膠粘劑工業(yè)生產(chǎn)(2.3)自學(xué).

1、 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-281制膠車間工藝設(shè)計(jì)基本知識(shí)制膠車間工藝設(shè)計(jì)基本知識(shí) 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-282第一節(jié)第一節(jié) 制膠車間工藝設(shè)計(jì)的基本原則與要求制膠車間工藝設(shè)計(jì)的基本原則與要求 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-283 一、制膠車間工藝設(shè)計(jì)的基本原則 制膠車間的工藝設(shè)計(jì)包括樹脂合成配方、合成工藝及產(chǎn)量的確定、設(shè)備的選用及數(shù)量的確定、工藝流程圖、工藝布置圖，提出水、電、汽的供應(yīng)要求，冷卻水回收系統(tǒng)、污水處理與排放、生產(chǎn)環(huán)境的安全等等。一般應(yīng)遵循以下基本原則： （一）首先應(yīng)根據(jù)年耗

2、膠量或者根據(jù)制膠車間的供膠范圍準(zhǔn)確計(jì)算出該車間各品種膠粘劑的年產(chǎn)量。 （二）根據(jù)年產(chǎn)量計(jì)算和確定制膠車間應(yīng)配備的主要設(shè)備的容量及數(shù)量。計(jì)算時(shí)制膠車間的年工作日以280天計(jì)，工作制度以每日兩班計(jì)或按工廠的具體條件確定。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-284 （三）根據(jù)工廠的具體要求和主要設(shè)備的數(shù)量畫出工藝流程圖。并根據(jù)工藝流程圖的要求對主要設(shè)備及輔助設(shè)備進(jìn)行選型或設(shè)計(jì)。 （四）車間的工藝布置應(yīng)與工藝流程圖相符合，車間的位置應(yīng)盡量設(shè)計(jì)在工廠的下風(fēng)向位置，并且應(yīng)遠(yuǎn)離住宅區(qū)。還應(yīng)考慮到水、電、汽供應(yīng)及原材料與產(chǎn)品的運(yùn)輸方便。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選

3、修課2022-4-285（五）制膠車間工藝設(shè)計(jì)應(yīng)包括三個(gè)生產(chǎn)工段： 原料準(zhǔn)備工段： 各種化學(xué)物料的準(zhǔn)備和計(jì)量。 樹脂合成階段： 樹脂合成的主要設(shè)備及操作設(shè)施。 成品貯存、包裝運(yùn)輸工段：包括樹脂貯罐、裝桶、泵送等。 （六）工藝設(shè)計(jì)應(yīng)執(zhí)行工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，車間內(nèi)的甲醛的濃度應(yīng)3mg/l; 苯酚濃度應(yīng)5mg/l。 （七）車間排出的廢水（脫水液和洗滌液）應(yīng)集中治理，使其達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，不得直接排放。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-286 二、對制膠車間各部分工藝設(shè)計(jì)的要求二、對制膠車間各部分工藝設(shè)計(jì)的要求 對制膠車間進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)，必須對廠房建筑、車間內(nèi)部設(shè)對制膠車

4、間進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)，必須對廠房建筑、車間內(nèi)部設(shè)置、供汽、供水、供電以及對化工原料的貯存等提出要求，置、供汽、供水、供電以及對化工原料的貯存等提出要求，以滿足合成樹脂生產(chǎn)的需要。這些要求以保證產(chǎn)品質(zhì)量、操以滿足合成樹脂生產(chǎn)的需要。這些要求以保證產(chǎn)品質(zhì)量、操作方便和安全為前提。作方便和安全為前提。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-287（一）對廠房建筑的要求（一）對廠房建筑的要求 廠房建筑的耐火等級(jí)是按生產(chǎn)的火災(zāi)危險(xiǎn)性廠房建筑的耐火等級(jí)是按生產(chǎn)的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別確定的。一般生產(chǎn)危險(xiǎn)性屬甲類或乙類類別確定的。一般生產(chǎn)危險(xiǎn)性屬甲類或乙類的廠房建筑的耐火等級(jí)可為一級(jí)或二級(jí)。廠的

5、廠房建筑的耐火等級(jí)可為一級(jí)或二級(jí)。廠房應(yīng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為宜，車間內(nèi)嚴(yán)禁房應(yīng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為宜，車間內(nèi)嚴(yán)禁使用明火和吸煙。使用明火和吸煙。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-288 甲醇貯存庫的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)按火災(zāi)危險(xiǎn)性類別乙級(jí)考慮。 由于苯酚、甲醛都易揮發(fā)，其氣體對人體有害，為保證車間內(nèi)空氣中苯酚、甲醛的濃度符合工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，在設(shè)計(jì)廠房時(shí)，在資金允許的情況下，應(yīng)盡量增加廠房的層高，多設(shè)窗戶，并在外坪上留有安裝排氣裝置的排氣孔。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-289 制膠車間一般為兩層或兩層以上建筑，操作人員在二樓操作。為

