酚醛树脂生产线设计

年产5000吨酚醛树脂生产线设计作者姓名专业指导教师姓名专业技术职务

山东轻工业学院关于毕业设计（论文）使用授权的说明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在指导教师的指导下独立研究、撰写的成果。设计（论文）中引用他人的文献、数据、图件、资料，均已在设计（论文）中加以说明，除此之外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示了谢意。本声明的法律结果由本人承担。毕业设计（论文）作者签名：年月日山东轻工业学院关于毕业设计（论文）使用授权的说明本毕业设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，即：学校有权保留、送交设计（论文）的复印件，允许设计（论文）被查阅和借阅，学校可以公布设计（论文）的全部或部分内容，可以采用影印、扫描等复制手段保存本设计（论文）。指导教师签名：毕业设计（论文）作者签名：年月日年月日目录摘要 1ABSTRACT 1第一章综述 21.1酚醛树脂的发展史及国内外发展近况 21.2酚醛树脂的重要性能 21.3酚醛树脂在日常生活中的应用 3第二章酚醛树脂的原料 52.1原料 5主要原料 5辅助原料 52.2原料选择 6第三章生产线的设计 73.1设计总原则 7设计依据 7生产方法及特点 83.2生产线工艺论述 83.3料方计算 83.4物料平衡计算 93.5设备选型 93.6生产线布局 113.7车间的防尘与收尘 12防尘措施 12除尘系统除尘点的布置原则 12参考文献 13致谢 14摘要本设计是要完成设计年产量为5000吨酚醛树脂生产线。设计包括酚醛树脂生产的国内外现状，酚醛树脂的组成，原料车间平面设计、相关设备的选型计算和摆布、生产车间通风除尘及噪音污染的处理和消防设计等多个方面，要求立足长远，在满足现今需要的同时具有一定的前瞻性。生产工艺能够满足各种酚醛树脂的生产。选用先进优良的酚醛树脂生产设备进行合理地布局，在能够生产满足各级品质标准的前提下能够有效的降低能耗和物耗。整条生产线能够在控制室控制，也可以进行现场控制，具有高度的自动化、机械化和灵活性。本厂年产能力为5000吨酚醛树脂。通过确定酚醛树脂组成，原料的选择要充分考虑到物料价格、需要用到机器型号、一共需要多少台机器，日产量、等计算；完成各种计算、车间防尘与收尘设计。本设计增长了我们对实际生产的整体认识，学会了在实际生产中遇到一些问题的解决方法。关键词：酚醛树脂生产线设计设备选型ABSTRACTThisdesignisdesigntocompletetheannualoutputof5000tonsofphenolicresinproductionline.Designincludestheproductionofphenolicresinsituationathomeandabroad,phenolicresincomposition,graphicdesignworkshopmaterials,relatedequipmentsizingandarrangement,workshopdustandnoisepollution,airhandlingandfireprotectiondesignandotheraspects,requirementsbasedonLong-term,tomeettheneedsofbothpresentcertainforward-looking