年產(chǎn)1萬(wàn)噸聚羧酸減水劑生產(chǎn)線設(shè)計(jì)1.1概述減水劑是指在混凝土和易性及水泥用量不變條件下，能減少拌合用水量、提高混凝土強(qiáng)度；或在和易性及強(qiáng)度不變條件下，節(jié)約水泥用量的外加劑第一代：普通減水劑20世紀(jì)30年代初，美英日等國(guó)家已經(jīng)在公路、隧道、地下工程中使用防凍劑、引氣劑、塑化劑和防水劑1935年，美國(guó)Master Builder的E.W.Scxiptrt研究制造成功的以紙漿廢液中木質(zhì)磺酸鹽為主要成分的“普濁里”減水劑（Pozzolitn） 1937年美國(guó)頒布了歷史上第一個(gè)減水劑的專利主要使用木質(zhì)素磺酸鈉、硬脂酸皂等普通減水劑第二代：萘系、三聚氰胺高效減水劑1962年，日本服部健一首先將萘磺酸甲醛縮合物用于混凝土分散劑，1964年日本花王石堿公司作為產(chǎn)品銷售1964年，聯(lián)邦德國(guó)研制面功三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮合物“Melment”（梅爾門特），同時(shí)出現(xiàn)了多環(huán)芳烴磺酸鹽甲醛縮合的1965年，前蘇聯(lián)建工部研制一種新超塑化劑“Anuaccah”，由含硫酸鹽的丙烯酸鹽廢料加工而成1971～1973年，德國(guó)首選將超塑化劑研制成功流態(tài)混凝土，混凝土垂直泵送高度達(dá)到310m特點(diǎn)：通過(guò)磺化得來(lái)，減水率較高，坍落度保持效果差，其性能和技術(shù)質(zhì)量不穩(wěn)定性。

第三代：氨基磺酸系、聚羧酸系高效減水劑80年代初，日本首先開發(fā)了聚羧酸系高效減水劑1985年開始逐漸應(yīng)用于混凝土工程90年代初，日本針對(duì)高強(qiáng)超高強(qiáng)混凝土的需求又進(jìn)一步研發(fā)聚羧酸系高效減水劑20世紀(jì)90年代初美國(guó)首選提出高性能混凝土（HPC）概念我國(guó)本世紀(jì)出剛剛起步，《北京市混凝土外加劑行業(yè)2000～2002年三年發(fā)展規(guī)劃》中提出：外加劑要向液態(tài)、高效、低堿、聚羧酸系方向發(fā)展目前，聚羧酸系高性能減水劑在技術(shù)性能指標(biāo)、性價(jià)比方面都達(dá)到了當(dāng)今國(guó)際先進(jìn)水平廣泛地應(yīng)用于高鐵、超高層的建筑中1.2普通減水劑1.2.1普通減水劑簡(jiǎn)介普通減水劑的特點(diǎn)：應(yīng)用面最廣、使用量最大、使用最早，最初為工業(yè)副產(chǎn)品普通減水劑的主要作用：1.在不減少單位用水量情況下，改善新拌混凝土的和易性，提高流動(dòng)度和工作度2.在保持相同流動(dòng)度下，減少用水量，提高混凝土的強(qiáng)度3.在保持一定強(qiáng)度情況下，減少單位水泥用量，節(jié)約水泥1.2.2 普通減水劑的工藝加NaOH加H2SO4酸化噴霧干燥噴霧干燥堿質(zhì)木質(zhì)素碳酸鈣過(guò)濾木質(zhì)素碳酸鈣減水劑噴霧干燥亞硫酸鹽紙漿加Ca（oH）2木質(zhì)素碳酸鈣減水劑木質(zhì)素碳酸鈣溶解，硫酸鈣沉淀過(guò)濾木質(zhì)素碳酸鈣減水劑1.3萘系減水劑1.3.1萘系減水劑簡(jiǎn)介萘系高效減水劑是經(jīng)化工合成的非引氣型高效減水劑。