6、減輕施加固體物料的勞動(dòng)強(qiáng)度，常在安裝冷凝器的一側(cè)設(shè)置加料平臺(tái)，可采用角鋼或槽鋼支架，上鋪鋼板，并留有加料孔。因此在二層以至三層樓板上應(yīng)有吊運(yùn)固體物料的方孔。 因制膠車間內(nèi)嚴(yán)禁使用明火及吸煙，所以一般在廠房二樓應(yīng)考慮設(shè)置生活間。另外，為便于及時(shí)檢測合成樹脂的質(zhì)量指標(biāo)，還應(yīng)設(shè)置化驗(yàn)室。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2810 車間地面宜鋪水泥，底層平面應(yīng)有一定的傾斜度，以便于洗滌和排水。還應(yīng)設(shè)排水溝，可以將符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)的污水通過排水溝排放。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2811 （二）對合成樹脂車間內(nèi)部設(shè)施的要求（二）對合成樹脂

7、車間內(nèi)部設(shè)施的要求 1. 車間內(nèi)部的布置，應(yīng)在滿足工藝設(shè)計(jì)要求的前提下，力求做到整齊、美觀，有良好的采光和通風(fēng)條件，便于工人操作，確保安全生產(chǎn)。 2. 應(yīng)充分利用天然的采光和自然通風(fēng)條件，將產(chǎn)生有害氣體的設(shè)備或崗位盡量設(shè)置在車間的下風(fēng)向。也可采用半敞開的建筑或采取隔斷措施，盡量減輕其污染程度，以改善工人操作條件。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2812 3. 車間內(nèi)設(shè)備布置在保證安裝、檢修、生產(chǎn)操作、管路鋪設(shè)要求的前提下，應(yīng)盡量緊湊。但主要通道寬度不應(yīng)小于1.5m。 4. 車間內(nèi)需留有堆放固體化工原料的場所，一般貯存量不超過一天的用量。 5. 合成樹脂生產(chǎn)所需各

8、種化工物料需設(shè)置準(zhǔn)確的計(jì)量儀表或設(shè)備，該儀表或設(shè)備應(yīng)操作簡便，穩(wěn)定可靠，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2813 6. 樹脂的貯存可在底層配置貯罐，樹脂的輸送可采用罐車裝運(yùn)或直接用泵輸送至用膠車間。一般粘度較大的樹脂，運(yùn)距小于5060m，可用泵輸送。貯存三聚氰胺樹脂的貯罐周圍需有采暖裝置，以保證樹脂在冬季低溫時(shí)有一定的貯存期。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2814 （三）對管道布置及顏色的要求（三）對管道布置及顏色的要求 1. 為求整齊方便，管道應(yīng)裝成直線或互相平行，轉(zhuǎn)彎處應(yīng)成直角。并最好用一頭堵塞的三通管來代替

9、部分肘管或彎管，以便于清理及添裝支管。在螺紋聯(lián)接的管路上，應(yīng)適當(dāng)?shù)嘏渲靡恍┗罟苈?lián)接或法蘭聯(lián)接，以便于安裝拆卸。 2. 管道應(yīng)盡可能沿廠房墻壁安裝，管與管間及管與壁間距離以能檢查修理為準(zhǔn)，管道通過人行通道時(shí)，最低點(diǎn)離地不得低于2米。管道不能緊靠地面，以免妨礙操作工人行走、運(yùn)輸及損壞管子。低位的管子應(yīng)安放于干燥的地道中。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2815 3. 管道應(yīng)避免通過電機(jī)或配電板的上空以及兩者的鄰近。包有保溫材料（如石棉硅藻土膠泥）的蒸汽管路應(yīng)安放在不易濺濕的地方。 4. 并列管道上的管件與閥件應(yīng)錯(cuò)開安裝，且管件與閥件不得位于通道的上空。 5. 輸送腐

10、蝕性物料的管道，突緣接合處不得位于通道的上空。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2816 6. 管道布置時(shí)應(yīng)盡量利用地形或?qū)痈呤构軆?nèi)物料采取自上而下的自流方式，避免管道迂回曲折或多次泵送的方式。 7. 因制膠車間管道較多，為避免操作失誤，應(yīng)將各種管道按其輸送物料不同涂飾成不同顏色。涂裝顏色可按國家統(tǒng)一規(guī)定進(jìn)行，如表111。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2817 表1 輸送物料管道涂裝的顏色 8. 苯酚通過的管道都需要保溫材料保溫，以免在輸送過程中凝結(jié)而堵塞管道。被輸送物料之種類 自來水 蒸 汽 真空系統(tǒng) 甲醛水溶液 苯 酚 污 水