.Productionprocesstomeettheproductionofphenolicresin.Goodselectionofadvancedproductionequipmentphenolicresinreasonablelayout,abletoproducetomeetthequalitystandardsatalllevelscaneffectivelyreducethepremiseofenergyandmaterialconsumption.Theentireproductionlinetothecontrolroom,thescenecanalsobecontrolledwithahighdegreeofautomation,mechanizationandflexibility.Ourannualcapacityof5000tonsofphenolicresin.Phenolicresinbydeterminingthecompositionofthechoiceofrawmaterials,materialspricesshouldfullytakeintoaccounttheneedtousethemachinemodel,atotalofhowmanymachines,production,andothercomputing;completevariouscalculations,theworkshopDustanddustcollectiondesign,writingdesignspecifications.Thisdesignincreasedouroverallunderstandingoftheactualproduction,andlearnedintheactualproductionofsomeoftheproblemsencounteredinthesolution.Keywords：Phenolicresin，Linedesign，plantmodelselection第一章综述1.1酚醛树脂的发展史及国内外发展近况现在，酚醛模塑料凭借其优异的性能，不论在科技领域还是我们的日常生活中，已经是我们日常生活中不可或缺的一部分。酚醛树脂也叫电木，又称电木粉。原为无色或黄褐色透明物，市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，有颗粒、粉末状。耐弱酸和弱碱，遇强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。苯酚与甲醛缩聚而得。1872年，德国化学家拜耳（A.Baeyer）首先发现酚和醛在酸的存在下可以缩合得到无定形棕红色的不可处理的树枝状产物，但未开展研究；1902年，布卢默（L.Blumer）用酒石酸135份作催化剂，得到了第一个商业化酚醛树脂，命名为Laccain，但没有形成工业化规模；1905~1907年，酚醛树脂创始人美国科学家巴克兰（Baekeland）对酚醛树脂进行了系统而广泛的研究，于1909年提出了关于酚醛树脂“加压、加热”固化的专利，实现了酚醛树脂的实用化，有人提议将此年定为酚醛树脂元年（或合成高分子元年）。1907年，巴克兰申请了关于酚醛树脂“加压、加热”’固化的专利。并于1910年10月10日成立Bakelite公司，分布在许多国家[1939年附属于联碳(UC)公司]，他们先后申请了400多个专利，预见到目前除酚醛树脂作烧蚀材料以外的主要应用，解决了酚醛树脂应用的关键问题。