涤纶短丝工厂设计

1、涤纶短纤维工厂设计目录第一章 概述3第一节第二节第三节第四节第五节第六节第七节第八节涤纶短纤维的发展3设计原则和设计依据4生产能方案5厂址选择5主要选型6生产原料、成品的技术指标6主要原料的耗量10三废处理和环境保护10第二章、工艺流程的设计11第一节第二节第三节第四节第五节第六节第七节概述11工艺流程的选择11工艺流程说明12工艺路线论证14工艺参数21工艺计算22物料衡算25第三章选型26第一节、选型的原则26第二节、纺丝机及拉伸机型号27第三节、主要选台计算27第四节、一览表28第四章 公用工程计算28第一节 生产用水28第二节 蒸汽用量计算292涤纶短纤维工厂设计第一章概述第一节 涤纶

2、短纤维的发展一涤纶的诞生涤纶是中的一个重要品种，是我国聚酯纤维的商品名称。它是以精对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT）和乙二醇（EG）为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），经纺丝和后处理制成的纤维。涤纶于 1953 年实现工业化生产，涤纶的性能优良。断裂强度和弹性模量较高，热定型性优异，回弹性好，耐热性和耐光性优越，织物具洗可穿性，是一种比较理想的纤维；随着石油化学工业的迅速发展，为涤纶生产提供了更加丰富而廉价的原料。加之涤纶的单体、聚合，纺丝和后技术的进步，为涤纶生产的发展开辟了广阔的前景。目前，涤纶已经成为中发展速度最快，产量最高的一个

3、重要品种，其中涤纶段纤维的产量与长纤维的产量相近。二涤纶短纤维的国内外发展情况聚酯熔体直纺技术得到广泛的应用，与切片纺技术相比每吨纤维生产成本可降低 1000-1500 元，如涤纶短纤维生产线的单线生产能力规模已由过去 50吨/日提高到 100、150、200 吨/日。同时积极发展可生产多品种的柔性生产技术，在同一条生产线上通过的单机调频，改变工艺参数等技术来生产不同规格的，如不同纤度、高强高模、中强中模、低强低模短纤以及高收缩、中收缩、低收缩、棉型、短纤。此外还有多孔大面积喷丝板、短程纺等技术的开发应用。采用先进的集散型(DCS)自动系统对聚酯的工艺生产进行和管理。此外，已有聚酯系统的开发和

4、应用的技术在研制，可具有仿计算功能、灵敏度分析功能、优化功能、成本计算功能、工程计算功能。可以对全流程或计算。优化计算功能可给工艺提供生产调整操作参数指导。成本估算以及工程核算可为管理、设计通过计算成本和核算参数，3涤纶短纤维工厂设计优化管理和设计工作。三.涤纶短纤维的发展前景当今世界涤纶短纤维业的发展形成三大趋势：一是以规模化、集约化、自动化(计算机技术的应用)达到降低生产投资、降低生产成本、提高质量(如的升级换代等)、稳固已有的市场的目的。单系列生产能力由八十年代的 100 吨/日、200 吨/日提高到九十年代的 300 吨/日、400 吨/日、480 吨/日、600 吨/日。随着单系列能

5、力的扩大，每万吨聚酯投资成本呈等比级数下降。如目前世界前 30 家聚酯生产厂家的平均产能达 36 万吨/年，规模最大的公司已达 140 万吨/年；二是继续拓展聚酯的应用领域，如聚酯的非纤应用、纤维的工业应用等。为适应产业、生命科学、环保产业等领域的发展，研究和开发出相应的纤维材料，如外科缝线、人工、人工肺以及可降解聚酯纤维等；三是开发新高附加值、功能性，以进一步开拓市场，引导消费市场。根据国际短纤维市场发展变化的趋势，今后几年的短纤维新开发应当注重如何进一步加快现有的升级换代；配合纺织业技术和市场的发展，开发具有纤维性能和功能性的新如细旦多孔、异型、异收缩、弹性、高吸湿、抗静电、抗辐射、阻燃、

6、抗紫外、远红外、抗菌、导电等纤维。我国聚酯短纤维技术装备主要有 LVD 型、TK 型、LHV 型、技术和公司技术。20 世纪 70 年代末、80 年代初国内大部分聚酯短纤维生产企业采用VD405-LVD801 及 LHV431、LHV432 生产装置。近年来，国产 3 万吨/年聚酯短纤维成套已经开始。PTA 直接酯化连续缩聚生产聚酯的企业，大多采用直接纺生产技术。80 年代中期，佛山、厦门从引进 1.5 万吨/年直接纺生产线；90 年代辽化、上海、浙涤等引进 3 万吨/年直接纺生产线；、天津、洛阳石化等引进 4.5 万吨/年直接纺生产线。采用直接纺技术路线生产聚酯短纤维，可降低建设投资和生产成

7、本。近年来，我国熔体直纺线逐年增多，随着国内外用品、玩具、家俱充填材料的大量更新与应用，如多中空、三维卷曲粗旦（高达 15 旦）短纤维将有很大发展机遇，预计五年内可达 60 万吨产能。第二节 设计原则和设计依据设计任务书（计划任务书）,其作用是为拟建项目的设计工作提出有关设计原则、要求。4涤纶短纤维工厂设计第三节 生产能方案年生产能力：年产量 15000 吨生产的规格：15dtex×38mm 棉型第四节 厂址选择选择在上海金山工业区建厂1地理位置：金山区地处杭州湾畔，西接浙江省，位、杭、甬及舟山群岛区域中心，是上海市的西南门户，是上海直接与浙江交流的重要区域。同时，金山区是未来杭州湾