化學(xué)名稱萘磺酸鹽甲醛縮合物，它對(duì)于水泥粒子有很強(qiáng)的分散作用對(duì)配制大流態(tài)砼，有早強(qiáng)、高強(qiáng)要求的現(xiàn)澆砼和予制構(gòu)件，有很好的使用效果，可全面提高和改善砼的各種性能，廣泛用于公路、橋梁、大壩、港口碼頭、隧道、電力、水利及工民建工程、蒸養(yǎng)及自然養(yǎng)護(hù)予制構(gòu)件等1.3.2性能特點(diǎn) 1、 在砼強(qiáng)度和坍落度基本相同時(shí)，可減少水泥用量10-25%2、 在水灰比不變時(shí)，使混凝土初始坍落度提高10cm以上，減水率可達(dá)15-25%3、 對(duì)砼有顯著的早強(qiáng)、增強(qiáng)效果，其強(qiáng)度提高幅度為20-60%4、 改善混凝土的和易性，全面提高砼的物理力學(xué)性能5、 對(duì)各種水泥適應(yīng)性好，與其它各類型的混凝土外加劑配伍良好6、 特別適用于在以下混凝土工程中使用：流態(tài)混凝土、塑化混凝土、蒸養(yǎng)混凝土、抗?jié)B混凝土、防水混凝土、自然養(yǎng)護(hù)預(yù)制構(gòu)件混凝土、鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土、高強(qiáng)度超高強(qiáng)度混凝土7、混凝土坍落度經(jīng)時(shí)損失較大，半小時(shí)坍落度損失近40%1.3.3萘系減水劑工藝流程中和熔萘液堿甲醛水硫酸工業(yè)萘干燥成品縮合水解磺化檢測(cè)出廠過(guò)濾1.4聚羧酸減水劑1.4.1聚羧酸減水劑簡(jiǎn)介聚羧酸系高性能減水劑是目前世界上最前沿、科技含量最高、應(yīng)用前景最好、綜合性能最優(yōu)的一種混凝土超塑化劑(減水劑)。

聚羧酸系高性能減水劑是羧酸類接枝多元共聚物與其它有效助劑的復(fù)配產(chǎn)品經(jīng)與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品性能比較表明，聚羧酸系高性能減水劑在技術(shù)性能指標(biāo)、性價(jià)比方面都達(dá)到了當(dāng)今國(guó)際先進(jìn)水平1.4.2性能特點(diǎn)1、摻量低、減水率高，減水率可高達(dá)45%；2、坍落度輕時(shí)損失小，預(yù)拌混凝土坍落度損失率1h小于5%，2h小于10%；3、增強(qiáng)效果顯著，砼3d抗壓強(qiáng)度提高50～110%，28d抗壓強(qiáng)度提高40～80%，90d抗壓強(qiáng)度提高30～60%；4、混凝土和易性優(yōu)良，無(wú)離析、泌水現(xiàn)象，混凝土外觀顏色均一用于配制高標(biāo)號(hào)混凝土?xí)r，混凝土粘聚性好且易于攪拌；5、含氣量適中，對(duì)混凝土彈性模量無(wú)不利影響，抗凍耐久性好；6、能降低水泥早期水化熱，有利于大體積混凝土和夏季施工；7、適應(yīng)性優(yōu)良，水泥、摻合料相容性好，溫度適應(yīng)性好，與不同品種水泥和摻合料具有很好的相容性，解決了采用其它類減水劑與膠凝材料相容性差的問(wèn)題；8、低收縮，可明顯降低混凝土收縮，抗凍融能力和抗碳化能力明顯優(yōu)于普通混凝土；顯著提高混凝土體積穩(wěn)定性和長(zhǎng)期耐久性；9、堿含量極低，堿含量≤0.2%，可有效地防止堿骨料反應(yīng)的發(fā)生；10、產(chǎn)品穩(wěn)定性好，長(zhǎng)期儲(chǔ)存無(wú)分層、沉淀現(xiàn)象發(fā)生，低溫時(shí)無(wú)結(jié)晶析出；11、產(chǎn)品綠色環(huán)保，不含甲醛，為環(huán)境友好型產(chǎn)品；12、經(jīng)濟(jì)效益好，工程綜合造價(jià)低于使用其它類型產(chǎn)品，同強(qiáng)度條件下可節(jié)省水泥15-25%。

1.4.3工藝流程圖A催化劑甲醇鈉裂解 聚乙二醇單甲醚環(huán)氧乙烷乙烯石油催化劑甲基丙烯酸阻聚劑聚羧酸高性能減水劑甲氧基聚氧乙烯內(nèi)烯酸酯引發(fā)劑鏈轉(zhuǎn)移劑1.5生產(chǎn)線流程圖（聚羧酸減水劑）10894123675紀(jì)金鶴1.成品槽 2.液下泵 3.冷凝器 4.引發(fā)劑計(jì)量槽5.自吸泵 6.反應(yīng)釜 7，8流量計(jì) 9.氮?dú)? 10.接受槽1.6車間布局設(shè)計(jì)圖合成車間1000m2化驗(yàn)室100m2鍋爐房80m2配電房80m2倉(cāng)儲(chǔ)300m2辦公及生活500m2 1.7工廠設(shè)計(jì)圖 1.8設(shè)備基礎(chǔ)基建施工設(shè)計(jì)圖反應(yīng)釜接受槽 1.9設(shè)備表[[]武增禮，王棟民，王啟寶.年產(chǎn)1萬(wàn)噸聚羧酸高性能減水劑的工業(yè)化設(shè)計(jì) 2009 年 6月]名稱規(guī)格 型號(hào)數(shù)量反應(yīng)釜5m35反應(yīng)釜50L1攪拌系統(tǒng)K1500 漿式搪瓷攪拌減速機(jī) 支架2攪拌系統(tǒng)K5000 框式搪瓷攪拌減速機(jī) 支架1無(wú)離子水制備裝置1電葫蘆2T 10M2防腐泵9循環(huán)水泵2水泵1液堿泵L=20001法蘭水表9數(shù)顯溫度表XMZ7真空表Y-1005壓力表Y-150 0.6Mpa5電子秤10t1轉(zhuǎn)子流量計(jì)8磅秤100kg1熔料槽3000×7000×8001無(wú)離子水槽10m3， ?2000×30001配料槽10m3， ?2000×30001熔料槽2m3， ?1000×15001成品大儲(chǔ)罐50m32復(fù)配成品大儲(chǔ)罐30m31濃堿大貯罐30m31噸桶15濃堿罐1m3叉車2t12.0設(shè)計(jì)說(shuō)明2.0.1車間要求[[]范景珍. 聚羧酸高性能減水劑工業(yè)化設(shè)計(jì) 2011年4月]化釜一般要通氮?dú)饣虺檎婵眨M(jìn)行酯化反應(yīng)。