巴克兰还成功地获得了施加高压使酚醛预聚物固化的技术，他明确指出，酚醛树脂是否具有热塑性取决于苯酚与甲醛的用量比和所用催化剂类型，在碱性催化剂存在下即使苯酚过量一些，生成物也是热固性树脂，受热后能够转变为不溶不熔树脂。1911年，艾尔斯沃思(Aylesworth)发现用六次甲基四胺可以使酚醛树脂固化，转变为不溶不熔状态，使其具有较高电绝缘性等应用特性。酚醛树脂因此开始用于电绝缘制品。1912～1913年，俄国科学家彼得洛夫、塔拉索夫等研究了在石油磺酸和芳香族磺酸存在下的酚与醛的反应，并发明了将其注塑成型制取酚醛树脂注塑制品的方法。1913年，德国科学家阿尔贝特发明了松香改性酚醛树脂，这种树脂适合制作油漆涂料，这一发明为酚醛树脂在涂料领域的应用铺展了成功之路。1914年，日本引进巴克兰技术在东京开始生产酚醛树脂，开创了亚洲先河。1923年，美国投产苯酚糠醛模塑粉。1930年，酚醛泡沫塑料在美国投产。1937年，开发了增塑的醚化的酚醛树脂并用于油漆涂料。1945年，高邻位酚醛树脂及其快速成型模压粉在美国工业化生产。1946年，美国投产丁腈橡胶改性酚醛树脂及其模塑粉。1949年，苯胺改性酚醛模塑粉商品面市。20世纪50年代是酚醛树脂高速发展阶段，新的应用领域有涂料、尤其、铸造和航空航天等，国际酚醛树脂的产量达到20万吨。80年代，酚醛树脂、新型酚醛复合材料应用于建筑、运输等领域。20世纪末到21世纪初，在全球经济快速发展的带动下，汽车工业、冶金、电子消费产品迅速发展，促进了酚醛树脂在铸造、耐火材料、电工电子材料等领域的全新发展。上世纪80—90年代我国酚醛树脂有了较快的发展，已经形成了广阔的市场，产品涉及模塑料、木材粘结、铸造、绝缘产品、涂料、油墨、等领域。1996年以后，随着国内经济的快速发展，各行业对酚醛树脂的需求越来越大，我国的酚醛树脂生产有了重大的发展，从原材料、生产模式到品种、品质都发生了很大的变化，酚醛树脂所应用的领域也不断地拓展。国内酚醛树脂的生产厂家也由80年代的50多家发展到最多时的500多家，产能也有很大的发展。今年我国汽车、冶金及相关机械加工行业的良好发展势头带动了铸造、耐火材料、摩擦材料和磨具材料领域的发展，并且酚醛树脂还将在这些行业的带动下继续保持较快的增长。并在电工电子材料、复合材料、酚醛泡沫塑料、轮胎橡胶、油田助剂等领域有较高的发展前景。国外酚醛树脂的应用已涉及木材粘结、模塑料、铸造造型材料、耐火材料、轮胎橡胶、摩擦材料、磨具磨料、电子封装材料、浸渍层压材料、纤维增强复合材料、酚醛泡沫塑料等领域，应用与工业、民用、交通、建筑、采矿、石油和天然气开采、航空航天、核工业等科技范围。全世界的酚醛树脂产量也有20世纪50年代的约20万吨发展到现在的约500万吨。有关酚醛树脂的开发和研究工作，主要围绕着增强、阻燃、低烟以及成型适用性方面开展，向功能化、精细化发展，各国科学家部以高附加值的酚醛树脂材料为研究开发对象。1.2酚醛树脂的重要性能高温性能酚醛树脂最重要的特征就是耐高温性，即使在非常高的温度下，也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。正因为这个原因，酚醛树脂才被应用于一些高温领域，例如耐火材料，摩擦材料，粘结剂和铸造行业。粘结强度酚醛树脂一个重要的应用就是作为粘结剂。酚醛树脂是一种多功能，与各种各样的有机和无机填料都能相容的物质。设计正确的酚醛树脂，润湿速度特别快。并且在交联后可以为磨具、耐火材料，摩擦材料以及电木粉提供所需要的机械强度，耐热性能和电性能。