11、 管 道 顏 色 綠 色 白 灰 紅 紅白圈 黑 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2818 (四四)對供水供氣的要求對供水供氣的要求 1. 進(jìn)入制膠車間的清水壓力不低于0.39MPa，混濁度不大于20mg/l，進(jìn)水溫度要求保持在30以下。 2. 進(jìn)入制膠車間的飽和蒸汽壓力應(yīng)小于0.50MPa，供氣壓力要求穩(wěn)定。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2819(五五)對化工物料貯存的要求對化工物料貯存的要求1. 甲醛水溶液（或脲醛預(yù)縮液）以貯罐貯存，貯罐可用不銹鋼或鋼板內(nèi)襯玻璃鋼制成，貯罐底部應(yīng)敷設(shè)蒸汽管道，同時(shí)利用其可把甲醛液上下翻動(dòng)，以避

12、免甲醛水溶液在冬季低溫時(shí)過多的聚合。貯罐可露天設(shè)置或在室內(nèi)（北方寒冷地區(qū)的甲醛貯罐應(yīng)設(shè)在室內(nèi)，室內(nèi)還應(yīng)有采暖設(shè)施，以保證室溫在15左右），但一般都設(shè)置在室外，以節(jié)省建筑面積，避免室內(nèi)空氣污染。甲醛溶液的輸送設(shè)有泵房以輸液泵輸送。2. 其它化工物料可專設(shè)倉庫貯存，但應(yīng)保持干燥。存放時(shí)應(yīng)根據(jù)各種物料的化學(xué)性質(zhì)分類隔開放置。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2820 第二節(jié) 車間主要設(shè)備及其工藝參數(shù) 制膠車間的主要設(shè)備為反應(yīng)釜、冷凝器及真空泵，各種原料的高位貯罐和重量計(jì)量罐（或槽），還需要一些輔助設(shè)備，如輸液泵、貯水罐、真空罐、脫水罐、貯膠罐、氣水分離器等。 應(yīng)化及材料

13、本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2821 一、反應(yīng)釜（反應(yīng)鍋）一、反應(yīng)釜（反應(yīng)鍋） 反應(yīng)釜是制備合成樹脂的主要設(shè)備之一，由釜體、攪拌器、減速器三部分組成 （一）反應(yīng)釜釜體（一）反應(yīng)釜釜體 釜體是物料在其中攪拌和進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的場所。反應(yīng)釜的實(shí)際容積即釜體的容積。但生產(chǎn)時(shí)由于物料可能產(chǎn)生泡沫或沸騰，造成物料體積增大，所以一般裝料容積小于反應(yīng)釜的實(shí)際容積。它們之間存在以下關(guān)系： 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2822 V裝= V實(shí) 式中：V裝裝料容積 V實(shí)實(shí)際容積 裝料系數(shù)（或裝載系數(shù)） 裝料系數(shù)是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件或試驗(yàn)結(jié)果確定的。若生產(chǎn)脫水樹脂，

14、為0.750.8，而生產(chǎn)不脫水樹脂時(shí)，可達(dá)0.9。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2823 （二）攪拌器（二）攪拌器 攪拌器是反應(yīng)釜上最主要配件之一，直立于釜的中央，在電機(jī)的帶動(dòng)下以一定的方向和轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)推動(dòng)被攪拌的物料（以液相為主）發(fā)生運(yùn)動(dòng)。使物料在這種運(yùn)動(dòng)中，發(fā)生動(dòng)量、質(zhì)量和熱量的傳遞，從而使被攪拌液體從非均勻狀態(tài)變成均勻狀態(tài)，使釜內(nèi)反應(yīng)液的反應(yīng)條件均勻，消除樹脂在釜壁處受蒸汽影響發(fā)生過熱現(xiàn)象，避免樹脂反應(yīng)不均一或局部固化，并提高了反應(yīng)速率，以保證能夠合成符合質(zhì)量要求的均勻的樹脂。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2824

15、（三）軸封（三）軸封 攪拌器的軸上要裝置滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承，還要裝配穿過封頭的軸封裝置，與聯(lián)軸節(jié)和傳動(dòng)部分相聯(lián)。軸封裝置對于常壓反應(yīng)釜來說，主要是用于在釜內(nèi)須減壓抽真空時(shí)避免泄露以及揮發(fā)性物質(zhì)的逸出。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2825 軸封的方法有兩種： 1.填料密封：它的基本結(jié)構(gòu)是在轉(zhuǎn)軸和靜止零件（填料室）的間隙中，添入軟的填料，常用的密封填料為油浸石棉盤根、石墨石棉盤根、橡膠夾布填料、軟青鋁絲、石棉繩浸漬四氟乙烯、耐磨尼龍、聚四氟乙烯等。在反應(yīng)的物料有毒或易燃、易爆的場合，石墨石棉盤根應(yīng)用得較普遍。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課20

