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2007年常州工程职业技术学院毕业论文
2.4 生产强度
生产强度是单位体积的聚合釜在单位时间内生产的树脂量，是一个综合性的技术指标，体现了生产技术的水平。目前国外最高的聚合生产技术可以达到每年600t/ m3pvc树脂，国内70m3聚合釜生产强度一般可达到280t/(m3·a),若采用的较低循环水温度(例如不高于5℃循环水），生产强度可以达到350t/(m3·a)。70m3聚合釜设计的生产强度为400t/ m3。
2.5 反应中途注水
反应中途注水的工艺是根据反应状况在反应过程的某一阶段用泵向釜内注入一定量的水，以保持物料体积恒定。
反应中途注水技术已经是悬浮法聚氯乙烯生产中不可缺少的生产环节，经过多年的生产实践和实际经验的积累，已经成为聚氯乙烯生产通用技术。但对于注水量、注水起止时间的控制仍然需要根据具体情况进行调节，以满足生产的实际需要达到最佳效果。
聚合转化率是指聚合反应中生成的聚合物占所加入单体质量的百分比。综合多种因素考虑，一般将转化率控制在85%~90%比较适宜。实际生产中可以根据反应热放出量的多少，计算聚合转化率。当聚合转化率达到80%以后，聚合釜的反应压力将会逐步降低，根据反应压力的变化可以推算出转化率。实际生产中压力降达到0.05MPa时，即可终止聚合反应。
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二、 机械设计
在化工生产中，带搅拌的反应釜具有广泛应用。根据国家“刚制压力容器”——
GB150—89标准，结合生产实例，对低压、夹套式的双层搅拌反应釜和搅拌功率设计计算示例如下，以供参考。
釜内：物料比重ρ，黏度μ，温度t，压力P 夹套：水蒸气温度T，压力P 釜容积Vg，传热面积S
⑴釜体设计：
1、估算内径：
2、确定筒体高度： 3、封头设计：
封头选取与筒体相同的内径，下封头即承受内压又承受外压，上封头仅承受内压，考虑受力合理和制造方便，选用标准椭圆形封头，材料也为A3R。
⑵夹套的设计：
夹套用热蒸汽加热，无腐蚀性，与釜体选同一材料A3R，刚材的准备和焊接皆方便。 1、H夹由传热面积来决定，夹套高一般不低于料液高，以保证充分的热交换。 2、校核传热面积 3、夹套直径的确定 4、夹套筒体的壁厚 5、夹套封头的壁厚
⑶搅拌器的设计：
1、搅拌类型选择
由反应的机理可知，低黏度均相混合物的反应，适合与于选用推进式、涡轮式，液面较高时可选用双层搅拌，下层用推进式，上层可用开启式折叶涡轮，使液体在釜内获得良好的混合效果。
推进式搅拌器直径和反应釜直径比为1：（3~4）。其中直径为D，搅拌器距釜低距离C。
采用多层搅拌，各层浆叶间的距离为（1~1.5）D，如距离远则各层浆叶之间的作用场可能有未受到搅拌区，距离近则来自相邻浆叶的液流可能速度相近也混合不好，选择间距c
推进式搅拌器常用转速为100~500rPm。开启式折叶涡轮搅拌器
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2、搅拌功率的计算
① 推进式搅拌器的搅拌功率：
② 开启式折叶涡轮的搅拌功率
③ 总功率的计算
由于釜内存有各种管件起到挡板作用，其影响系数如下：
⑷密封结构的设计:
设计高速压力反应釜搅拌轴微纳米磁性流体密封结构需考虑以下 3 个问题:
(1) 由于反应釜搅拌轴转速较高 ,在离心力的作用下会使磁性流体沿径向发生位移 ,搅
拌轴表面上磁性流体密封环截面边界的距离减小 ,两分界面上的磁感应强度下降。 (2) 由于反应釜搅拌轴长径比较大 ,其转动时的摆动比其它传动轴要大得多 ,使磁性流
体沿径向移动 ,导致磁性流体密封能力下降。
(3) 反应釜内的压力作用使磁性流体沿轴向移动 ,导致磁性流体密封能力下降。
基于上述 3 个问题 ,该课题采用机械填料与微纳米磁性流体联合密封方案 ,来解决其密封泄漏问题 ,结构如图 2 所示。用电磁线圈代替环形永久磁铁 ,使电流增大 ,密封压差提高;在磁性极靴表面开设若干矩形齿结构 ,在外磁场的作用下 ,使微纳米磁性流体稳定在矩形齿下端 ,组成多级密封;在密封槽内填充非磁性材料 ,使微纳米磁性流体边界上的磁感应压差在离心力的作用下增加 ,减小由于搅拌轴转动时的摆动而使磁性流体产生的径向移动 ,减小对密封压差的影响。密封结构如图 3所示。
根据设计要求 ,搅拌轴半径不变 ,微纳米磁性流体饱和磁化 ,相对磁场力 ,重力忽略不计 ,因此 ,密封压差的一般公式可近似表达为: [3]
Δ(p)≈Ms（B2 – B1）3
式中:B1 ,B2———磁性流体与被密封介质的分界面内表面上的磁感应强度; M s———磁性流体的饱和磁化强度。
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(1) 图3所示搅拌轴密封结构技术指标如表2所示,齿槽尺寸如表 3 所示。
（2）电磁线圈的磁感应强度 B 和磁场强度 H :
选取导磁材料为坡莫合金,磁导率μ= 0.025 H/ m,单位长度线圈匝数 n = 15,电流 I = 2 A,则:
B =μnI = 0.025 ×15 ×2 = 0.75 T H = nI = 30 A/ m
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