水溶性酚醛树脂或醇溶性酚醛树脂被用来浸渍纸、棉布、玻璃、石棉和其它类似的物质为它们提供机械强度，电性能等。典型的例子包括电绝缘和机械层压制造，离合器片和汽车滤清器用滤纸。高残碳率在温度大约为1000℃的惰性气体条件下，酚醛树脂会产生很高的残碳，这有利于维持酚醛树脂的结构稳定性。酚醛树脂的这种特性，也是它能用于耐火材料领域的一个重要原因。低烟低毒与其他树脂系统相比，酚醛树脂系统具有低烟低毒的优势。在燃烧的情况下，用科学配方生产出的酚醛树脂系统，将会缓慢分解产生氢气、碳氢化合物、水蒸气和碳氧化物。分解过程中所产生的烟相对少，毒性也相对低。这些特点使酚醛树脂适用于公共运输和安全要求非常严格的领域，如矿山，防护栏和建筑业等。抗化学性交联后的酚醛树脂可以抵制任何化学物质的分解。例如汽油，石油，醇，乙二醇和各种碳氢化合物。热处理热处理会提高固化树脂的玻璃化温度，可以进一步改善树脂的各项性能。玻璃化温度与结晶固体如聚丙烯的熔化状态相似。酚醛树脂最初的玻璃化温度与在最初固化阶段所用的固化温度有关。热处理过程可以提高交联树脂的流动性促使反应进一步发生，同时也可以除去残留的挥发酚，降低收缩、增强尺寸稳定性、硬度和高温强度。同时，树脂也趋向于收缩和变脆。树脂后处理升温曲线将取决于树脂最初的固化条件和树脂系统。1.3酚醛树脂在日常生活中的应用酚醛树脂主要用于制造各种塑料、涂料、胶粘剂及合成纤维等。压塑粉生产模压制品的压塑粉是酚醛树脂的主要用途之一。采用辊压法、螺旋挤出法和乳液法使树脂浸渍填料并与其他助剂混合均匀，再经粉碎过筛即可制得压塑粉。常用木粉作填料，为制造某些高电绝缘性和耐热性制件，也用云母粉、石棉粉、石英粉等无机填料。压塑粉可用模压、传递模塑和注射成型法制成各种塑料制品。热塑性酚醛树脂压塑粉主要用于制造开关、插座、插头等电气零件，日用品及其他工业制品。热固性酚醛树脂压塑粉主要用于制造高电绝缘制件。增强酚醛塑料以酚醛树脂（主要是热固性酚醛树脂）溶液或乳液浸渍各种纤维及其织物，经干燥、压制成型的各种增强塑料是重要的工业材料。它不仅机械强度高、综合性能好，而且可进行机械加工。以玻璃纤维、石英纤维及其织物增强的酚醛塑料主要用于制造各种制动器摩擦片和化工防腐蚀塑料；高硅氧玻璃纤维和碳纤维增强的酚醛塑料是航天工业的重要耐烧蚀材料。酚醛涂料以松香改性的酚醛树脂、丁醇醚化的酚醛树脂以及对叔丁基酚醛树脂、对苯基酚醛树脂均与桐油、亚麻子油有良好的混溶性，是涂料工业的重要原料。前两者用于配制低、中级油漆，后两者用于配制高级油漆。酚醛胶热固性酚醛树脂也是胶粘剂的重要原料。单一的酚醛树脂胶性脆，主要用于胶合板和精铸砂型的粘结。以其他高聚物改性的酚醛树脂为基料的胶粘剂，在结构胶中占有重要地位。其中酚醛-丁腈、酚醛-缩醛、酚醛-环氧、酚醛-环氧-缩醛、酚醛-尼龙等胶粘剂具有耐热性好、粘结强度高的特点。酚醛-丁腈和酚醛-缩醛胶粘剂还具有抗张、抗冲击、耐湿热老化等优异性能，是结构胶粘剂的优良品种。酚醛纤维主要以热塑性线型酚醛树脂为原料，经熔融纺丝后浸于聚甲醛及盐酸的水溶液中作固化处理，得到甲醛交联的体型结构纤维。为提高纤维强度和模量，可与5%～10%聚酰胺熔混后纺丝。这类纤维为金黄或黄棕色纤维,强度为11.5～15.9cN/dtex，抗燃性能突出，极限氧指数为34,瞬间接触近7500℃的氧-乙炔火焰，不熔融也不延燃,具有自熄性，还能耐浓盐酸和氢氟酸,但耐硫酸、硝酸和强碱的性能较差。主要用作防护服及耐燃织物或室内装饰品，也可用作绝缘、隔热与绝热、过滤材料等，还可加工成低强度、低模量碳纤维、活性炭纤维和离子交换纤维等。