化工廠常用化工設備簡介[精制甲類]

1、化工廠常用化工設備簡介化工設備是指化工生產中靜止的或者配有少量傳動機構組成的裝置，主要用于完成傳熱、傳質和化學反應等過程，或用于儲存物料?；ぴO備通常按以下方式分類。1. 按照結構特征和用途分為：容器，塔器，熱換器，反應器（包括反應釜，固定床或流化床和管式爐等）、分離器、儲存器。2. 按照材料分為：金屬設備（碳鋼，合金鋼，鑄鐵，鋁，銅等），非金屬設備（內襯橡膠，塑料，耐火材料和搪瓷等），其中碳鋼設備最常用。3. 按受壓情況分為：外壓設備（包括真空設備）和內壓設備，內壓設備又分為常壓設備（操作壓力=0.7MPA）低壓設備（0.1MPAp10MPA）中壓設備（1.6MPAp10MPA）高壓設備（1

2、0MPAp100MPA）4. 按設備靜止與否分為：靜設備和動設備。靜設備（塔、釜、換熱器、干燥器、儲罐等）動設備（壓縮機、離心機、風機、泵、固體粉碎機械、）三、化工容器結構與分類1、基本結構 在化工類工廠使用的設備中， 有的用來貯存物料， 如各種儲罐、 計量罐、 高位槽； 有的用來對物料進行物理處理，如換熱器、精餾塔等；有的用于進行化學反應，如聚合釜，反應器，合成塔等。盡管這些設備作用各不相同，形狀結構差異很大，尺寸大 小千差萬別， 內部構件更是多種多樣， 但它們都有一個外殼， 這個外殼就叫化工容器。 所以化工容器是化工生產中所用設備外部殼體的總稱。由于化工生產中，介質通常具有較高的壓力，故化

3、工容器痛常為壓力容器?；と萜饕话阌赏搀w、封頭、支座、法 蘭及各種開孔所組成.1）筒體 筒體是化工設備用以儲存物料或完成傳質、傳熱或化學反應所需要的工作空間， 是化工容器最主要的受壓元件之一，其內直徑和容積往往需由工藝計算確定。圓柱形 筒體（即圓筒）和球形筒體是工程中最常用的筒體結構。2）封頭 根據(jù)幾何形狀的不同，封頭可以分為球形、橢圓形、碟形、球冠形、錐殼和平蓋 等幾種，其中以橢圓形封頭應用最多。封頭與筒體的連接方式有可拆連接與不可拆連接（焊接）兩種，可拆連接一般采用法蘭連接方式。3）密封裝置 化工容器上需要有許多密封裝置，如封頭和筒體間的可拆式連接，容器接管與外管道間可拆連接以及人孔、手孔

4、蓋的連接等，可以說化工容器能否正常安全地運行在 很大程度上取決于密封裝置的可靠性。4）開孔與接管 化工容器中，由于工藝要求和檢修及監(jiān)測的需要，常在筒體或封頭上開設各種大小的孔或安裝接管，如人孔、手孔、視鏡孔、物料進出口接管，以及安裝壓力表、液面計、安全閥、測溫儀表等接管開孔。5）支座 化工容器靠支座支承并固定在基礎上。隨安裝位置不同，化工容器支座分立式容器支座和臥式容器支座兩類，其中立式容器支座又有腿式支座、支承式支座、耳式支座和裙式支座四種。大型容器一般采用裙式支座。臥式容器支座有支承式、鞍式和圈式支座三種；以鞍式支座應用最多。而球形容器多采用柱式或裙式支座。6）安全附件 由于化工容器的使用

5、特點及其內部介質的化學工藝特性， 往往需要在容器上設置一些安全裝置和測量、控制儀表來監(jiān)控工作介質的參數(shù)，以保證壓力容器的使用安全 和工藝過程的正常進行。 化工容器的安全裝置主要有安全閥、爆破片、緊急切斷閥、安全聯(lián)鎖裝置、壓力表、液面計、測溫儀表等。上述筒體、封頭、密封裝置、開孔接管、支座及安全附件等即構成了一臺化工設備的外殼。對于儲存用的容器，這一外殼即為容器本身。對用于化學反應、傳熱、分離等工藝過程的容器而言，則須在外殼內裝入工藝所要求的內件，才能構成一個完整的產品。2、分類 從不同的角度對化工容器及設備有各種不同的分類方法， 常用的分類方法有以下幾種。1）按壓力等級分 按承壓方式分類，化工