16、22-4-2826 2.機(jī)械密封：是利用一個(gè)固定的帶密封圈的靜環(huán)和一個(gè)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)的帶密封圈的動(dòng)環(huán)，使二者在與轉(zhuǎn)軸軸線垂直的平面上緊密貼合接觸，保持密封，又叫端面密封。 機(jī)械密封和填料密封相比有很多優(yōu)點(diǎn)，在釜內(nèi)壓力低于0.49Mpa以下時(shí)密封效果好，泄露量比填料密封小得多，甚至可以達(dá)到基本不泄露，摩擦功率消耗也只有填料密封的1015%，使用壽命長，無須經(jīng)常檢修。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工和安裝的技術(shù)要求較高，價(jià)格也較高。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2827 （四）傳動(dòng)裝置（四）傳動(dòng)裝置 攪拌器有電機(jī)帶動(dòng)，由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速較高，故一般須通過減速器減速后再與攪拌軸相連接。因

17、而傳動(dòng)裝置包括電機(jī)和減速器兩部分。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2828 減速器可采用蝸桿減速器和行星齒輪減速器。由于攪拌軸要求的轉(zhuǎn)速只有幾十r/min，與電機(jī)轉(zhuǎn)速相差很大，故要求用傳動(dòng)比較大的減速器。上述兩種減速器均能達(dá)到較大的傳動(dòng)比，而且結(jié)構(gòu)緊湊，相對體積小，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪音小。特別是行星齒輪轉(zhuǎn)速器，不但重量和體積比蝸桿減速器小得多，還具有傳動(dòng)功率高的特點(diǎn)，因此目前是作為反應(yīng)釜配套減速器用的最多的一種。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2829 二、冷凝器二、冷凝器 冷凝器即換熱器，也可稱為熱交換器，是進(jìn)行熱交換的設(shè)備。 換熱器的

18、換熱效果取決于制造材料、換熱面積、冷卻或加熱源的溫度與物料溫度差、壓力、換熱方式等。 換熱器有多種形式，而制膠車間常用的是列管式換熱器。列管式換熱器雖然在換熱效率、緊湊性與金屬消耗量等方面不及高效緊湊式換熱器，但它具有結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固、適應(yīng)性強(qiáng)、處理能力大、選材范圍廣、造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)，因而目前在國內(nèi)外各種工業(yè)中的應(yīng)用還是占主要地位。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2830 三、真空泵三、真空泵 真空是指在給定的空間內(nèi)氣體分子的密度低于該地區(qū)大氣壓的氣體分子密度狀態(tài)。 真空泵的型式有多種，按其結(jié)構(gòu)不同可分為往復(fù)式、回旋式（旋片式和滑閥式）、水環(huán)式和噴射式等，這些型式

19、的真空泵都已在制膠車間中應(yīng)用過。目前我國木材工業(yè)的制膠車間用的較多的是水環(huán)式和往復(fù)式真空泵，少數(shù)廠使用旋片式真空泵。還有個(gè)別廠正在試用噴射式真空泵。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2831 四、其它輔助設(shè)備（附管道）四、其它輔助設(shè)備（附管道） 制膠車間除上述三種主要設(shè)備外，還需要一些輔助設(shè)備，以保證制膠工藝過程的實(shí)施。這些輔助設(shè)備主要是液體物料及固體物料的輸送設(shè)備、原料計(jì)量設(shè)備、原料和產(chǎn)品貯罐以及其它氣液分離設(shè)備等等。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2832 （一）輸液泵（一）輸液泵 制膠車間常用槽車運(yùn)輸甲醛溶液，故需用泵把甲醛溶

20、液輸送至甲醛貯罐，生產(chǎn)時(shí)將甲醛由貯罐輸送至甲醛計(jì)量罐。一般用耐酸泵、玻璃鋼離心泵，也有用齒輪泵，但普遍存在泄漏問題，使泵房的空氣污染，甲醛濃度往往大大超過允許濃度?，F(xiàn)在有的工廠采用不銹鋼全封閉式屏蔽泵解決了這個(gè)問題，使用效果很好。輸送水使用離心水泵。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2833 （二）固體物料輸送設(shè)備（二）固體物料輸送設(shè)備 固體物料（如尿素、三聚氰胺）一般都是袋裝的，需用電動(dòng)葫蘆輸送到加料臺(tái)上。 固體物料加入反應(yīng)釜，現(xiàn)大多數(shù)還是倒入加料臺(tái)的加料孔中，讓物料從加料管進(jìn)入加料口的漏斗中，再進(jìn)入反應(yīng)釜，也有使用尿素機(jī)械加料裝置（如螺旋推進(jìn)器或皮帶運(yùn)輸裝置）

21、加料的。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2834 （三）容器類設(shè)備（三）容器類設(shè)備 包括甲醛貯罐（單個(gè)容積為50m3、100m3、200m3）、膠貯罐、冷凝液貯罐（脫水用）、緩沖罐、計(jì)量罐等，這些都是非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，可根據(jù)工廠的具體條件和生產(chǎn)要求設(shè)計(jì)制造。 甲醛溶液貯罐的容積和數(shù)量按生產(chǎn)量而定。一般貯存量至少要能供兩天生產(chǎn)用。貯罐內(nèi)部或外部需有加熱裝置，以保證冬季低溫季節(jié)甲醛溶液的溫度能在15左右。貯罐裝滿甲醛溶液后，使用前應(yīng)取樣測定其甲醛和甲醇含量。 苯酚計(jì)量罐和三聚氰胺貯槽都應(yīng)有保溫裝置。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2835