8、跨海大桥进入上海的第一站，与深水港、航空港都只有几十分钟的路程，是未来长三角都市圈城际公路交通网和我国沿海大通道的重要交通枢纽。平均海拔 4 米左右。2地质水文：地质基础比较。近五百多年来， 发生在境内的较仅数次， 但由于震源较浅，因此有感面积较大。由于境内地势低平，每当汛期和江海，特别是大潮汛和台风暴雨同时侵袭之际，易受江海横溢之害，须实施防汛和水利工程。3气候状况：属北亚热带季风气候，温和湿润、光照充足，降水丰沛，四季分明。夏季最高温度为 36°C；冬季最低温度为-10.1°C4交通：亭枫高速、嘉金高速、莘奉金高速分别位于工业区地块边缘，设有四个出，可方便接通沪杭高速、

9、同三高速与高速等级干道，320国道及沪杭铁路、金山铁路支线也与工业区擦肩而过。工业区还2 万吨级客货综合码头、500 吨级内河码头及上海化学工业区配套海港码头。特别是杭州湾跨海大桥的修建，距大桥仅 33 公里的金山工业区作为上海辐射浙江、江苏、福建等省区的交通枢纽地位更加显著。而且，工业区地处上海郊区，道路宽畅、交通便捷、通畅性好，从工业区出发，可在 1 小时左右方便的通达上海市中心、国际机场与港口等重要交通节点及苏州、无锡、杭州、宁波等长三角重要城市。5供电通信：金山市政基础设施规划，立足“超前布局、统筹协调和可持续发展”。优化道路、供水、排水、燃气、供电、通信等市政基础设施网络。6原材料、

10、的供应及销售：纺丝切片可从金山石化购进；主要向江浙销售。5涤纶短纤维工厂设计第五节 生产主要选型一、生产间接纺丝二、车间组成：干燥车间：切片的输送、干燥纺丝车间：纺丝卷绕、油剂调配、组件及计量泵后纺车间：平衡、牵伸、卷曲、定型、切断打包辅助车间：化验、物检、保全、包装、材料准备、废丝处理及仓库三、间接纺丝生产的主要：干燥：KF1000 干燥机纺丝：LHV451后纺：LHV901第六节 原料、成品的技术指标1原料11 切片规格、质量指标12 油剂纺丝油剂E-6506项目规格水份（） 1.5有效成分（） 98.5项目规格项目规格特性粘度（ ）0.64±0.01铁份(ppm) 3软化点（）

11、261凝胶粒子 100.2 个/mg熔点（）259灰分（wt%）0.480.58TiO2 含量（wt）0.30±0.05二甘醇（wt%）0.76外观4×4×3mm水分含量< 0.4端羧基（当量/106 克）< 30色相L 值7.28.2b 值3涤纶短纤维工厂设计牵伸油剂E60013 辅助原料1)三甘醇a)TEG喷丝板法原料分子式：HO(CH2)2O(CH2)2OH表现：无嗅、无味、无色透明有吸湿性的粘稠液体性质：溶于乙醇，难溶于乙醚，不溶于苯、甲苯油分子量：150.7D 比重(20)：1.1254沸点：287.4熔点：-7.2粘度：(20)Cp 47.

12、8温度：常温：常压水分：0.1(wt)酸度：(H2SO4)0.01% (wt)7项目规格有效成分 49水份（）4851PH58总磷酸 (%)10.512.0结合磷酸（）9.3无机磷酸（）1.7酸值（ mgKOH/g ）1727外观白色，无机械杂质PH5.07.0酸值（mgKOH/g）8.0皂化值（ mgKOH/g ）93.0± 2.0色相（GNO）12.0浊点（）3445灰份（）0.5涤纶短纤维工厂设计色相：30PHA(2)烧碱含量NaOH 含量：98%Na2CO3 含量：1.2NaCl 含量：0.25Al2O3 含量：0.012)三氯化二铝床纺丝组件原料：棕刚玉砂：有铝矾土，无烟煤

13、和铁屑在电弧炉中经高温冶炼而成。在高温下热性好，熔点 20002050。它是惰性材料，无腐蚀性。在空气中不受侵蚀，比重 3.97g/cm3.维氏硬度 18002000 公斤/平方厘米，具有良传热性。如果采用的喷丝板孔径 0.25 毫米，选用 150 目棕刚玉砂（三氧化二铝）对纺丝组件效果良好。（150 目 Al2O3 粒子的粒径为 0.1 毫米，比重 3.97，每个颗粒的重量在十的负一次方数量级）。3)联苯联苯醚外观：淡黄色油状物气味：特异嗅比重 D65：1.065沸点：257熔点：12.2（联苯熔点为 67，联苯醚熔点为 26-27）引火点：115粘度：444CP(20)比热：0.535潜热