6、容器可分為內壓容器與外壓容器。內壓容器又可按設計壓力大小分為四個壓力等級，具體劃分如下：低壓（代號L）容器 0.1MPap1.6 MPa；中壓（代號M）容器 1.6MPap10.0 MPa；高壓（代號H）容器 10.0MPap100 MPa；超高壓（代號U）容器 p 100Mpa。外壓容器中， 當容器的內壓小于一個絕對大氣壓時又稱為真空容器。2）按原理與作用分 根據(jù)化工容器在生產工藝過程中的作用， 可分為反應容器、 換熱容器、 分離容器、 儲存容器。 反應容器（代號R）主要是用于完成介質的物理、化學反應的容器，如反應器、 反應釜、聚合釜、合成塔、蒸壓釜、煤氣發(fā)生爐等。換熱容器（代號E）主要是用

7、于完成介質熱量交換的容器。如管殼式余熱鍋爐、 熱交換器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、加熱器等。分離容器（代號S）主要是用于完成介質流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離的 容器。如分離器、過濾器、蒸發(fā)器、集油器、緩沖器、干燥塔等。儲存容器（代號C,其中球罐代號B）主要是用于儲存、盛裝氣體、液體、液化 氣體等介質的容器。如液氨儲罐、液化石油氣儲罐等。在一臺化工容器中，如同時具備兩個以上的工藝作用原理時，應按工藝過程的主要作用來劃分品種。3）按相對壁厚分 按容器的壁厚可分為薄壁容器和厚壁容器，當筒體外徑與內徑之比小于或等于1.2mm 時稱為薄壁容器，大于1.2mm 時稱厚壁容器。4）按支承形式分 當容器采用立

8、式支座支承時叫立式容器，用臥式支座支承時叫臥式容器。5）按材料分 當容器由金屬材料制成時叫金屬容器；用非金屬材料制成時，叫非金屬容器。6）按幾何形狀分 按容器幾何形狀，可分為圓柱形、球形、橢圓形、錐形、矩形等容器。7）按安全技術管理分 上面所述的幾種分類方法僅僅考慮了壓力容器的某個設計參數(shù)或使用狀況， 還不能綜合反應壓力容器面臨的整體危害水平。 例如儲存易燃或毒性程度中度以及上危害介質的壓力容器，其危害性要比相同幾何尺寸、儲存毒性程序輕度或非易燃介質的壓力容器大得多。壓力容器的危害性還與其設計壓力p和全容積V的乘積有關， pV值愈 大，則容器破裂時爆炸能量愈大，危害性也愈大，對容器的設計、制造

9、、檢驗、使用和管理的要求愈高。為此，壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程采用既考慮容器壓力與容積乘積大小，又考慮介質危害程度以及容器品種的綜合分類方法，有利于安全技術監(jiān)督和管理該方法將壓力容器分為三類。（1）、第三類壓力容器 具有下列情況之一的為第三類壓力容器。高壓容器；中壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質）；中壓儲存容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質，且pV乘積大于等于10 MPam3) 中 壓 反 應 容 器 （ 僅 限 易 燃 或 毒 性 程 度 為 中 度 危 害 介 質 ， 且 pV 乘 積 0.5 MPa .m3）；低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質，且pV乘積 0.2 MP

10、a m3）；高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；中壓搪玻璃壓力容器；使用強度級別較高（指相應標準中抗拉強度規(guī)定值下限大于等于540 MPa ） 的材料制造的壓力容器；移動式壓力容器， 包括鐵路罐車 （介質為液化氣體、 低溫液體） 罐式汽車 液 、 化氣體運輸（半掛）車、低溫液體運輸（半掛）車、永久氣體運輸（半掛）車 和 罐式集裝箱（介質為液化氣體、低溫液體）等；球形儲罐（容積大于等于50m3）； 低溫液體儲存容器（容積大于5 m3）。（2）、第二類壓力容器 具有下列情況之一的為第二類壓力容器。 中壓容器； 低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質）； 低壓反應容器和低壓儲存容器（僅限易燃介質或毒性程度

