聚合釜(2台)

②合工段-沉析槽的设计

物料衡算、热量衡算、容积计算、电机功率计算，选择合适的沉析槽(2台)

③合工段-混料槽的设计

容积按沉析槽的5倍计算，计算电机功率，选择合适的搅拌器，两台设备。

④心干燥工段：离心机设计与选型+中间湿料仓的设计

物料衡算，选择合适的型式和规格（2台）

⑤心干燥工段：气流干燥器的设计+中间干料仓的设计（1套）

物料衡算、热量衡算、计算空气量、蒸汽用量，确定干燥器的主要尺寸和技术参数

⑥心干燥工段-沸腾干燥器的设计（2套）

物料衡算、热量衡算、计算空气量、蒸汽用量，确定干燥器的主要尺寸和技术参数

主要基础参数

1.生产规模3000t/a聚氯乙烯树脂

2.年操作时间7200h

3.消耗定额 1.064tVC/tPVC

4.消耗分配总收率94％。即总消耗6％。其中每个工序的损失分配为：

聚合部分：包括粘壁（釜）、泄漏、泡沫夹带等损失1％。

沉析部分：破坏低聚物及吹风降温损失为1％

其它各工序均为1％。

设计配方

（以下为13.5m3反应釜配方，计算时按照该配方进行折算）

软水6800kg(6.8m3)

VC单体5000kg(5.5 m3)

引发剂 4.7kg

PVA分散剂8kg

NaHCO31kg

Na2S 250g

a.聚合工序10h40min

其中：加水15min

加单体15min

搅拌混合10min

升温20min

反应、降温8h30min

出料20min

清釜、置换50min

b.沉析槽操作周期(含排气、加料、回收单体、升温、保温、冷却、出料)：9h。混料槽操作周期＜9h（及其进料、混合、出料-即离心）

离心9h内离心出5批的物料。

干燥气流干燥器为连续进料，

沸腾干燥器为间歇进料。

其操作周期的确定应能满足生产的需要。

1. PVC概述

聚氯乙烯(PVC)是全球五大热塑性合成树脂之一，产量仅次于聚乙烯，约占世界合成树脂总消费量的30%。PVC树脂价格低廉，其制品广泛应用于工农业建设和人民的日常生活。从整个世界PVC市场的地区分布情况来看，当前，北美洲和亚洲是世界上最大的PVC消费市场；未来十几年间，拉美和中国将成为PVC消费增长最快的地区。因此，伴随我国经济的长期持续稳定发展，PVC生产企业将存在着较大的利润增长空间。

PVC可分为软PVC和硬PVC。其中硬PVC大约占市场的2/3，软PVC占1/3。软PVC 一般用于地板、天花板以及皮革的表层，但由于软PVC中含有柔软剂(这也是软PVC与硬PVC的区别)，容易变脆,不易保存，所以其使用范围受到了局限。硬PVC不含柔软剂，因此柔韧性好，易成型，不易脆，无毒无污染，保存时间长，因此具有很大的开发应用价值。下文均简称PVC。PVC的本质是一种真空吸塑膜，用于各类面板的表层包装，所以又被称为装饰膜、附胶膜，应用于建材、包装、医药等诸多行业。其中建材行业占的比重最大，为60%，其次是包装行业，还有其他若干小范围应用的行业。

2.聚合工艺的选择和生产过程

聚氯乙烯是由氯乙烯通过自由基聚合而成的。生产方法。有悬浮聚合法、乳液聚合法和本体聚合法，以悬浮聚合法为主，约占PVC总产量的80％左右。本次课程设计选择的方法是悬浮聚合，易于调节品种，生产过程易于控制，设备和运行费用低，易于大规模组织生产而得到广泛应用。

PVC生产过程如下

（1）聚合工序：将氯乙烯在一定的温度、压力下，加入适量的助剂，经过聚合反应生成聚氯乙烯。未反应完的氯乙烯经回收处理后循环使用。

（2）分离工序：聚氯乙烯浆料在一定的温度和压力下，经过汽提塔汽提除去聚氯乙烯颗粒中残留的氯乙烯后送往离心干燥工序。

（3）离心干燥工序：将分离后的聚氯乙烯浆料经过换热器冷却后，送至离心干燥工段，经干燥器干燥后含水量约为6%，再送入沸腾床干燥器进行干燥，干燥后的PVC 树脂含水量约为0.5%。

二、沸腾干燥器的基本介绍

1. 沸腾干燥器的基础

流化床干燥器又称沸腾床干燥器，流化干燥是指干燥介质使固体颗粒在流化状态下进行干燥的过程。流化干燥之所以得到广泛的发展，主要有以下几个优点：

(1)由于物料和干燥介质接触面积大，同时物料在床内不断地进行激烈搅动，所以传热效果良好，热容量系数大；

(2)由于流化床内温度分布均匀，从而避免了产品不断被局部过热，所以特别适用于某些热敏物料干燥；

(3)在同一设备内可以进行连续操作，也可进行间歇操作；

(4)物料在干燥器中停留时间可自由调节，由出料口控制，因此可以得到含水量很低的产品。当物料干燥过程存在降速阶段时，采用流化床干燥较为有利。另外，当干燥大颗粒物料，不适于采用气流干燥器时，若采用流化床干燥器，则可通过调节风速来完成干燥操作。(5)干燥装置本身不包括机械运动部件，从而设备的投资费用低廉，维修工作量较小。与气流干燥器相比，流化床干燥器的流体阻力较小，对物料的磨损较轻，气固分离较易，热效率较高(对非结合水的干燥为60%~80%,对结合水的干燥为30%~50%)。

其主要缺点：