14、：70 千卡/公斤浓度：1ppm爆炸限界：0.993.36V4)过滤材料14成品丝质量指标下面的指标是普通涤纶短纤维的（高强低伸三维卷曲短纤维）8涤纶短纤维工厂设计1. 5公用工程1）水2）蒸气3）压缩空气4）氮气9项目压缩空气减湿压缩空气温度常温常温油分无无2040(表压)(kg/cm2)温度（）汽化热(Kcal/kg)3143.9511.210183.2479.513194.1469.716203.4460.935241419.4项目脱盐水软水过滤水SiO20.03ppm/PH786.57.56.57.5总硬度（CaCO3）< 1ppm< 2 度< 12 度导电率2/cm

15、/氯<10ppm<10ppm<35ppm铁/0.2ppm<0.2ppm锰/0.3mg/l<5mg/ml浊废/1°以下/项目优级品一等品二等品三等品断裂强度cN/dtex5.2±0.55.2±0.75.2±0.85.2±1.7断裂伸长%38±6.038±8.038±10.038±10纤度dtex13.5±0.1013.5±0.1213.5±0.1513.5±0.20长度偏差±3.06.07.010.0超长纤维%0.30.61.0

16、3.0疵点mg/100g3.08.015.040.0倍长纤维mg/100g6.06.015.030.0卷曲数2 个/25mm积累数据油剂含量%积累数据干热收缩%积累数据比电阻 g/cm2积累数据涤纶短纤维工厂设计第七节 主要原料的耗量第八节 三废处理和环境保护1废气：联苯联苯醚涤纶短丝纺丝过程中产生的废气主要是泄漏的热媒联苯联苯醚。为保证工作的健康，要保持车间良通风排气。对于产生的废气，使用废气处理设备处理后再排入大气。2废液：油剂油剂是在生产过程中产生的主要废液，不含物质，其组成大多为碳氢化合物，可以送入锅炉房同煤混合少掉，在除去废液的同时还能产生一部分能源。其次，生产中，水直接和原料接触的

17、较少，大多数水是用于各种冷却，这些冷却水或加热水完全清洁，可以循环使用或其他生活杂用。3废水4噪音主要是在卷绕车间，机械声音特别大。对于在内部工作的员工，要佩戴耳塞；同时厂房建造尽量原理居民区等人口聚集区，原料可采用吸音材料。第九节、设计中的问题由于纺丝纤度要求为 15 旦13.5dex，很大。而三维卷曲的孔数要在 600700，选为高强低伸。因而确定的工艺参数为拉伸倍数为 4.0，纺丝速度 800 m/min。纺丝孔数 600 孔。因而1、螺杆直径选择为 160mm 泵容量也选择为 50 cc/转。以提高成品旦数。这样使得泵供量提高到了 2500 g/min 。由于 HV451 的参数没查到

18、，所以这个参数不10序号名称每吨成品纤维耗量每天耗量每年耗量 T1切片1.036T46.65 T15536.812油剂0.604kg54.60 kg18.02项目规格温度常温油分无40纯度99.99涤纶短纤维工厂设计知道在不在范围以内。（计算一下计量泵的转速和螺杆的转速是否在规定的范围内）2、计量泵的转速为 40rmp/min 左右。在正常范围以内。3、而喷丝头拉伸比经代入公式计算，只与纺丝孔直径（正比）、旦数（反比）、拉伸比（反比）。而旦数、拉伸比都确定。孔径已达到最大。故拉伸比只能达到20 左右。与 100 的相差很多。4、因为旦数大。泵容量也很大，拉伸比已经确定。为保持 15000t 的

19、产量。选择纺丝部位数为 12。5、总的看来。因为纤度太大的，使得很多参数不好搭配。因而有些参数只好修改以满足生产的需要。第二章、工艺流程的设计第一节 概述设计原则：先进性、可靠性、符合国情生产方式：切片间接纺丝车间组成：干燥车间、纺丝车间、后纺车间、辅助车间工作制度：三班三运转定员：第二节 工艺流程的选择1、纺丝：间接纺。2、方案：为中长型，高强低伸。故采用二道牵伸。3、工艺流程图前纺工艺流程：后纺工艺流程：（三维卷曲流程图）11二道牵伸机一道牵伸机浸油槽平衡平衡横动往复装置卷绕机纺丝机KF干燥机切片料仓聚酯湿切片涤纶短纤维工厂设计蒸气注：本厂生产三维卷曲纤维不需要虚框内的步骤。 三维卷曲先切

20、断在松弛热定型。第三节 工艺流程说明一、工艺流程简述1.切片纺丝干切片经螺杆挤压机熔融，并用熔体输送泵将聚酯熔融体经输送管送到纺丝工序（或聚酯熔融体经静态混合器到纺丝箱体，在纺丝箱体内经熔体分配管、齿轮泵进入自封高压密封组件纺出丝条。带有一定温湿度的冷却风经过纺丝机各部位的K型纺丝筒，进行丝束的冷却、固化。从纺丝甬道出来的丝条经油轮上油，然后由导丝辊由垂直转至水平方向，通过喂入轮将其送到棉条桶中。2.拉伸1）热拉伸本工厂采用热拉伸。2）二段拉伸规格是高强普伸，本工厂采用二段拉伸，但是为了方便以后规格的12打包皮带输送松弛热定型切断机卷曲机丝束重叠架上油槽三道牵伸机水浴四道牵伸机紧张热定型涤纶短