11、為中度危害介質）； 低壓管殼式余熱鍋爐； 低壓搪玻璃壓力容器。（3）、第一類壓力容器 除上述規(guī)定以外的低壓容器為第一類壓力容器。四、化工塔設備的分類和結構（一）塔設備的分類1、 按操作壓力分類 :加壓塔,減壓塔；常壓塔。2、按化工單元操作分類:精餾塔； 吸收塔和解吸塔；萃取塔；反應塔；再生塔；干燥塔3、按氣液接觸的基本構件分類: 填料塔；板式塔（二） 塔設備的結構1、塔設備的基本部件:支座； 液體出口；填料支承；卸料孔；塔體；填料；液體再分布器:噴淋裝置1）塔體 塔體是塔設備的主要部件，大多數(shù)塔體是等直徑、等壁厚的圓筒體，頂蓋以橢圓 形封頭為多。但隨著裝置的大型化，不等直徑、不等壁厚的塔體已逐

12、漸增多。塔體除滿足工藝條件對它提出的強度、剛度要求外，還應考慮風力、地震、偏心載荷所帶來的影響，以及吊裝、運輸、檢驗、開停工等情況。 塔體材質常采用的有：鑄鐵、碳素鋼、低合金鋼、不銹耐酸鋼（復層、襯里）等。2）塔體支座 塔設備常采用裙式支座。它應當具有足夠的強度和剛度，來承受塔體操作重量、 風力、地震等引起的載荷。 塔體支座的材質常采用碳素鋼，也有采用鑄鐵的。3）塔體附件接管；人孔和手孔；吊耳；吊柱;平臺和爬梯。2、填料塔1裙座； 2裙座人孔； 3塔底液體出口； 4裙座氣孔； 5塔體； 6人孔； 7蒸汽入口； 8塔板； 9回流入口； 10吊柱； 11塔頂蒸汽出口； 12進料口填料塔是化學工業(yè)中

13、最常用的氣液傳質設備之一， 在塔內設置填料使氣液兩相能 夠達到良好傳質所需的接觸面積。填料塔具有結構簡單，便于用耐腐蝕材料制造，適應性較好。 填料塔廣泛的應用在蒸餾、吸收和解吸操作，而在大型裝置中，填料塔的使用范圍正在擴大。六十年代后期，直徑超過3米的填料塔已十分普遍。目前，填料塔不僅可以大型化，而且在某些方面超過了板式塔的規(guī)模。所以，近代化學、石油工業(yè)中， 填料塔的地位變得日益重要。近來，由于塔內采用接觸面積較大的矩鞍型或聚丙烯鮑爾環(huán)填料，經實踐證明，已克服大型填料塔的不足，顯示出效率高，處理量大，壓力降小等優(yōu)點。1）填料、填料的選擇 填料塔操作的好壞與選用填料的正確與否有很大關系。選擇填料

14、的原則如下：單位體積填料的表面積要大；使氣液相接觸的自由體積要大；對氣相阻力要小，即空隙截面積大；重量要輕；機械強度要高；耐介質腐蝕，經久耐用；價格低廉。填料的選擇， 應根據(jù)操作壓力和介質來選擇填料的材質， 根據(jù)操作工藝要求， 選擇填料的型式， 根據(jù)填料塔徑選擇填料尺寸。 、填料的分類 工業(yè)用填料大致分為實體填料和網體填料兩大類。 、填料材質 選擇填料要根據(jù)被處理物料的腐蝕性及操作壓力，確定使用填料的材質。、填料尺寸選擇填料尺寸選定與塔徑尺寸有關，一般要求塔徑與填料直徑之比不能太小，否則， 填料與塔壁的間隙過大，易使液體沿塔壁空隙流下，使截面上液體分布不均。 、常用填料的特性 拉西環(huán) 拉西環(huán)使