防腐蚀材料热固性酚醛树脂在防腐蚀领域中常用的几种形式：酚醛树脂涂料；酚醛树脂玻璃钢、酚醛-环氧树脂复合玻璃钢；酚醛树脂胶泥、砂浆；酚醛树脂浸渍、压型石墨制品。热固性酚醛树脂的固化形式分为常温固化和热固化两种。常温固化可使用无毒常温固化剂NL，也可使用苯磺酰氯或石油磺酸，但后两种材料的毒性、刺激性较大。建议使用低毒高效的NL固化剂。填料可选择石墨粉、瓷粉、石英粉、硫酸钡粉，不宜采用辉绿岩粉。隔热保温材料主要是酚醛树脂的发泡材料，酚醛泡沫产品特点是保温、隔热、防火、质轻，作为绝热、节能、防火的新材料可广泛应用于中央空调系统、轻质保温彩钢板、房屋隔热降能保温、化工管道的保温材料（尤其是深低温的保温）、车船等场所的保温领域。酚醛泡沫因其导热系数低，保温性能好，被誉为保温之王。酚醛泡沫不仅导热系数低、保温性能好，还具有难燃、热稳定性好、质轻、低烟、低毒、耐热、力学强度高、隔音、抗化学腐蚀能力强、耐侯型好等多项优点，酚醛泡沫塑料原料来源丰富，价格低廉，而且生产加工简单，产品用途广泛。第二章酚醛树脂的原料2.1原料酚醛树脂也叫电木，又称电木粉，是酚类化合物，醛类化合物缩聚产物的通称。其中以苯酚、甲醛缩聚而成的酚醛树脂最重要。再合成过程中通常还要加入酸类或碱类催化剂，以及固化剂。主要原料苯酚苯酚（phenol），又名石炭酸、羟基苯，是最简单的酚类有机物，一种弱酸。常温下为一种无色晶体。有毒。有腐蚀性，常温下微溶于水，易溶于有机溶液；当温度高于65℃时，能跟水以任意比例互溶，其溶液沾到皮肤上用酒精洗涤。暴露在空气中呈粉红色。外观与性状：纯白无色针状晶体，有特殊气味。熔点(℃)：40.6，相对密度（水=1）：1.07，沸点(℃)：181.9，相对蒸气密度（空气=1）：3.24。表1制造酚醛树脂用的苯酚的技术条件名称苯酚（又名石炭酸）分子式C6H5OH外观有特殊气味的无色结晶，在空气中显粉红色酸碱性呈弱酸性含量要求苯酚含量96%甲醛甲醛是一种无色，有强烈刺激型气味的气体。易溶于水、醇和醚。甲醛在常温下是气态，通常以水溶液形式出现。易溶于水和乙醇，35～40%的甲醛水溶液叫做福尔马林。液体在较冷时久贮易混浊，在低温时则形成三聚甲醛沉淀。蒸发时有一部分甲醛逸出，但多数变成三聚甲醛。本品为强还原剂，在微量碱性时还原性更强。在空气中能缓慢氧化成甲酸。能与水、乙醇、丙酮等有机溶剂按任意混溶。pH2.8～4.0。相对密度（d2525）1.081～1.085。熔点-118℃，沸点-19.5℃。易燃。用于制造酚醛树脂的是甲醛的水溶液。表2制造酚醛树脂的甲醛的技术条件名称甲醛（水溶液）分子式HCHO分子量30.03溶解性能溶于水，最大浓度可达50%使用要求甲醛含量>34%，沉淀物<1%辅助原料辅助原料主要是在用苯酚和甲醛合成酚醛树脂的过程中所需要加入的催化剂，主要分为两类：碱性催化剂和酸性催化剂。1）碱性催化剂氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化铵等都可以做合成酚醛树脂的催化剂生成液体酚醛树脂。磨料磨具行业用的液体酚醛树脂通常是用氢氧化铵作催化剂，因氢氧化铵属于弱碱性。对不耐碱地酚醛树脂影响不大。残留部分在硬化加热时大部分挥发掉了，所以用氢氧化铵作催化剂的酚醛树脂具有较高的强度，耐水性较好。氢氧化钡也是较好的催化剂；而氢氧化钠是一种强碱，残留在磨具的结合剂中对磨具有破坏作用，因此在磨具制造中很少使用氢氧化钠作催化剂的酚醛树脂。苯酚与甲醛生成树脂的反应速度随催化剂的用量增多而加快，但是反应太快则不易控制，通常氢氧化铵的水溶液用量为苯酚的3-6%。