21、纤维工厂设计更改需求，在设计上按照多段拉伸进行设计。二、 各工艺的作用1. 干燥切片干燥是一个传热、传质的物理过程，一方面要降低切片的含水量，提高切片中微量含水的均匀性，使之符合纺丝要求；另一方面又要提高切片的结晶度和软化点，保证切片熔融过程的正常运行。KF 干燥机属连续式预结晶和连续式充填干燥相结合的组合式干燥，其工艺流程大致是：湿切片经振动筛去除粉末后，由风机送入料仓，由此经脉冲输送系统进入切片料斗中，切片靠自重落至干燥塔的预结晶部分，停留 360min。经预结晶后的切片再靠自重进入干燥部分，干燥至工艺规定的切片送去纺丝。2. 纺丝涤纶使用熔法纺丝而成的。纺丝：螺杆挤压机、计量泵、纺丝箱体

22、、纺丝组件、喷丝板、环吹冷却。纺丝工艺的作用是将聚合物切片经过挤压、熔融、过滤、精确计量，从喷丝板喷出，在空气中冷却凝固成形。螺杆挤压机的作用是把聚合物切片熔融后以、恒定的温度和的输出聚合物熔体。计量泵的作用是精确计量、连续输送成纤聚合物熔体，并与喷丝头组件结合产生预定的，保证纺丝流体通过过滤层到达喷丝板，以精确的流量从喷丝孔喷出。纺丝箱的作用是保持由挤压机送至箱体的熔体经各部件到每个纺丝位都有相同的温度和降，保证熔体均匀地分配到每个纺丝部位上。纺丝组件的主要作用是将计量泵送来的熔体进行最终过滤，混合均匀后分配到每一个喷丝孔中，形成均匀的细流。喷丝板的主要作用是将聚合物熔体通过微孔转变成具有特

23、定截面的细流，经风冷却固化而形成丝条。环吹冷却系统的条件对纤维的线密度、染色性、伸长等都有较大影响。3. 卷绕卷绕机构的作用是将一台纺丝机的所有丝条汇成一股粗大的丝束，按一定的规律放在桶中，由喂入机和圈条机完成。4. 牵伸13涤纶短纤维工厂设计牵伸是把纺丝成型得到的初生纤维经恒温恒湿的条件存放一定时间后，在集束、浸渍以施加一定的预张力，并进行拉伸。5. 卷曲涤纶短纤维通常与棉、其他化学纤维混纺，以织成各种织物。棉纤维外形有天然卷曲，羊毛的表面则成鳞片状，并具有天然卷曲。而涤纶表面光滑、外观为圆柱形，纤维间抱合力极差，不易与其他纤维抱和在一起，故可纺性差，对纺织后不利。涤纶短纤维能够模仿天然纤维

24、的卷曲性能，需要进行卷曲，使纤维具有一定的抱合力，卷曲的好坏对纺织后起着重要的影响。6. 热定型热定型的目的是消除纤维拉伸过程中产生的内应力，使大分子发生一定程度的松弛，提高纤维的结晶度，纤维的弹性，以及降低纤维的热收缩率，使其。7. 切断涤纶短纤维通常是与棉、羊毛以及其他化学纤维混纺的，根据所纺纤维品种长度的不同，将涤纶丝束切断成相应的长度。现在所纺的棉型短纤维长度为38mm。8. 打包打包的作用是将松散的纤维打成一定重量、一定体积的包装。第四节 工艺路线论证工艺路线选择主要向发展即高速化、大型化、连续化、自动化。短丝方面则趋向于直接纺丝。西欧与的短丝约有7090%委直接纺。而直接纺较少，因

25、其特征为小批量多品种，故直接纺仅2530%。一、纺丝选择：本次设计采取的是间接纺丝的1、间接纺的优点：a.对生产方面要求较低，如、自控、工艺等方面，一旦发生生产故障，14涤纶短纤维工厂设计损失较小，应急处理容易；b.开停车较为方便，与缩聚无相互干扰，混切片大料仓能起到切片的混合作用，不宜受到缩聚生产波动的影响；c.适用于小规模生产，更换品种比较方便，适宜新的开发。2、间接纺的缺点：a.不如直接纺节省劳动动力；b.生产率较低，成本和单耗高；c.易吸湿水解，固体聚酯损失较多。二、拉伸的选择：1冷拉伸和热拉伸：在生产工艺中，将室温下进行的拉伸称冷拉伸。将加热到高于室温时进行的纤维拉伸称为热拉伸。但冷

26、拉伸时，纤维的拉伸热效应要使纤维实际温度升高。因此二者有时不能截然加以区分。随着温度的升高，欲获得相同拉伸倍数所需的外力将随之减小，因此提高温度，可以用较小的外力获得较高的拉伸倍数。此行热拉伸可以消除纤维在加工过程中由于机械作用所产生的内应力。并且提高温度也有利于取向和结晶的正常发展，但温度太高，则解取向增大，取向度反而降低。由此可知，在提高拉伸倍数，减少拉伸断头率方面，热拉伸比冷拉伸优越。但热拉伸的与操作比冷拉伸复杂一些。在热拉伸工艺中，可以用多种使被拉伸纤维加热。一类是使丝束直接与热板接触，这种较简单。但容易传热不均匀，因此常采用介质加热的，常用的加热介质有水蒸汽、热空气等。其作用为起导热

