年产5万吨聚氯乙烯聚合干燥工序初步工艺设计(14)

来源：网络收集时间：2026-05-16

导读：湖南科技大学本科生毕业设计（论文） Q=1.96×106/（1×3600） =544444J/s 又 Q=KAΔtm 其中 A——传热面积，m2 A=Q/（K·Δtm） =544444/（190.52×57.98） =49.287m2 A 故该整套夹套搅拌器符合要求。经计算，且

湖南科技大学本科生毕业设计（论文）

Q=1.96×106/（1×3600） =544444J/s 又 Q=KAΔtm

其中 A——传热面积，m2 A=Q/（K·Δtm）

=544444/（190.52×57.98） =49.287m2 A<50 m2

故该整套夹套搅拌器符合要求。

经计算，且参考《化工容器及设备简明设计手册》，可选择32000 L的聚合反应釜。由于聚合反应的需要，反应釜要加搅拌装置和夹套。

反应过程中需要密封，以防空气进入，所以要选择封闭式的搪玻璃反应釜(HG 2372—92)。 5.8 底座的选择：

因反应釜外有保温层，可选用型号为： JB/T4725—92 耳座 BN7 材料：Q 235—A·F 的悬挂式支座。 5.9 聚合釜技术参数：

表22 聚合釜的技术参数：

公称直径DN，mm 容积系数VN/VJ 夹套传热面积，m2 容器内公称压力，MPa 夹套内公称压力，MPa 介质温度及容器质搅拌器型号

搅拌轴公称直径dN，mm 搅拌轴转速，r/min 电动机功率，KW

支座型式规格及数量轴密封参考质量，Kg

2650 0.8 24.297 1.1 0.44 0~70 Q-235A/B 开启式直叶涡轮式

750 120 6 悬挂式支座 JB/T4725—92 耳座 BN7

机械密封 28800

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5.10 人孔的设计

[15]

：

为方便釜的清理及检修，在聚合釜顶开一人孔。

选用公称压力为PN=1.6MPa的水平吊盖带颈平焊法兰人孔（HG 21523—95），人孔公称直径选定为DN=500mm。采用榫槽面密封面（TG型）和石棉橡胶板垫片。结构明细表如下：

表23 人孔结构明细表

材料

件号

标准号

名称

数量

Ⅲ

1 2

HGJ 70—91

HGJ 71—91

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

HGJ 61—63—91 HGJ 75—91 HGJ 75—91

GB 95—85 GB 41—86

法兰盖螺柱螺母吊环转臂垫圈20 螺母M20 吊钩

环无缝钢管支承板

1 20 40 1 1 1 2 1 1 1 1

Q235—A Q235—A

垫片

聚四氟乙烯包覆垫

20R

35 25 Q235—A·F Q235—A·F 100HV 4级 Q235—A·F Q235—A·F

20 20R

16MnR 16MnR

HGJ 46—48—91 HGJ 69—91

柔性石墨复合垫

筒节法兰

1 1

Q235—A

20（锻件）

类别代号 Ⅴ 20R

Ⅷ 16MnR 16Mn（锻件）

石棉橡胶垫片

6 干燥装置的设计

6.1 干燥流程的确定

PVC树脂是一种热敏性的,粘性小的,多孔性的粉末状物料,其干燥过程可以看作是一种非结合水的干燥。即经历表面气化和内部扩散的不同控制阶段。为此在干燥过程中采用二级装置,第一级作为表面水分气可以利用气流的瞬时干燥:即快速干燥设备-气流干燥管，这时干燥强度取决于引入的热量,通过加大风量和温度，使较高的湿含量能迅速的降低到临界湿含量的附；第二级作为内部水分扩散，以降低风速和延长时间为宜：即采用流化干燥器，使湿含量达到最终干燥的要求。