作为催化剂的氢氧化铵含量不小于17%，比重为0.88-0.92g/cm3。2）酸性催化剂生产粉状的酚醛树脂通常使用盐酸作催化剂。盐酸是氯化氢的水溶液。工业盐酸的氯化氢含量为25-40%，比重为1.12-1.20。用量以苯酚为100%计，盐酸加入量，以纯HCl计为0.1-0.3%。残留在树脂中的盐酸在硬化加热过程中几乎全部挥发掉，对树脂性能没有明显影响。2.2原料选择一般的热塑性酚醛树脂通常采用乌洛托品作为固化剂，填料全部采用无机成分，成型后产品耐高温性能不佳[10]。故采用可溶性酚醛树脂成型模塑制品，由于液态可溶性酚醛树脂含有残余的小分子，虽经过烘干和辊压混炼，仍难以去除，在高温注射成型过程中会产生“粘模”、“气孔”等问题，使成型工艺和模塑粉品质很不稳定，很难实现大规模生产。而采用固体可溶性酚醛树脂工艺与其接近并且不会出现这些问题。固体可溶性酚醛树脂包括二亚甲基醚型和羟甲基型，单独或混合使用均可，混合使用可使它们的力学强度及耐热性同时获得提高。表2-1固体羟甲基型可溶性酚醛树脂指标软化点/℃聚合速度（150℃）/s水分%游离酚%粘度/(mPa·60-7570-95≤1.5≤3.010-13虽然固体可溶性酚醛模塑料的耐高温性能优于热塑性酚醛模塑料，但模塑料具有较好的储存稳定性及加工性能。以可溶性酚醛树脂和热塑性酚醛树脂配合使用，提高了产品不同用途的性能。辅助原料采用乌洛托品、玻纤、无机填料、增韧剂、增塑剂、染料等[11]。第三章生产线的设计3.1设计总原则1.设施布置的主要标准1)复合工艺过程的要求。尽量使生产对象流动顺畅，避免设备之间的往返交错，使设备投资最小，生产周期最短。2)最有效的利用空间。要是场地利用达到适当的建筑占地系数（建筑物、构筑物占地面积与场地总面积的比率），是建筑物内部设备的占有空间和单位制品的占有空间较小。3)物料搬运费用最少。要便于物料的运输，使产品、废料等物料的运输路线尽量短捷，并尽量避免运输的往返和交叉。4)保持生产和安排的柔性。使之可以使产品需求的变化、工艺和设备的更新及扩大生产能力的需要。5)适应组织结构的合理化和管理的方便。使有密切关系或性质相近的作业单位布置在一个区域并就近布置，甚至合并在同一个建筑物内。6)为职工提供方便、安全、舒适的作业环境。使之符合生理、心里的要求，为提高生产效率和职工身心健康创造良好的条件。2.设施布置的基本内容1)主要生产地点：包括成品、半成品或处于生产准备阶段的主要原料车间。2)辅助生产地点：为主要生产地点服务的其他生产地。3)动力设施：如配电间。4)仓库及料场：如原材料仓、半成品仓、待检仓、不良仓、贵重物品仓等。5)工程技术管线：如上下水道、动力管网等。6)运输设施：包括管道、通道、吊装平台、机械化运输设施等。7)行政福利设施：如办公室、医务室等。8)厂区环境：如大门、围墙及美化绿化等。设计依据1、设计一个年产量为5000吨的酚醛模塑料生产线。2、遵循国家和地方的有关政策、方针、法令、法规和标准，以优质、高效、灵活、节省为要求，以现代化和系统化为目标，力求结合实际，精心设计，尽量做到节省。3、总结和吸收国内外酚醛模塑料建厂中的成功经验，力求采用新工艺、新技术、新设备，力求技术先进，设备可靠，工艺路线合理，经济实用，符合国情，着眼发展，使该厂成为技术设备先进，自动化程度高的现代化酚醛模塑料生产厂，从而达到提高质量和产量，降低投资和生产成本，增加企业效益，服务于社会的目的。生产方法及特点1.该项目生产过程原料的搬运、投放和成品堆发放外，基本为机械化作业，节约人力物力，减轻工人劳动强度，机械化程度高。