高位計(jì)量槽上料可以采用泵送，或采用真空上料泵送較簡(jiǎn)單，但管路中易存料，造成計(jì)量不準(zhǔn)，各種料容易混合真空上料管路中不存料，計(jì)量準(zhǔn)確，各種料不混合，但對(duì)計(jì)量槽要求較高，要采用真空計(jì)量罐設(shè)備布置采用平面布置反應(yīng)釜架設(shè)在一層鋼平臺(tái)上，計(jì)量槽架設(shè)在二層平臺(tái)上一層鋼平臺(tái)一般設(shè)計(jì)高度為2.8~3.2m二層平臺(tái)一般設(shè)計(jì)高度為4.6~5.0m計(jì)量槽高度一般為1.5~2.0m所以廠房梁下高度為6.5~7.5m 為好如房梁下高度不夠，可把操作臺(tái)移往廠房中間，借助屋脊高度擺下設(shè)備如舊廠房改造，高度實(shí)在不夠，只有靠降低地面高度來(lái)滿足操作臺(tái)高度2.0.2設(shè)備及管道的要求聚羧酸減水劑生產(chǎn)過(guò)程中，與物料接觸的設(shè)備必須采用不銹鋼或非金屬材質(zhì)不銹鋼價(jià)格較貴，而且牌號(hào)很多，一般不容易識(shí)別，容易買到假貨反應(yīng)設(shè)備一般選用搪瓷反應(yīng)釜容積一般為3~5 m3，攪拌形式采用框式，轉(zhuǎn)速63r/min管路選用PPR 管采用熱熔機(jī)連接，效果較好而且管件，閥門齊全，市場(chǎng)易買易購(gòu)，比較方便但PPR 管的缺點(diǎn)是強(qiáng)度低，比較軟，安裝過(guò)程中要多做支架最好把PPR管集中排列，用角鋼做成托盤PPR 管集中在上面排布，效果較好泵類可以選用一般塑料泵，如PPR 泵、氟塑料泵等。

最好選用機(jī)械密封的，避免泄漏真空泵可選水環(huán)式真空泵或水噴射式真空泵，現(xiàn)在有的廠家把水泵和水噴射器以及水箱組合在一起，整體出售使用比較方便高位計(jì)量槽采用真空上料時(shí)，訂貨時(shí)必須注明真空計(jì)量廠家采取加厚措施，防止使用過(guò)程中抽癟另外，上料管最好深入到槽底，與真空口遠(yuǎn)離否則上料口與真空口太近，物料易被抽入真空泵成品大儲(chǔ)罐一般采用鐵胎貼玻璃鋼或整體塑料罐鐵貼玻璃鋼就是先做一個(gè)鐵罐，人孔做大一些，然后人鉆進(jìn)去貼玻璃鋼樹脂由于有鐵胎，比較堅(jiān)固缺點(diǎn)是：出口管不好處理；時(shí)間長(zhǎng)了，玻璃鋼容易與鐵胎分離而脫離塑料罐就不存在這樣問(wèn)題2.0.3質(zhì)量控制檢驗(yàn)環(huán)節(jié)的要求溫度的測(cè)量和控制在生產(chǎn)過(guò)程中非常重要，直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣測(cè)量溫度現(xiàn)在一般采用鉑熱電阻溫度計(jì)和數(shù)字顯示儀表料流量控制，通常選用玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)此種流量計(jì)顯示直觀，調(diào)節(jié)方便，價(jià)格低廉缺點(diǎn)是物料必須是全液相或氣相不能有固體雜質(zhì)，否則易堵流量計(jì)管子或卡住轉(zhuǎn)子，造成不能顯示解決辦法：管路中可以加入過(guò)濾器，濾去雜質(zhì)，保證液體純凈質(zhì)量的計(jì)量，反應(yīng)中需要加入MPEG，或大單體的量都要較精確稱量可以采用電子秤計(jì)量電子秤精度可達(dá)0.2~0.5 公斤可以滿足工藝要求參考文獻(xiàn)。