22、四）計(jì)量設(shè)備四）計(jì)量設(shè)備 液體物料計(jì)量可采用流量計(jì)、液位計(jì)，最好是用重量計(jì)量及磅秤等，而固體物料計(jì)量多使用磅秤。大型生產(chǎn)設(shè)備的反應(yīng)釜及尿素等計(jì)量裝置可采用壓敏式電子計(jì)量裝置。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2836 （五）管道（五）管道 管道一般都用碳鋼管，輸送甲醛的管道需用不銹鋼管，管道直徑一般根據(jù)配用設(shè)備的接管口直徑來確定。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2837 第三節(jié) 制膠車間工藝流程 目前制膠車間的工藝流程有3種：間歇法、預(yù)縮合間歇法和連續(xù)法。我國普遍采用間歇法，而國外這三種工藝流程都有。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及

23、材料本科專業(yè)選修課2022-4-2838 一、間歇法工藝流程一、間歇法工藝流程 間歇法工藝流程為單反應(yīng)釜，將所需原料按比例加入反應(yīng)釜內(nèi)，然后按反應(yīng)的工藝條件進(jìn)行反應(yīng)，直至形成初期樹脂后，冷卻放料。這種工藝流程的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)需要隨時(shí)變換操作條件，靈活性大，適用于多品種生產(chǎn)。但具有生產(chǎn)效率低，需要的設(shè)備多等缺點(diǎn)。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2839 間歇法工藝流程如圖116所示。苯酚經(jīng)熔融后可用真空吸入法抽入反應(yīng)釜，也可以先抽入計(jì)量罐（需有保溫裝置），再加入反應(yīng)釜。其它液體原料一般用真空吸入法抽入計(jì)量罐，然后利用高位放入反應(yīng)釜。固體原料（如尿素、三聚氰胺）多采

24、取在反應(yīng)釜的斜上方設(shè)一三層平臺(tái)，平臺(tái)上有加料孔，尿素稱重后（或以袋計(jì)量），由人工或機(jī)械加入加料孔，加料孔下接一斜置滑道通至反應(yīng)釜上的加料漏斗。反應(yīng)釜通過冷凝器接真空系統(tǒng)，計(jì)量罐直接接真空系統(tǒng)。目前甲醛一般利用泵送入計(jì)量罐，而苯酚則用真空吸入計(jì)量罐。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2840 冷卻水循環(huán)都是從反應(yīng)釜或冷凝器的下端接管進(jìn)入，上端接管輸出。冷卻水若回用可經(jīng)過冷卻塔冷卻后流至貯水池，再用泵打至水箱備用。如制造酚醛樹脂有回流過程，需在冷凝器下面接一回流管回到反應(yīng)釜，回流管一般都有一U形彎頭，以造成液封，使回流能順利進(jìn)行。從真空泵到冷凝器之間都有冷凝液貯罐或脫

25、水罐和緩沖罐，也有的在緩沖罐和真空管之間再裝幾個(gè)氣水分離器，這些輔助設(shè)備可使進(jìn)入真空泵的氣體盡量少含或不含水分或腐蝕性的物質(zhì)。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2841 合成后的樹脂從反應(yīng)釜底部的放料口放出，可以裝小桶，也可以放入貯膠罐，在需要使用時(shí)用泵輸送至用膠的車間。合成樹脂膠粘劑的冷卻除采用反應(yīng)釜自身冷卻降溫之外，還可采用換熱器冷卻。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2842 間歇式工藝流程較適合我國的國情。因我國的木材加工企業(yè)都自設(shè)制膠車間，制造的樹脂主要供本廠適用，產(chǎn)量不是很高，而一些大廠，產(chǎn)品品種多，因而制造的樹脂品種也多

26、，產(chǎn)量又不相同，因而用單釜操作，能充分發(fā)揮其靈活性，滿足木材工業(yè)的需要。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2843 二、預(yù)縮合間歇法工藝流程二、預(yù)縮合間歇法工藝流程 預(yù)縮合間歇法工藝流程如圖117所示，先把部分原料加入預(yù)縮合槽內(nèi)，如生產(chǎn)酚醛樹脂，可先加入全部苯酚和部分甲醛。讓原料在預(yù)縮合槽內(nèi)基本上完成第一階段羥甲基化的加成反應(yīng)，然后將預(yù)縮合液用泵打入反應(yīng)釜中再加入剩余的原料，使其在一定的條件下繼續(xù)反應(yīng)，直至達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)后，經(jīng)冷卻器冷卻，即放入膠液貯槽。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2844 這種工藝流程特別適合于甲醛制造車間與制膠