2.生产线大部分由微机控制，自动化程度高。3.2生产线工艺论述生产线工艺布置的要求：生产线工艺布置是工艺设计的重要组成部分，它的任务是确定生产线的设备布置。工艺布置的基本原则是要做到经济、合理、实用、生产流程顺畅、紧凑，力争缩短物料和半成品、成品的运输距离，充分考虑设备安装，操作和检修的方便以及其它专业对布置的要求。1.设施布置决策的依据1)布置的结果应达到的标准时是存储费用、劳动力、闲置设备和保管费用保持在一定的水平下，从而达到预期的产品和利润。2)生产需求量的预测对布置设计决策的“标准确定”有着重要的意义。3)加工过程的要求是设施布置决策重要依据。4)要进行布置的建筑物或场所的有效空间总数。2.机器设备布置原则1)按照工艺顺序，尽量减少原材料，半成品的倒流和往返流动，以使加工路线最短，如果产品单一，这很容易做到，但是产品品种较多时，需要根据统计数据计算各产品在机器之间的流动次数和数量，然后求出对所有产品的足有布置。2)机器设备布置不但要同时考虑以上关系，还要考虑生产面积的限制。采光条件的限制，安全的限制。机器的特性相互影响条件及维修厂地限制条件等。3.3料方计算本设计为设计酚醛模塑料，该工厂年产量为5000吨，配方可见下表：表3-1酚醛注塑配方热塑性酚醛树脂可溶性酚醛树脂乌洛托品（50μm）玻纤（3mm）无机填料(云母粉等)增韧剂（丁腈橡胶）其他*14.5%18.0%1.5%48.0%7.0%5.0%6.0%*：染料、脱膜剂、增塑剂等。根据酚醛模塑料成分，求生产100kg酚醛模塑料所用各种原料的所用量：按上表配方可得需要热塑性酚醛树脂用量为14.5kg需要可溶性酚醛树脂用量为18.0kg需要乌洛托品用量为1.5kg需要玻纤用量为48.0kg需要云母粉用量7.0kg需要丁腈橡胶用量为5.0kg其他用料用量6.0kg3.4物料平衡计算假定本设计工厂平均年产5000吨，全年连续生产日产量13.7吨，每日需要各原料及配料用量如下：需要热塑性酚醛树脂用量约为1986.5需要可溶性酚醛树脂用量约为2466.0kg需要乌洛托品用量约为205.5kg需要玻纤用量约为6576.0kg需要云母粉用量约为959.0kg需要丁腈橡胶用量约为685.0kg其他用料用量约为822.0kg3.5设备选型1)双螺杆挤塑机型号ZSK-90M-240行五段筒体热固性双螺杆挤塑机。螺杆转速25-250转/分，产量600-1000公斤/小时，105千瓦直流电机并带有可控硅控制传动[12]。ZSK型机的工作部件是两个水平方向毗邻的螺杆，在每个螺杆芯上套着不同螺距的螺纹套以及不同厚度、参差交错的捏合块，这一对螺杆在“∞”字行筒体内以同样速度和同一方向旋转。由于螺纹套是相互啮合的，所以每根螺杆的螺齿能很好的进入另一螺杆的螺槽中去，并在它们的啮合区能互相刮拭，形成密合的自清理齿形。捏合块亦能互相剖拭，并有强化传热、传质及混炼作用。物料在捏合块与筒壁之间受到高剪切作用以后，能大量获得机械能转化的热能，从而产生良好的混炼效果。通过变更挤塑条件，如重新组装特性各异的捏合块，改变螺杆转速、五段筒体的温度分布和出料量，可以使此机适于各种配方。ZSK型机使物料在筒体内停留时间很短，以生产4010#塑料为例，物料从进料到出片只需约15s。要更换品种只需5min就能实现自净。ZSK型机也可以生产氨基和不饱和聚酯模塑料。2）立式喂料机该机系哈尔滨绝缘塑料厂生产，电力4千瓦，立式螺杆输送物料，转差离合器控制转速。是供给双螺杆挤塑机材料、保证物料平衡的重要设备。3）万能粉碎机万能粉碎机。