27、作用与对纤维起膨润增塑作用。2一段拉伸和多段拉伸纤维在拉伸时，若一次就拉到预定的拉伸倍数，称为一段拉伸。如分几步拉到预定的拉伸倍数，称为多段拉伸。国内大多采用多段拉伸（如两段拉伸）的工艺，因为如采用一段拉伸，15涤纶短纤维工厂设计纤维将突然受到一个很大的力，形变的发展往往跟不上，纤维容易被拉断。尤其是丝条根数较多时，由于各根单丝本身结构不均匀，所受拉伸不均匀，因此某些单纤维更易被拉断。同时，在这样大的外力作用下。纤维的表皮易发生龟裂而产生很小裂缝，影响纤维强度。如拉伸分几步完成，由于拉伸外力是逐步增加的，便可以提高拉伸倍数和拉伸的均匀度。此外，多段拉伸有利于每段可分别选择适当的拉伸温度。随着纤

28、维在拉伸过程中取向度和结晶度的提高，拉伸温度也要求提高。经实践证明，采用多段拉伸比一段拉伸效果好，既可减少拉伸时的断头率，降低拉伸的负荷，又可提高拉伸倍数。三、拉伸工艺参数的选择1拉伸倍数的选择及其分配：拉伸倍数的选择决定于所设计的品种。如为民用丝要求有一定延伸度，柔软且富有弹性，且染色性能要好，则选择的拉伸倍数可较低。高强力丝及帘子线要求强度高，延伸度低，因此拉伸倍数可选得高一些，但拉伸倍数的选择必须小于断裂拉伸比。此外，拉伸倍数必须大于自然拉伸比，否则拉伸点就会无法控制地由给丝辊移至拉伸辊，而在另一形成一个新的拉伸点，产生未拉伸丝。在总拉伸倍数基本不变的情况下，随着一段拉伸倍数的提高二段拉

29、伸倍数的缩小，则纤维的断裂强度有所提高，伸长率与沸水收缩率也随之下降。但当一段拉伸倍数提高到某一定值，即占总拉伸比90%时若由继续提高，则纤维性能变差，因一段拉伸倍率过大，则使纤维具更大的取向度和结晶度。这样的纤维再进行第二级拉伸，必须赋予更高的拉伸应拉伸温度，而过高的拉伸温度往往容易造成分子链的滑移；过大的拉伸应力的强迫拉伸又会造成链段撕碎的现象，因而具体表现为断裂强度下降，伸长率和沸水收缩率上升，双折射率亦显著下降。此外若第一段拉伸倍数过大则结果完全相当于一段拉伸失去二段拉伸工艺的优点。根据实践经验，一段拉伸倍数在总拉伸比的80%85%左右范围内，得到的纤维品质较好。2拉伸温度拉伸时必须使

30、分子链获得一定的活动性，因此必须选择适应的拉伸温度。一般头道拉伸温度要求高于化温度Tg。如考虑到其它有利因素，也可略低于Tg，16涤纶短纤维工厂设计但另一方面拉伸温度又必须低于软化温度，此温度在熔点以下2040，因温度过，解取向的速度也很大，故不能得到的取向。上面述及的只是最低、最高拉伸极限温度，至于各段拉伸温度的最后决定，还必须根据所设计纤维的拉伸曲线，操作及对的要求而定。说来，在相同的拉伸倍数下，提高拉伸温度，拉伸丝强度稍有增加，并降低拉伸应力从而减少断头率，因此热拉伸对提高物理力学性能是有利的。3拉伸速度：在拉伸时，当拉伸倍数、拉伸温度和拉伸热效应一定时，增加拉伸速度，拉伸应力也相应增加

31、，这是因为在拉伸时纤维的形变是一个松驰过程，形变需要一定时间，如拉伸速度太快，形变来不及发展，就必然会使纤维中的应力增加，由于松驰过程和温度时间依赖性，拉伸速度对拉伸应力的影响，与拉伸温度对拉伸应力的影响相反，即拉伸应力随速度的提高而增加；另一方面拉伸热效应也会随拉伸速度的提高而增加，而使拉伸应力降低，当前者是主要因素时，拉伸速度提高使拉伸应力随着提高。当后者是主要因素时，则拉伸速度提高使拉伸应力减小。拉伸速度的决定与拉伸温度有关，若拉伸温度高，分子链活动性大，松驰时间短，拉伸速度也可相应提高。反之，拉伸温度低，分子链活动小，松驰时间长，拉伸速度也得相应降低。在生产实践中，提高拉伸速度可以增加