27、車間連在一起或距離較近的情況下采用。因?yàn)檫@有利于解決高濃度甲醛的利用問題，因甲醛的濃度超過50%時(shí)，在常溫下就會(huì)很快聚合。若在濃甲醛溶液中加入苯酚或尿素制成預(yù)縮合液，再進(jìn)一步反應(yīng)制得樹脂，可以不需濃縮就得到固體含量為65%甚至更高的樹脂液。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2845 采用這種工藝流程，由于原料物質(zhì)的第一步羥甲基化反應(yīng)已在預(yù)縮合槽中完成，而且又有利于使用高濃度的甲醛溶液，因而預(yù)縮合液到反應(yīng)釜中反應(yīng)的時(shí)間可大大縮短，又由于不需脫水，節(jié)省了能源消耗，縮短了生產(chǎn)時(shí)間，使生產(chǎn)效率比間歇法工藝流程提高1倍以上，而又仍然具有單釜操作的靈活性。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)

28、選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2846 三、連續(xù)法工藝流程三、連續(xù)法工藝流程 連續(xù)法工藝流程是由多釜（35個(gè)反應(yīng)釜）串聯(lián)組成主反應(yīng)系統(tǒng)，另附有稀膠液貯槽、蒸發(fā)器、回流冷凝器等設(shè)備。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2847 為連續(xù)法生產(chǎn)脲醛樹脂的工藝流程，第一是尿素與甲醛的預(yù)縮合釜，反應(yīng)液連續(xù)通過后面的4個(gè)反應(yīng)釜。每個(gè)反應(yīng)釜的摩爾比、反應(yīng)介質(zhì) pH值和反應(yīng)溫度都不同，摩爾比是通過加入不同的尿素量來控制的。反應(yīng)介質(zhì)的pH值用連續(xù)測定pH計(jì)測定。從第5個(gè)反應(yīng)釜出來的樹脂液進(jìn)入稀膠液貯罐，然后用泵將稀膠液打入蒸發(fā)器中進(jìn)行減壓脫水，通過分離器將蒸發(fā)的水分經(jīng)冷

29、凝器冷卻后排出，同時(shí)膠液由分離器的下部通過冷凝器，使膠液溫度降至40oC以下，進(jìn)入膠液貯槽。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2848 采用連續(xù)法工藝流程的優(yōu)點(diǎn)是：由于嚴(yán)格控制每個(gè)釜的原料摩爾比、反應(yīng)介質(zhì)pH值及最佳反應(yīng)時(shí)間，因而副反應(yīng)少，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)；所需設(shè)備少；生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)率比間歇法提高56倍或更多。但它也存在一些缺點(diǎn)，由于對進(jìn)料比、進(jìn)料速度、催化劑的活性和用量、反應(yīng)介質(zhì)pH值、反應(yīng)溫度及時(shí)間等條件控制非常嚴(yán)格，因而對設(shè)備的自動(dòng)化程度及測試手段的要求較高；生產(chǎn)的靈活性小，一般生產(chǎn)品種較單一。因此這種工藝流程適合于產(chǎn)量大、品種少的制膠車間。

30、 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2849 第四節(jié) 合成樹脂生產(chǎn)的自動(dòng)化控制 隨著木材綜合利用的發(fā)展，對膠粘劑的數(shù)量和質(zhì)量的要求隨之提高。而我國木材工業(yè)用膠粘劑的生產(chǎn)，基本上都是憑操作工人的經(jīng)驗(yàn)，并采用一些簡單的測試方法由人工來進(jìn)行生產(chǎn)控制，因而不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)條件差，而且樹脂的質(zhì)量不穩(wěn)定。有時(shí)還會(huì)發(fā)生一些質(zhì)量事故，導(dǎo)致樹脂報(bào)廢或膠接的產(chǎn)品質(zhì)量低劣。而對樹脂的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，是消除人為誤差，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，用科學(xué)方法保證樹脂質(zhì)量的有效途徑。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2850 對合成樹脂生產(chǎn)的自動(dòng)化控制，

31、國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家早已實(shí)現(xiàn)。我國也早已有科研單位進(jìn)行了研究，但目前仍只有個(gè)別工廠正在實(shí)施。下面僅就國內(nèi)外在合成樹脂生產(chǎn)中已實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化控制作一簡介。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2851 一、液位定量控制系統(tǒng)一、液位定量控制系統(tǒng) 在制膠生產(chǎn)中，液位定量控制可用于對計(jì)量罐的定量上料和定量放料、脫水量的控制、減壓脫水時(shí)的溢鍋控制等。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2852 計(jì)量罐的定量上料控制、冷凝液貯罐的脫水量控制及減壓脫水時(shí)的溢鍋控制的檢測原理基本上相同，都是利用檢測電極作為控制觸點(diǎn)，當(dāng)液面上升到觸及檢測電極的位置時(shí)，通過控制器使

