顺丁橡胶聚合车间工艺设计

程度不够而造成釜内温度上下不均及混合分散程度差的缺点，决定全部采用双螺带式搅拌器，搅拌转速为59 r/min，其它几何参数如下图9-10所示。

查《搅拌设备设计》P59知，当双螺带式搅拌器的几何参数为：diD?0.92～0.98；hdi?08.～5.5；sD?10.；

HD?0.9～2.5；bdi?010.时，同时，在层流区操作时，

其功率准数为：

图9-10

Np?340(h)(Re)?1.0 di当Re > 100 时：

Np?7.0(h)(Re)?0.33 di由前面计算结果可知，各釜的Re值均大于100，所以设计采用后面关系式进行计算，然后，再按下式求出搅拌功率。

P?Np102g???n3?di5

Pa?N?Nm查《搅拌设备设计》P161知，电机功率为：

?

采用机械密封时：

Pm?P填(10%～15%)

式中H— 聚合釜筒体高度，m；

D— 聚合釜筒体内径，m； h — 搅拌器搅拌叶总高度，m； di— 搅拌叶外径，m； s — 搅拌叶螺距，m； b — 搅拌叶宽度，m； Re— 搅拌雷诺准数； Np— 搅拌功率准数；

P — 搅拌功率，KW； ? — 液体密度，kgM； n — 搅拌转速，r/s； g — 重力加速度，ms； Pa— 电机功率，KW；

Pm— 轴密封系统摩擦损失功率，KW； ?— 机械传动效率，KW；(一般?＝0.95～0.98) P填— 填料密封系统摩擦损失功率，KW；

以1号釜为例进行计算：

23设计中取??h???2.3； P填＝0.1P；Pm＝0.15P填；?＝0.95。则： ?di? 2.073?59?5P??606.8?????1.71??17.48KW

102?9.81?60?3Pa?17.48??1?0.015??18.686KW

0.95同理可求其它各釜的P和Pa。见表9-16

表9-16 各釜的P和Pa

釜号 1号 2号 3号 4号 Re 4981.51 239.31 166.12 112.68 Np 2.073 2.641 2.979 3.492 P/KW 17.48 22.904 26.303 31.186 Pa/KW 18.676 24.47 28.10 33.32

取其中最大的电机功率，同时考虑1.65的备用系数，则实际电机功率为55KW。

6、 热量衡算

⑴计算基准 数量基准：kJ/h；基准温度：0℃。 ⑵总热量衡算图如下：

Q1出Q1冲出 Q2出Q2冲出 Q3出Q3冲出 Q3出Q3冲出 Q1冲入 Q2冲入 Q3冲入 Q4冲入

Q1反 Q2反 Q3反 Q4反 Q1夹 Q2夹 Q3夹 Q4夹 Q1搅 Q2搅 Q3搅 Q4搅 Q1入 Q2入 Q3入 Q4入

图9-11 热量衡算总图 ⑶各釜热量衡算关系式：

1号釜 Q1入＋Q1反＋Q1搅＋Q1冲入＝Q1出＋Q1冲出＋Q1夹 2号釜 Q2入＋Q2反＋Q2搅＋Q2冲入＝Q2出＋Q2冲出＋Q2夹 3号釜 Q3入＋Q3反＋Q3搅＋Q3冲入＝Q3出＋Q3冲出＋Q3夹 4号釜 Q4入＋Q4反＋Q4搅＋Q4冲入＝Q4出＋Q4冲出＋Q4夹

⑷搅拌热

根据资料介绍，搅拌热与胶液粘度大小有关。粘度大，搅拌热就大。设计中取1号釜电机功率的70％、2釜电机功率的75％、3号釜电机功率的80％及4号釜电机功率的85％用于形成搅拌热。

⑸各釜热量衡算

1号釜热量衡算(目的确定进料温度) Q1入＝G·Cp·T1

＝8031.039?2.2604?T1＝18153.361T1 kJ/h Q1反＝x·G丁二烯·?H反

＝0.3781?1648.180?1381.38＝860844.05 kJ/h

Q1搅＝55?0.70?3600＝138600 kJ/h Q1冲入＝0(首釜不冲冷油)

Q1夹＝0(因为首釜挂胶严重，传热系数较小，故不用夹套移热)

Q1出＝G·Cp·(T2－T1)

＝8033.136?2.5744?(94－0)＝1943967.5 kJ/h Q1冲出＝0

由1号釜热量平衡关系式知： Q1入＝Q1出－(Q1反＋Q1搅)

18153.361T1＝1943967.5－(860844.05＋138600)

解得：

T1＝52℃

2号釜热量衡算(目的确定冲冷油量) Q2入＝Q1出＝1943967.5 kJ/h

Q2反＝0.2351?1648.18?1381.38＝535266.96 kJ/h Q2搅＝55?0.75?3600＝148500 kJ/h Q2冲入＝0(T2冲＝0) Q2出＝Q2入 Q2夹＝K2·A2·?tm2

已知：冷却盐水 t进＝-12℃，t出＝-8℃。

?t1＝T－t进＝94－(－12)＝106℃ ?t2＝T－t出＝94－(－8)＝102℃

??t1?106?104.?2 102??tm?106?102?104℃ 220K2＝41.22 W(m?C)

取A2＝27m 则：

Q2夹＝41.22?27?104?3.6＝416684.74 kJ/h

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