32、产量，适当地提高速度，有利于工艺，减少断头；但如拉伸速度太快，纤维大分子链来不及形变，使纤维内应力增加，甚至达到断裂强度，使纤维断裂，因此于拉伸不利，且影响正常生产与产品质量，相反若采用的拉伸速度过低，虽然也能得到很大的拉伸倍数，但取向的效果不大，这样的拉伸只能是一种无效拉伸。4拉伸介质的选择：拉伸介质最常用的有空气、水蒸汽等。（1）空气：用电热板加热拉伸时拉伸介质是热空气。由于空气对纤维没有增塑作用，要达到同样的拉伸倍数就需要较高的拉伸温度和拉伸应力。且其温度也较，又因空气的导热性能差，特别是丝束较粗时受热不均匀，往往会产生“白斑丝”和“丝”，使纤维质量下降；此外，因空气使纤维膨胀溶胀，故纤

33、维结构较紧密，表现为拉伸后纤维的延伸度较低，仅长丝采17涤纶短纤维工厂设计用此类加热介质。（2）水浴拉伸（拉伸介质为热水）：由于水的增塑作用，在相同的拉伸温度下，拉伸曲线的形状比空气中拉伸时平坦，且其屈服应力比空气中低主要因水的增塑作用，使纤维溶胀，纤维中分子迁移性提高，由于水的增塑作用可使纤维的化温度Tg下降20左右；同时由于水的导热性能较好，比热也较大，丝束在拉伸时加热均匀，温度易于，比较简单，但水浴拉伸时纤维溶胀较厉害，结构松，拉伸后纤维的伸长率也较大，故如选择二道水浴拉伸工艺定要经过紧张热定型，使纤维结构致密化。（3）用水蒸汽作拉伸介质：其性能介于热水加热空气之间，蒸汽虽能使纤维膨化增

34、塑，但比在热水中小而高于热空气，故拉伸后纤维的伸长率也在二者之间。（4）热水喷淋一过热蒸汽加热二段拉伸工艺既吸收了热热均匀，蒸汽膨化较小的优点，又解决了热水浴中生头操作，停车浴中丝束易粘结的缺点。把热水浴改为热水喷淋加热方式，不仅操作方便，简单，而且温度亦易于控制。四、紧张热定型：为了高强低伸高模量的纤维，通常在拉伸后要进行紧张热定型，然后再松弛定型。采用先紧张热定型后松弛定型的工艺后，与普通的纤维相比，强度可提高0.5一1.0克/旦，模数也有提高，伸长率降低10%左右，但采用紧张热定型工艺后，将使后处理投资比伸型要高2.6倍。根据上列参数论证及所列工艺流程表。根据原料情况，如采用切片纺，还是

35、直接纺，以及要求，究竟是棉型、中长型、还是又可分高强低伸型还是普伸型，结合所选工艺参数综合考虑后权衡利弊最后制定下来。例如棉型中之高强低伸型可选用二道水浴拉伸，紧张热定型后松驰热定型的工艺。这是在拉伸速度较低的情况下比较适用，但拉伸速度提高到180200米/分时，由于车速高丝浴槽时达不到温度则二道拉伸就要采用过热蒸汽作加热介质。如为、中长型就不用紧张热定型。18涤纶短纤维工厂设计五、组件的选择熔纺的纺丝组件如纺丝泵、板、螺杆、过滤器滤芯及静态混合器等，经过一段时间的使用，由于聚合物熔体中的杂质，必须定期进行更换和。在涤纶纺丝过程中，熔体中的机械杂质、凝胶、碳化、热裂等微粒，往往会堵塞喷丝板的微

36、孔，而造成纤度不匀和产生“注头丝”、“细丝”、“”等疵点，因此必须定期对纺丝组件进行，近年来随着纤维质量指标的不断提高以及对纺丝头更换次数的减少，对于纺丝组件和计量泵的处理则提出更高的要求。关于纺丝组件的。主要有以下六种：煅烧法；盐浴法；A1203床法；三甘醇（TEG）溶剂法；真空炉热解法；水解法等。下面是各种的1煅烧法煅烧法又称灼烧法。它是在电热丝直接加热或带有循环空气的箱式煅烧炉中进行。被的组件，在500左右高温的炉膛中明火灼烧68小时或更长的时间，使高聚物分解、碳化，取出冷却后，再在热水（或蒸汽）中用刷子清除。该法的与操作虽然简单方便，但环境污染相当严重。又由于喷丝板与组件采用不锈钢，计

37、量泵选用石，在500以上温度时，其金相结构开始变化，而导致喷丝板的微孔和计量泵的齿形轮廓易产生变形，磨损和倒棱等缺陷，因此煅烧缩短上述零部件的使用，并影响纤维质量，现在已逐渐被A1203床法和三甘醇法所取代。改良的煅烧炉是以蒸汽喷给法温度，使温度均匀，其投资少，可适用于长丝纺丝。天津电炉厂仿制的型号为TL80的煅烧炉，已在国内广泛使用。煅烧时间68小时，如把炉中的电加热改为远红外线加热后，可节省2030%能源，上海许多厂已推广。2盐浴法用亚硝酸盐和碱作为热载体的盐浴槽，经加热升温至350400。将组件或泵等先行分解，装入框篮中，用吊机浸入浴槽中，经过0.2小时左右的加热，熔体即被分解。后经水洗