干燥PVC的工艺流程为:含水量为20%-25%的聚氯乙烯树脂湿料,经圆盘加料器或螺旋加料器送至第一级脉冲气流干燥器,树脂随热风吹上,进旋风除尘器捕集,这时树脂含水量约为3%-5%。再通过料

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柱控制阀加入流化床干燥器,物料由第一室向最后一室逐渐推移。流化床内树脂被热风吹起,形成流化状态,溢流出口，再由文丘里加料吸入至冷风管冷却。经旋风除尘器捕集至滚筒筛和振动筛过筛,进行成品包装。

气流干燥段已知的参数如下：

进入干燥器的湿物料G=6.47万吨湿物料的含水率W1=0.2

堆积密度ρb=450 kg/ m3 颗粒密度ρp=1400kg/ m3 物料的出口含水率W2=0.2 空气入口温度t0=25℃

物料的比热容Cs=1.26KJ/kg℃ 颗粒的平均直径d=0.12mm 热风入口温度t1=150℃ 平衡湿含量X*=0 物料的最终含水率W2=0.03 临界湿含量X0=0.015 相对湿度 Φ=0.8 初始湿度H0=0.02kg水/kg干气旋风分离器的分离效率97% 物料进入干燥器的温度?1=25℃

沸腾床干燥段已知的参数如下：

湿物料的含水率W‘

1=0.03 颗粒密度ρp=1400kg/ m3

物料的最终含水率W‘

2=0.003 堆积密度ρb=450 kg/ m3

空气入口温度t‘

0=25℃ 物料的比热容Cs=1.26KJ/kg℃ 热风入口温度t‘

1=85℃ 颗粒的平均直径d=0.12mm 平衡湿含量X*=0 初始湿度H0=0.02kg水/kg干气临界湿含量X0=0.015 旋风分离器的分离效率99% 物料进入干燥器的温度?‘

1=25℃ 6.2 干燥器的物料衡算和热量衡算 6.2.1 物料衡算

G1=64700000/(300×24 )kg/h =8986.11kg/h X1=0.2/（1-0.2） =0.25

X2=0.03/（1-0.03） =0.0309

绝干物料量Gc= G1（1-W1） =8986.11(1-0.2) =7188.889 kg/h 蒸发水量W= Gc（X1-X2）

=7188.889×（0.25 -0.0309）kg/h =1575.086kg/h

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气流干燥器干燥物料出口量 G2= G1-W

=8986.11-1575.086 =7411.025 kg/h 因 W=L（H2-H1）所以L=W/（H2-H1） =719.7/（H2-0.012）

根据气流段旋风分离器的分离效率为97%，可得出进入沸腾床干燥器的物料流量G‘1G‘

1=99% G2

=99%×7411.025 =7336.915 kg/h X‘1=0.03/（1-0.03） =0.0309

X‘2=0.003/（1-0.003） =0.003 绝干物料量

Gc，

= G，

，

1（1-W1） =7336.915（1-0.03） =7116.807 kg/h 蒸发水量

W= Gc，

（X，

，

1-X2）

=7116.807（0.0309-0.003） =198.5589 kg/h

沸腾床干燥器干燥器干燥物料出口量 G，

，

，2= G1-W

=7336.915-18.5589

=7138.356 kg/h

则根据沸腾床干燥段旋风分离器的分离效率为99% 于是得出最终含水率为0.5%的干燥产品产量 G=7138.356×0.99 =7066.9725 kg/h =5.088万吨/年因为W，

=L，

（H，

，

2-H1）

所以干空气消耗量L，

=W，

/（H，

，

2-H1）

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=198.5589/（H，

2-0.02） 6.2.2 气流干燥段空气和物料出口温度的确定：

空气的出口温度t2应比出口处湿球温度高出20-50℃（本设计中取25℃），即 t2=tww2+25

由t1=150℃及H1=0.012kg水/kg干气，查《化工原理》[9]湿度图得td=24℃，近似取 tww1= tww2=24℃，于是可得t2=24+25=49℃

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