电力50千瓦，转子长度1250mm，直径400mm，料片可以在热态下被粉碎[13]。产量约800公斤/小时。采用气力输送物料时需要500mm水柱的负压和大约60m³/min的空气4）金属分离器型号Ropid2000-s200带有金属检测器和气动操作分离系统，可检测有色和无色金属。5）水平振动筛型号2G/124型水平筛改制而成。偏心轮传动结构，其两侧各有一个筛体，每个筛体有12层不同细度的筛网，能够筛选出粗颗粒、标准颗粒和细粉。6）半自动包装机系哈尔滨绝缘塑料厂生产，采用电子称和气动元件控制料量，实现半自动包装。7）脉冲袋式除尘器系哈尔滨机械厂产品，型号LPMJ24A。气流经气动脉冲阀周期喷吹布袋，使布袋上的粉尘落入灰斗内，除尘效率99%以上。双螺杆挤塑机与立式喂料机的配合是保证质量和增加产量的重要环节。在全自动生产中由双螺杆挤塑机的预置扭矩来控制立式喂料机的速度是最理想的[14]。目前用转差离合器控制立式喂料机速度，这就需要一定的生产经验才能保证料量均匀，连续地供应到双螺杆挤塑机中[15]。另外，双螺杆挤塑机生产线制造酚醛模塑料除产量高、质量好和无尘外，最重要一点是可选出约90%的粒料。这与双螺杆挤塑机、万能粉碎机和水平筛的特殊构造有关。标准粒料成型工艺好，尤其适合注塑机成产，能大大提高劳动生产率。标准粒料在制件过程中可以避免粉尘飞扬，有益于之间工人的身体健康。3.6生产线布局树脂树脂填料小材料喂料机细分包装机风机脉冲式除尘器水平筛二级旋风分离器万能粉碎机双螺杆挤塑机立式喂料机金属分离器磁选机喂料机细分包装机风机脉冲式除尘器水平筛二级旋风分离器万能粉碎机双螺杆挤塑机立式喂料机金属分离器磁选机粗 半自动包装机标准化混合机 标半自动包装机标准化混合机 细 大气 图3-1树脂、填料和小材料经混合投入生料贮仓备料。按生产的品种调整双螺杆挤塑机的温度和车速。生料经磁选机、金属分离器和立式喂料机连续定量地注入双螺杆挤塑机中。物料在螺杆筒体内经塑化、混炼、挤压打成碎片，（尺寸约30mm*25mm）由挤出段出口接连不断地落入万能粉碎机中粉碎[16]。粉料在负压下经旋风分离器分离后进入水平筛筛选。水平筛的不同筛网将物料分为三类：即直径大于2.5mm的粗颗粒；直径在0.2-2.5mm的标准颗粒和直径在0.2mm以下的细粉。其中，标准颗粒进入标准化混合机中混合以后自动包装。细分可直接包装出来；若不需要选粒也可以和标准颗粒一起投入标准化混合集中混合、包装（只需在水平筛放料口搬动插板）；还可以送回生料贮仓重新加工[17]。粗颗粒经循环粉碎达到标准。旋风分离器夹带的小部分粉粒经脉冲式除尘器除尘、回收后亦可进入细粉包装机包装或送回生料贮仓。3.7车间的防尘与收尘根据相关的设计规范，一般工作区空气中含尘浓度应低于10毫克每立方米，经通风除尘后排放大气的含尘浓度不高于150毫克每立方米。防尘措施1、粉尘污染控制本设计以密闭为主，吸风为辅。凡属无需操作的部位均采用密闭的方法，防止粉尘上扬在需要操作和易激起粉尘的部位，设备采取吸风除尘等措施。2、除尘风网设计风网设计中选用适当地风量、风速和高效过滤除尘设备，有压缩空气清理布筒从下料到打包，均设有脉冲除尘器加强吸风除尘净化后排入大气。部分设备和料仓等处装设通风管，以防止卸料过程中产生粉尘的泄漏，以达到设计评价的吸尘效用。除尘系统除尘点的布置原则在进行吸风点的选取时，既要照顾全面，又要突出重点。在酚醛模塑料生产中，一般需要除尘的地方有，各种清理设备，原料输送机及料坑。粉碎机间内提升机。配料车间里的筛分车间。标志、包装、运输、贮存标志包装件上应有清晰、牢固的标志，表明产品名称、型号、批