38、、碱洗和超声波水洗，总周期约l小时，可使泵体及组件19涤纶短纤维工厂设计表面极为清洁。此法优点是：传热快，加热均匀和周期短。缺点是：占地面积大，有水浴和碱浴等，使地面常有积水，并因亚硝酸盐的散发，对操作者周围环境有较大的影响。七十年代引进的涤纶、锦纶大型工厂都采用此法，国内有国产定型。3A1203床法近年，用三氧化二铝床炉合纤生产用的组件、泵、板也比较成功。依靠非压缩空气和电加热的氧化铝细粒，在450640的温度下借机械热量使聚合物自机体表面分离，氧化铝粉粒很细很好地穿透纺丝板的小孔。但由于氧化铝细粒较坚硬，时间虽只需4小时左右，但氧化铝细粒对金属表面有磨损现象。从显微镜观察，长期使用此法的纺

39、丝孔的锐把有逐渐钝化现象。因此，提高精度的机械部件此法的应用受到限制。且因部分细末粒子不可避免的自沉降器排出，对环境有轻度的污染，涤纶长丝厂的大部分组件和泵板都可能用该法，但熔体过滤器的滤芯则不能用此法，工厂普遍配有一只较小的三甘醇炉，专为少量过滤器滤芯之用。4三甘醇（TEG）溶剂法八十年代新建的大型工厂甘醇（TEG）作为溶剂溶解组件、泵板的聚合体达到的目的。三甘醇是涤纶生产中的乙二醇副产物，冷却加热周期约为5小时，即可获得较高的效果。用溶剂法处理使组件避免因高温而变形，对精细部件尤为合适。如此法能使机件的极细部分得到，特别是有三角形或多角形顶点的异形纺丝板、用不锈钢丝编制成烧结金属制成的熔体

40、过滤器滤芯等，其孔眼极细，用的效果不理想，用此法效果较好。细旦长丝纺丝板或多孔喷丝板用此法几乎都能达到满意的效果。由于大型合纤厂需的机械部件多。三甘醇的消耗量很大，可用蒸馏使三甘醇回用，经后的纺丝板再经水洗、碱洗和超声波水洗可获得良效果。每一公斤聚合体约消耗三甘醇12公斤，也可使用三甘醇和二乙醇的混合液，使处理温度降低，由于三甘醇无毒性，对环境污染不大。5真空炉热解法真空裂解炉近年在生产使用的组件、泵、板的中逐步推广和应用，获得良效果。在一只卧式的真空加热炉中，纺丝板和组件盛放在带有滑20涤纶短纤维工厂设计轮的篮框上，密封后抽真空（50mm水柱）。被分解温度为450530的聚合物沾污的组件都可

41、用此法。此法与的煅烧不同，组件经1.52小时的加热和真空处理，待冷却后取出，再经过程，使周期大为缩短，通常可用于涤纶、丙纶、锦纶、氨纶等纺丝组件、泵、板的。此法既又不影响纺丝板等精度，是对环境污染最小的一种，可谓近年来较新的工艺。6水解法上海十一化纤厂涤纶车间近年来试制了高温水解和碱水解熔体过滤器滤芯的工艺和，并已用于生产。目前该是利用在氧化铝床加热炉中增加蒸汽管，获得约350的过热蒸汽分解聚合物。随后在碱液槽加热，使聚合物进一步分解，该工艺处理时间较长，有待进一步改进。7各种纺丝组件的比较后的泵板需进行严格的检查，孔的内径可用放大仪检查，过滤器滤芯等可用气泡检示仪检查其效果。：各种比较第五节

42、 工艺参数工艺参数是生产过程中应的技术参数，它是扩初设计阶段进行物料衡算、公用工程计算和计算的重要依据。制定工艺参数的原则：合理性、先进性、可靠性21名称温度（）周期（小时）消耗料地耗占地大气污染总评1煅烧炉>800610大中中差2改良煅烧炉450610中中中良3盐浴法3504500.20.3NaNO2 NaOH (KNO2)中大大良4三甘醇炉26528558TEG小中小优5氧化铝床炉4805Al2O3小小中优6真空裂解炉4901.52小小小优7高温水解炉350812小小小未成熟涤纶短纤维工厂设计一、涤纶短纤维生产工艺参数： 泵供量、泵转速、喷出速度、喷丝拉伸倍数、卷重、纺丝纤度、桶重量

43、、落桶时间、平衡间桶数、一桶丝拉完所需时间、集速总旦数、切断机总产量。二、所用参数说明纤维纤度 d：d=13.5 旦纺丝速度 v：v=800m/min喷丝板孔数 N；N=600 孔拉伸倍数 R：R=4.0收缩系数 K：K=0.13泵容量 V：V=50cc/rmp泵效率：=0.97C=1.2g/cm3 A=3.14×(0.28/2)2×10-2=6.15×10-2cm2熔体比重 C：喷丝孔面积 A：取用卷绕丝长度 L：L=5mm3桶容积 V1：V1=1.8Í1.8Í2.0=6.483d1=0.55 g/cmB=12丝桶重 d1：纺丝部位数 B：卷

44、绕丝含油率 h：h=18%浸油槽温度：42±2头道水浴牵伸槽水浴温度：72蒸汽加热箱温度：180三道牵伸速度：350m/min第六节 工艺计算1 泵供量 Q(g/min)：计算依据：纤维纤度 d(旦)，喷丝板孔数 N，卷绕速度(m/min)，拉伸倍数R，收缩系数 K(0.13)。dRvN (1- K ) dRvN (1- K )Q =9000(1+含油率)900022涤纶短纤维工厂设计计算公式：Q=13.5Í4.0Í800Í600Í (1-0.13)/9000=2505.6g/min2计量泵转速 n(rmp/min)计算依据：泵供量 Q(g/m