15、用歷史悠久，各種參數(shù)比較完整；設計與操作經驗豐富，外形簡單、制造方便；取材容易、造價低廉，適用于非金屬耐腐蝕材料制造等優(yōu)點。但拉西環(huán)由于表面積利用率低，因而使塔的生產能力降低，阻力較大，加上自身的形狀決定了它溝 流和壁流嚴重，使氣液分布不均勻，氣液接觸不良。 鮑爾環(huán) 鮑爾環(huán)除鋼制外，還有用陶瓷和塑料制成的。具有如下優(yōu)點： 對于同樣的空隙率而言， 阻力比拉西環(huán)小， 因而可提高氣速， 生產能力可以提高。 由于小窗葉片向環(huán)中心彎， 液體分布較為均勻， 所以溝流和壁流情況比拉西環(huán)好。 開小窗后表面積比拉西環(huán)要大，且環(huán)內表面得以充分利用，以進行氣液傳質，而拉西環(huán)內表面利用率較低。 操作彈性范圍大。 在一

16、般情況下，當同樣壓降時，處理量比拉西環(huán)大50以上；在同樣處理量時， 壓降可降低，傳質效率能提高20左右。 、鞍形填料 鞍形填料又分弧鞍形和矩鞍形兩種。 此種填料常用于吸收操作，處理腐蝕性介質較為適宜，且成本低。近來，又對矩鞍形填料予以改進。它是目前瓷制填料中處理量大，效率較高的一種。2）塔設備噴淋裝置 在塔頂部裝設噴淋裝置，可使塔頂引入的液體能沿塔截面均勻分布進入填料層， 避免部分填料得不到濕潤，降低填料層的有效利用率，影響傳質效果。噴淋裝置的類型很多，常用的如下表： 管式噴淋型 蓮蓬頭式 盤式 溢流式 槽式 噴淋裝置類型 反射板式 沖擊式 寶塔式 離心式 機械式管式噴淋器 小直徑的填料塔（3

17、00mm以下）可以采用管式噴淋器，。該結構的優(yōu)點是結構簡單，缺點是噴淋面積小而且不均勻。管式噴淋器：直管；彎管；多孔直管式對于直徑稍大的填料塔（1200mm以下），可以采用多孔環(huán)管噴淋器，。環(huán)狀管的下面開有小孔，小孔直徑為48mm，共有35排，小孔面積總和約與 管截面積相等， 環(huán)管中心圓直徑一般為塔徑的6080。 這種噴淋器優(yōu)點是結構簡單，制造及安裝方便，但缺點是噴淋面積小，不夠均勻，而且液體要清潔，否則小孔易堵塞。蓮蓬頭式噴淋器 這種結構是應用最普遍的一種噴淋裝置， 結構簡單， 噴淋較均勻。 蓮蓬頭可以作成半球形、 碟形或杯形， 它懸于填料上方中央處， 液體經小孔分股噴出， 蓮蓬頭直徑一般為

18、塔徑的2030， 小孔直徑為315mm， 它的安裝位置離填料表面 此種結構的缺點是容易堵塞， 液體分布情況與壓頭有關， 的距離一般約為(0.51)， 所以適用于料液清潔且料液壓頭不變或變化不大的情況，一般用于直徑600mm以下的 塔設備。溢流型噴淋器 盤式分布器是常用的一種溢流型噴淋裝置，液體經過進液管加到噴淋盤內，然后從噴淋盤內的降液管溢流，噴淋到填料上。降液管一般按等邊三角形排列，焊接在噴淋盤的分布板上。沖擊型噴淋器 反射板式噴灑器為沖擊型的一種， 利用液流沖擊反射板（可以是平板、凸板或錐形板）以飛濺分布液體。最簡單的結構為平板，液體循中心管流下，沖擊后分成液滴并向各方飛濺。3）液體再分布

19、裝置 由于工藝條件的要求，需要的填料層總高度較大，當噴淋液體噴到填料表面后， 液體有流向塔壁造成“壁流”的傾向，稱為“干錐體”現(xiàn)象，使液體分布不均，降低了填料塔的效率。為避免產生“干錐體”現(xiàn)象，必須在塔結構上采取措施，即沿填料層每隔一段距離，裝設液體再分布器，使其在整個高度的填料層內部都得到噴淋液的均勻分布。分配錐是最簡單的一種結構，適用塔徑在600800mm的塔，槽形液體再分配器，器上的通孔是增加氣體通過的截面積，使氣體通過再分配器時，速度變化不大，該分布器適用塔徑600mm以上的塔。4）填料的支承結構 填料的支承結構不但要有足夠的強度和剛度，而且須有足夠的自由截面積，否則會增大塔的壓力降，

