论文总字数：16715字

摘 要

本文首先对聚氯乙烯（PVC）的物理及化学性质、合成方法和发展情况及前景；同时介绍了干燥技术的概况，主要用于工业生产各个干燥器的特性与发展总趋势。合成聚氯乙烯的后处理过程：首先通过蒸汽汽提 PVC 悬浮液中残余的单体 VCM；再经过离心和气流干燥脱去物料中大部分的水分；最后通过沸腾床干燥器进一步达到工业生产所要求产品的含水量。全文通过计算进行汽提塔、离心机、气流干燥器和沸腾床的设计与选型。

主要选用的设备为：穿流式板式塔、卧式螺旋沉降式离心机、直管式气流干燥器和卧式多室沸腾床。

关键词：干燥 汽提塔 离心机 气流干燥器 沸腾干燥床

Preliminary process design of 10000 tons / year PVC Suspension Polymerization--equipment design and selection

Abstract

Firstly the thesis introduces physical and chemical properties, synthetic methods and developing situations and prospect of polyvinyl chloride (PVC). It also introduces the overview of drying technology, mainly used for characteristics and the general trend of development of various dryers in industrial production. The after treatment process for synthesizing polyvinyl chloride: firstly residual monomer VCM in PVC suspension is extracted through the steam; then it is dehydrated most of water in the material through centrifugation and gas drying; finally, it further meets the required moisture content in industrial production through the boiling bed dryer. In this thesis, the design and selection of every equipment are produced by the calculation.

The main selection of equipment is turhogrid orifice column，horizontal spiral decanter centrifuge，tube type pneumatic dryer，horizontal multicompartment fluidized bed dryer.

Key Words: dry；stripper；centrifugal；machine；gas dryer ；boiling dry bed.

毕业设计任务书

1.设计题目

1万吨/年PVC悬浮聚合初步工艺设计--设备设计与选型部分

2.设计条件

2.1汽提阶段：

塔顶温度62℃，塔底温度102℃，塔顶压力80000Pa, 蒸汽压力0.2MPa

蒸汽全部在塔外冷凝。

汽提后VCM的含量为≤10ppm。

2.2离心阶段：

离心后湿物料的湿含量为0.20kg H₂O/kg干料

2.3气流干燥阶段：

要求物料的湿含量从0.20kg H₂O/kg干料降至0.04kg H₂O/kg干料。空气入口温度t₀=15.4℃,经预热器升温到t₁=150℃，干燥器空气出口温度t₂=70℃

3.设计任务

3.1汽提塔：

塔径、塔高、孔径、孔间距的计算，汽提塔的热量衡算。

3.2离心机的选型。

3.3气流干燥塔：

根据物料衡算计算空气消耗量，计算出口湿含量、塔径及塔高。

3.4沸腾干燥床：

加热段物料出口温度，床层面积，床高等。

4.课题工作量要求

根据设计任务书的要求，完成一份8000字左右的设计说明书。

目 录

摘 要 I

Abstract II

设计任务书 III

第一章 绪论 1

1.1 PVC简介 1

1.2 聚氯乙烯的发展及前景 1

1.3 干燥技术的概况 2

1.4 各种干燥器的特性 3

1.5 干燥技术的发展 5

第二章 汽提塔设计 6

2.1 设计条件 6

2.2 汽提塔设计计算 6

2.3 塔径，开孔率，孔径的计算 7

2.4 开孔率，孔径，孔间距的计算 9

2.5 小孔气速 9

2.6 塔操作弹性计算 9

2.7 附属设备与管道设计 10

2.8 汽提塔热量衡算 11

2.9 塔顶冷凝器所需冷水量 12

2.10 汽提塔技术特性 13

第三章 离心机的选型 14

第四章 气流干燥器设计 15

4.1 物料的基本参数 15

4.2 空气的基本参数 15

4.3 气流干燥器所需风量 15

4.4 气流干燥器的直径计算 16

4.5 气流干燥管长度的计算 18

第五章 内热式沸腾床干燥器设计 20

5.1 设计条件： 20

5.2 PVC树脂物性 20

5.3 加热段物料出口温度 21

5.4 沸腾床床体部分设计 22

5.5 内加热管设计 27

5.6 冷风室及冷风管设计 29

5.7 沸腾床的技术特性 31

结语 33

参考文献 34

致谢 35

第一章 绪论

PVC简介

聚氯乙烯树脂(Polyvinyl Chloride,简称PVC)是由氯乙烯单体(Vinyl Chloride，简称VCM）聚合而成的热塑性高聚物，工业生产主要采用悬浮法、本体法、乳液法和溶液法以及衍生发展的微悬浮法等方法而实现聚合。其外观为一种无定形白色粉末，密度为1.35～1.45g/cm³,表观密度0.45～0.65g/cm³。不同生产方法得到的树脂颗粒粒径不同，一般悬浮法PVC树脂颗粒粒径为60～150μm，本体法PVC树脂颗粒粒径为30～80μm，乳液法PVC树脂颗粒粒径为1～50μm，微悬浮法PVC树脂颗粒粒径为20～80μm。目前，商品化的PVC树脂的平均相对分子质量范围在1.9ⅹ10⁵～5.0ⅹ10⁶之间^[1]。

PVC树脂与聚乙烯(PE)树脂相比，由于碳氢链中加入了氯元素，其物理性质发生改变，氯元素的引入导致聚氯乙烯难燃，遇火可以燃烧，同时释放出盐酸、一氧化碳和苯等物质，无火马上熄灭。在常温下耐磨性比硫化橡胶好、耐腐蚀、耐渗透、综合机械性能、电绝缘性、隔热性等较好。表现出较差的热稳定性和抗冲击能力。在受热和光线照射下，易释放出HCl，表现出较差的热稳定性，一般在80℃开始软化，于100℃以上开始分解，颜色逐渐变黑。纯硬制PVC的缺口冲击强度之有3～5kJ/m2，属于硬脆材料，特别是低温韧性差，温度降低时迅速变硬变脆，受冲击时极易脆裂；而软质PVC的增塑剂迁移性较大，易造成污染并使PVC塑料性能下降。

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