45、in)，泵效率 r(0.97)，泵容量 V(ml/rmp)，熔体比重c=1.2g/cm3。QVrc计算公式： n =n=2505.6/(50×0.97×1.2)=43.05rmp/min3喷丝板喷出速度s(m/min)计算依据：泵供量 Q(g/min)，喷丝孔面积 A(cm2)， 喷丝板孔数 N，熔体比重c=1.2g/cm3Q计算公式： =sANc-2s=2505.6/(6.15×10 ×600×1.2)=56.58m/min4喷丝头拉伸比计算依据：卷绕速度w(m/min)喷丝速度s (m/min)= Vw计算公式：rVsr =800/56.5

46、8 = 14.135卷重 Gw(g/5m·部分)计算依据：纤度 d，拉伸倍数 R，喷丝板孔数 N，收缩系数 K，卷绕丝长度 L(5米)= dRNL(1 - K )计算公式：G9000G =13.5×4.0×600×5×(1-0.13)/9000= 15.66(g/5m·部分)6纺丝纤度 d 纺计算依据：成品丝纤度 d，拉伸倍数 R，收缩系数 K。计算公式：d 纺= dR(1 - K )d 纺=13.5×4.0×(1-0.13)=46.98 旦=52.2dtex23涤纶短纤维工厂设计7桶丝重 W(kg)33桶容积 V

47、1(m )容积有效系数 (0.9)，丝重重 d1(0.55g/cm )计算依据计算公式：W = V 1hd1 ´1000W=6.48×0.9×0.55×1000=3207.6Kg8 落桶时间 t(min)计算依据：每桶丝重量 W(kg)，泵供量 Q(g/min)，纺丝部位数 B,卷绕丝含油率h(18%)计算公式： t = W (1- h)QBt3207.6×(1-0.18) ×1000/(2505.6×12)=87.48min9 平衡间桶数 s(只)计算依据：纤维总旦数 d 总卷曲机决定，成品丝纤度，喷丝板孔数 N，纺丝部位

48、 Bs = d总 计算公式:dNBs=230×10000/(13.5×600×12)=23.66根据计算取 s=23 只10一桶丝拉完所需时间 h(h)计算依据：纺丝速度 V1(m/min)，落桶时间 t，拉伸倍数 R，拉伸机效率拉（0.85），第三拉伸机速度 V3(m/min)计算公式： h = V 1tRh拉V 3h800×87.48×4.0/(0.85×350×60)=15.68 小时11总旦数 D(旦)计算依据：桶数 s，每桶丝旦数 d 桶计算公式： D = sd桶（NdB）D23×13.5×60

49、0×12/10000=223.6()12桶数桶数平衡间桶数 s×2(1012）=23×2+10=56 桶13切断机总产量 Q 切24涤纶短纤维工厂设计计算依据：切断机转速 V 切（m/min），总旦数 DV切D / 2计算公式： Q =´ 60´ 249000´1000Q 切200×(223.6×10000/2)×60×24/9000/1000=35.776t/天台第七节 物料衡算物料衡算作用：物料衡算不仅是原材料消耗定额的基本依据，而且是和能量计算的先决条件。物料衡算的理论基础是质量守恒定律。

50、G1G2+G3其中：G1：输入系统各物料量的总和；G2：从系统或输出的物料量之和；G3：该系统或中物料量损失之和1切片单耗量计算：1)1 吨成品纤维的绝干成品纤维量1000×(10.4)996kg2)进入打包工序量996/(10.05)996.5kg3)定型切断996.5/(10.1)997.5kg4)进入卷曲机997.5/(10.05)998.0kg5)拉伸998.0/(11.0)1008.1kg6)卷绕1008.1/(10.8)1016.2kg7)纺丝1016.2/(10.5)1021.3kg8)干燥1021.3/(11.0)1031.6kg9)湿切片1031.6/(10.4)1

51、035.7kg切片单耗为 1.036/吨成品，生产天数 333 天计物料衡算表（15000 吨）25序号工序损耗（）输入量 T/d输入量 T/y输出量 T/d输出量 T/y涤纶短纤维工厂设计每天投入干切片 46.46T每天投入含水为 0.4切片 46.65T每天生产含油水 0.4纤维 45.05T年产含油水 0.4纤维 15000T2油剂物料衡算油剂单耗已知条件：卷绕丝含油水率 18，卷绕丝油剂浓度 0.3，卷绕油剂原油浓度100，成品纤维含有率 0.15。一道水浴排放量12l/侧分，浓度0.08；二道水浴排放量12l/侧分，浓度0.05；油剂调配损耗 10。l卷绕油耗用量卷绕工段输入量×卷绕丝含油水率×油剂浓度×（1损耗率）/原油有效成分15243.32×18×0.3×1.19.05T/yl卷绕油剂单耗（kg/T）卷绕油耗用量（T/y）×1000/纤维年产量9.05×1000/15000=0.604kg/T后纺油剂成品纤维×成