32、所控制的容器放空，來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。而計(jì)量罐向反應(yīng)釜的定量放料，則是當(dāng)檢測電極剛脫開液面時(shí)，通過控制器使放料閥自動(dòng)關(guān)閉來進(jìn)行控制的。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2853 二、二、pH值自動(dòng)控制系統(tǒng)值自動(dòng)控制系統(tǒng) 主要用于脲醛樹脂或三聚氰胺樹脂的生產(chǎn)中，將反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)液用泵打到冷卻器中，冷凝到65oC以下后，經(jīng)酸度計(jì)測定pH值后再返回反應(yīng)釜。這樣循環(huán)往復(fù)可連續(xù)測定pH值，稱為pH值體外循環(huán)檢測系統(tǒng)。再配上酸、堿加料定量控制系統(tǒng)（由膠管電動(dòng)開關(guān)和酸、堿加料量時(shí)間控制電路組成），其加料量控制精度可達(dá)1%。以此來控制pH值。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科

33、專業(yè)選修課2022-4-2854 三、升溫控制及溫度記錄調(diào)節(jié)系統(tǒng)三、升溫控制及溫度記錄調(diào)節(jié)系統(tǒng) 在制膠生產(chǎn)過程中，溫度的變化是反映化學(xué)反應(yīng)是否正常的重要操作參數(shù)。在采用間歇式工藝流程時(shí)，由于是單釜操作，幾乎都有升溫、保溫、降溫的過程，因而溫度的測量和控制成為保證反應(yīng)過程順利進(jìn)行和安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2855（一）升溫控制系統(tǒng)（一）升溫控制系統(tǒng) 由于制膠車間常用的夾套式蒸汽加熱反應(yīng)釜的溫度變化特點(diǎn)是滯后現(xiàn)象嚴(yán)重。而在反應(yīng)釜容積、蒸汽壓力、進(jìn)汽管徑、冷凝水出水管徑以及環(huán)境溫度一定的條件下，反應(yīng)釜的升溫速度與進(jìn)蒸汽的時(shí)間和冷凝水的放出時(shí)

34、間直接相關(guān)，因此只要控制好進(jìn)蒸汽和放冷凝水的時(shí)間，就能達(dá)到所要求的升溫速度。升溫控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以用兩位式電磁閥來供給蒸汽熱源，采用時(shí)間控制，蒸汽閥通電打開時(shí)蒸汽進(jìn)入夾套加熱。蒸汽閥關(guān)閉時(shí)停止供汽，進(jìn)入夾套的蒸汽繼續(xù)與反應(yīng)釜壁進(jìn)行熱交換，并不斷形成冷凝水。冷凝水由電磁閥定時(shí)放出，以保證反應(yīng)釜加熱的效率。蒸汽閥的通斷時(shí)間，即反應(yīng)釜的進(jìn)蒸汽時(shí)間由升溫速度決定。出水閥放冷凝水的通斷時(shí)間以不放出蒸汽、節(jié)約能源為原則。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2856 （二）溫度記錄系統(tǒng)（二）溫度記錄系統(tǒng) 1.反應(yīng)釜溫的記錄調(diào)節(jié)： 測量反應(yīng)釜溫度檢測點(diǎn)的位置可以放在反應(yīng)釜的夾套

35、中，也可以直接在反應(yīng)液中。直接安在反應(yīng)液中更有利于溫度的控制?？蓪⒂胁讳P鋼保護(hù)套管的鉑熱電阻直接插在反應(yīng)液中，以自動(dòng)平衡電橋記錄儀記錄溫度的變化。然后以繼電控制電路來控制升溫（開啟蒸汽閥和定時(shí)開關(guān)下出水閥）、保溫（關(guān)閉蒸汽閥和下出水閥）、降溫（開啟冷卻水閥和上出水閥），如升溫降溫有一定時(shí)間限制，則在繼電控制電路中接入時(shí)間控制電路。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2857 2.冷凝器（冷卻器）的溫度調(diào)節(jié)：可采用位式調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由感溫元件鉑熱電阻（動(dòng)圈式）、溫度指示調(diào)節(jié)儀和進(jìn)水電磁閥組成。電磁閥安裝在冷卻水進(jìn)水口管路上，檢測點(diǎn)設(shè)在冷凝器的物料出口處，當(dāng)冷卻水流量不能滿

36、足冷卻要求時(shí)，出料口的溫度升高，當(dāng)達(dá)到給定值時(shí)，通過繼電器使電磁閥得電開通，進(jìn)水量增加，保證了冷凝器的冷卻效果。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2858 四、其它自動(dòng)化控制四、其它自動(dòng)化控制 要實(shí)現(xiàn)樹脂生產(chǎn)的全自動(dòng)化控制，除了上述幾種自動(dòng)化控制系統(tǒng)外，還應(yīng)包括固體物料的加料自動(dòng)化、粘度的自動(dòng)連續(xù)測量和控制、透明點(diǎn)報(bào)警等等。 （一）固體物料的加料自動(dòng)化（一）固體物料的加料自動(dòng)化 固體物料（如尿素、三聚氰胺）可通過電子秤稱重后，以料斗式皮帶運(yùn)輸機(jī)或螺旋進(jìn)料器自動(dòng)進(jìn)料。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2859 （二）粘度自動(dòng)控制和報(bào)警（