20、使在支承處不致首先發(fā)生液泛。 在工業(yè)填料塔中，最常用的填料支承是柵板，它是用豎扁鋼制成，5）除沫器 除沫器是用來捕集夾帶在氣相中液滴的裝置，裝在塔內頂部，它能起到保證傳質效率，降低物料損失，改善塔后壓縮機或真空泵的操作狀況以及減少對環(huán)境污染的作用。 小型除沫器常見的除沫器有折板除沫器、填料除沫器及絲網除沫器，其中絲網除沫器采用最多，它適用于分離5微米的液滴，其除沫率可達99%。絲網由一定規(guī)格編織成的絲網帶卷制成盤狀物，再用支承板加以固定，絲網帶可用金屬或非金屬材料制成，絲網支承柵板的自由截面積應大于90%。適用于潔凈氣體。若在氣液中含有粘結物時，則易堵塞網孔，影響塔的正常操作。三、板式塔板式塔

21、因空塔速度比填料塔高，所以生產強度比填料塔大。板式塔的塔板結構有多種，它是決定塔特性的主要因素。1、塔板的主要部件有：1）降液管 降液管的作用是使液體由上一層塔板流到下一層塔板。2）出口堰 出口堰具有維持板上液層高度及使液流均勻的作用。3）入口堰 其作用是使上一層板流入的液體能在板上均勻分布，并減少進入處液體水平沖 出。降液管與下層塔板至入口堰處稱為受液盤，這種結構便于液體的側線抽出。在低液流量時，仍能造成正液封，具有改變液體流向的緩沖作用。塔板塔板有整塊式或分塊式兩種。（1）整塊式塔板 此種塔板一般用于塔徑小于800mm，人不便進入安裝和檢修的塔內。塔體由若干塔節(jié)組成，塔節(jié)與塔節(jié)之間用法蘭連

22、接。塔板與塔板之間用管子支承。塔板與塔壁間隙用填料來密封。（2）分塊式塔板 分塊式塔板用于塔徑在900mm以上，人可以進入的塔內。塔體為一焊制整體圓筒， 不分塔節(jié)， 而塔板是分成數(shù)塊， 通過人孔送入塔內， 裝到焊在塔內壁的塔板固定件上。 為了進行塔內清洗和檢修，在塔板中央設置一塊內部通道板，通道板應為上、下 均可拆的。 塔板上的鼓泡構件型式很多，常用鼓泡構件為泡罩、浮閥等。下節(jié)分別敘述。（3）泡罩塔板 泡罩塔板所用的泡罩有圓形和條形兩類，其主要特點是鼓泡元件各具有升氣管。 上升氣體經升氣管由泡罩齒縫吹入液層，兩相接觸密切，加之板上液層較高，兩相接觸時間較長，分離效果較好。但由于氣體通過泡罩的路

23、線曲折及液層較高，導致壓降及霧沫夾帶增高等缺點。同時，由于塔板上液面梯度較大，氣相分布不均，影響傳質效率，這也是泡罩結構所造成的。（4）浮閥塔板及特點生產能力大，比泡罩塔板約提高2040，與篩板塔相近。 操作彈性大，在較寬的氣速變化范圍內，板效率變化較小，其彈性范圍（即最 大負荷與最小負荷之比）為79。由于氣液接觸狀態(tài)良好，以及氣體為水平方向吹出，霧沫夾帶量小，因此塔板效率高，比泡罩塔效率可提高15左右。液面梯度小，蒸汽分配比較均勻，塔板壓降比泡罩塔小。 塔板結構簡單，安裝容易。 浮閥塔板結構與泡罩塔板類同。操作時氣流自下而上吹起浮閥，從浮閥周邊水平 方向吹入塔板上液層，進行兩相接觸。液體則由上一層塔板的降液管流入，經進口堰 均布， 再橫向流過塔板與氣相接觸傳質后， 再經溢流堰進入降液管， 流入下一層塔板。五、化工換熱設備的結構和分類1.化工換熱設備是在化工生產過程中即化學反應物中實現(xiàn)熱能傳