37、二）粘度自動(dòng)控制和報(bào)警 由于連續(xù)而正確地測定粘度，難度較大，國外也多采用手工測定，但這仍是今后需研究的方向。 （三）透明點(diǎn)報(bào)警（三）透明點(diǎn)報(bào)警 醇溶性酚醛樹脂制造過程中有由透明變渾濁，又從渾濁變透明的過程，但在反應(yīng)釜的觀察窗觀察較難看準(zhǔn)。透明點(diǎn)測定儀能測知透明或渾濁的轉(zhuǎn)變點(diǎn)并報(bào)警，給制膠操作上帶來了很多方便。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2860 透明點(diǎn)測定儀可置于反應(yīng)液釜外循環(huán)的管路上，讓光源和接收器分別置于反應(yīng)液的兩邊，光源發(fā)射出的光束通過反應(yīng)液后被接收器接收，由于反應(yīng)液的光譜透過率的變化使光束通過反應(yīng)液的光通量發(fā)生變化，因而到達(dá)接收器的光束的光通量也就不

38、同，對于不同的光通量，接收器感覺出不同的信號(hào)，根據(jù)這個(gè)信號(hào)的變化可判斷膠液是渾濁還是透明。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2861 第五節(jié) 合成樹脂生產(chǎn)廢水處理 制膠車間不管生產(chǎn)酚醛樹脂、脲醛樹脂或三聚氰胺樹脂，均會(huì)排出一定量的廢水。如減壓濃縮脫出的水、洗釜水、洗罐水、沖地水中都可能會(huì)含有少量有害物質(zhì)。這些有害物質(zhì)主要有苯酚、甲醛、甲醇等。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2862水中含酚濃度高于10mg/l時(shí)，可引起魚類大量死亡，海帶、貝類也不能生存，灌溉水含酚高于100mg/l，可引起農(nóng)作物和蔬菜枯死和減產(chǎn)。苯酚對人體也有危害，

39、它能使細(xì)胞蛋白質(zhì)發(fā)生變性和凝固，導(dǎo)致全身中毒。若長期飲用被酚污染的水，可引起積累性慢性中毒，刺激呼吸中樞，并誘發(fā)消化系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)障礙，伴有貧血和皮疹，最終傷害腸、胃、肝、腎等器官。甲醇為有毒物質(zhì)，若長期飲用被甲醇污染的水，最終會(huì)導(dǎo)致目盲。甲醛能使細(xì)胞蛋白質(zhì)發(fā)生變性和凝固，對人體的粘膜有刺激作用。如果將制膠廢水不加處理排入水域，必將污染水體，危害人類健康，并導(dǎo)致魚類和其它水生生物不能正常生存和繁殖，嚴(yán)重地?fù)p害了水產(chǎn)資源。若用于灌溉農(nóng)田，將造成農(nóng)作物減產(chǎn)，農(nóng)產(chǎn)品含毒。因此制膠廢水必須進(jìn)行凈化處理，使其達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)我國工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，排出的廢水中苯酚的最高允許濃度應(yīng)不超過0.5m

40、g/l，甲醛和甲醇的濃度暫未規(guī)定。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2863 制膠廢水常用的處理方法有吸附法、生物濾池法和活性污泥法等。而國外采用較多的是活性污泥法。另外，還可以將廢水濃縮后作化工生產(chǎn)的原料或摻入煤中燃燒。 采用吸附法、生物濾池法和活性污泥法均需有簡單的設(shè)備或設(shè)施，現(xiàn)在很多工廠都使用不脫水膠，使廢水的量更加減少。為減少處理費(fèi)用，有的廠將廢水直接滲入煤中焚燒，使廢水中有害物質(zhì)在高溫下進(jìn)行氧化分解，使其中有機(jī)物生成水、二氧化碳等無害物質(zhì)排入大氣。 應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課應(yīng)化及材料本科專業(yè)選修課2022-4-2864第六節(jié) 冷卻水的回收利用制膠車間的主要設(shè)備反應(yīng)釜和冷凝器在生產(chǎn)過程中都要借助冷凝水來達(dá)到反應(yīng)液或樹脂液的降溫以及蒸汽的冷凝。而冷卻水的耗水量較大。據(jù)粗略估計(jì)，年產(chǎn)5000t脲醛樹脂（固含量50%）的制膠車間，平均每小時(shí)的耗水量為36t。如果把這些冷凝水都排放出去，是不符合節(jié)能要求的。而且對于水資源較緊缺的地區(qū)來說，更是水的極大浪費(fèi)。另外，冷卻水在反應(yīng)釜的夾套中及冷凝器的列管間隙中經(jīng)過熱交換后溫度上升，有時(shí)可達(dá) 80以上，平均溫度約為45。若將大量熱水排入水域，將會(huì)導(dǎo)致水體溫度上升，造成水中溶解氧的減少，降低水體自凈能力，使一些毒物如氰化物、重金屬的毒性加劇。水溫提高還會(huì)加速細(xì)