第1章 化工設(shè)備結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)

1、第第1章章 化工設(shè)備結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)化工設(shè)備結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí) 第第1章章 化工設(shè)備結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)化工設(shè)備結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)1.1 常用化工設(shè)備種類常用化工設(shè)備種類1.2 典型化工設(shè)備結(jié)構(gòu)典型化工設(shè)備結(jié)構(gòu)1.3 化工設(shè)備零部件標(biāo)準(zhǔn)化化工設(shè)備零部件標(biāo)準(zhǔn)化1.1常用化工設(shè)備種類常用化工設(shè)備種類（1）反應(yīng)類設(shè)備）反應(yīng)類設(shè)備 主要用于使物料在其中進(jìn)行化學(xué)反主要用于使物料在其中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成新的物質(zhì)或使物料進(jìn)行攪拌、沉降等單元操應(yīng)，生成新的物質(zhì)或使物料進(jìn)行攪拌、沉降等單元操作。作。（2）換熱類設(shè)備）換熱類設(shè)備 主要用來(lái)使兩種不同溫度的物料進(jìn)主要用來(lái)使兩種不同溫度的物料進(jìn)行熱交換，達(dá)到加熱或冷卻的目的。如熱交換器、冷行熱交換，達(dá)到加熱

2、或冷卻的目的。如熱交換器、冷凝器、蒸發(fā)器、冷卻器等。凝器、蒸發(fā)器、冷卻器等。（3）儲(chǔ)存類設(shè)備）儲(chǔ)存類設(shè)備 主要用于儲(chǔ)存生產(chǎn)用的原料氣體、主要用于儲(chǔ)存生產(chǎn)用的原料氣體、液體、液化氣體等，如各種形式的儲(chǔ)罐。液體、液化氣體等，如各種形式的儲(chǔ)罐。（4）塔類設(shè)備）塔類設(shè)備 主要用于吸收、精餾、萃取等單元操主要用于吸收、精餾、萃取等單元操作。均為直立式，橫截面為圓柱形。如吸收塔、干燥作。均為直立式，橫截面為圓柱形。如吸收塔、干燥塔和過(guò)濾塔等。塔和過(guò)濾塔等。1.2 典型化工設(shè)備結(jié)構(gòu)典型化工設(shè)備結(jié)構(gòu)1. 2.1 容器容器 主要由鋼制圓筒體和兩端的封頭組成，并設(shè)有主要由鋼制圓筒體和兩端的封頭組成，并設(shè)有各種化工

3、工藝接管，以及為檢修方便開(kāi)設(shè)的人孔、手各種化工工藝接管，以及為檢修方便開(kāi)設(shè)的人孔、手孔，和為保護(hù)容器安全而設(shè)置的安全裝置等?？?，和為保護(hù)容器安全而設(shè)置的安全裝置等。臥式容器示意圖臥式容器示意圖1.容器形狀容器形狀 立式容器立式容器 臥式容器臥式容器 方形容器方形容器 球形容器球形容器 2.容器的受壓情況容器的受壓情況1）內(nèi)壓容器）內(nèi)壓容器 當(dāng)容器內(nèi)部介質(zhì)壓力大于外部壓力時(shí)，稱為內(nèi)壓容器。壓力小于壓力小于0.1MPa為常壓容器為常壓容器容器的分類設(shè)計(jì)壓力p(MPa)低壓容器（代號(hào)L）中壓容器（代號(hào)M）高壓容器（代號(hào)H）超高壓容器（代號(hào)U）0.1p1.61.6p1010p100p100容器內(nèi)部壓力

4、小于外部壓力時(shí)，稱為外壓容器其中，內(nèi)部壓力小于一個(gè)絕對(duì)大氣壓(0.1MPa)的外壓容器，又叫真空容器。2）外壓容器）外壓容器如真空容器如真空容器(真空精餾塔真空精餾塔)或容器外有夾套。或容器外有夾套。 1MPa=10 kgf / cm3.容器分類容器分類(按管理分類按管理分類)n為了有利于安全技術(shù)管理和監(jiān)督檢查，根據(jù)壓力容器的n壓力高低n介質(zhì)危害程度n容積大小以及在生產(chǎn)過(guò)程中的作用n 壓力容器(不包報(bào)核能容器、船舶上的專用容器和直接受火焰加熱的容器)可分為三類:（1 1）一類容器）一類容器 非易燃或無(wú)毒介質(zhì)的低壓容器、 易燃或有毒介質(zhì)的低壓分離容器和換熱容器等3.3.容器分類容器分類n（2）具

5、有下列情況之一的，為第二類壓力）具有下列情況之一的，為第二類壓力容器：容器： n 中壓容器；中壓容器； n 低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）；危害介質(zhì)）； n 低壓反應(yīng)容器和低壓儲(chǔ)存容器（僅限易低壓反應(yīng)容器和低壓儲(chǔ)存容器（僅限易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)）；燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)）； n 低壓管殼式余熱鍋爐；低壓管殼式余熱鍋爐； n 低壓搪玻璃壓力容器。低壓搪玻璃壓力容器。 3.3.容器分類容器分類3.容器分類容器分類（3）具有下列情況之一的，為第三類壓力容器：）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

6、極度和高度危高壓容器；中壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）；害介質(zhì)）； 中壓儲(chǔ)存容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，中壓儲(chǔ)存容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且且pV乘積大于等于乘積大于等于10MPam3）。）。 中壓反應(yīng)容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，中壓反應(yīng)容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且且pV乘積大于等于乘積大于等于0.5MPam3）。）。 低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)，且低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)，且乘積大于等于乘積大于等于0.2MPam3 ）。）。 高壓、中壓管殼式余熱鍋爐。高壓、中壓管殼式余熱鍋爐。 中壓搪玻璃壓力容

7、器。中壓搪玻璃壓力容器。 使用強(qiáng)度級(jí)別較高（指相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下使用強(qiáng)度級(jí)別較高（指相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限大于等于限大于等于540MPa）的材料制造的壓力容器。）的材料制造的壓力容器。 移動(dòng)式壓力容器，包括鐵路罐車（介質(zhì)為液化氣體、移動(dòng)式壓力容器，包括鐵路罐車（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）、罐式汽車和罐式集裝箱（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）、罐式汽車和罐式集裝箱（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）等；低溫液體）等； 球形儲(chǔ)罐（容積大于等于球形儲(chǔ)罐（容積大于等于50m3）；低溫液體儲(chǔ)存容）；低溫液體儲(chǔ)存容器（容積大于器（容積大于5m3）。）。 低溫液體儲(chǔ)存容器（容積大于低溫液體儲(chǔ)存容器（容積大

8、于5m3） 1.2.2 攪拌反應(yīng)釜攪拌反應(yīng)釜 攪拌反應(yīng)釜主要零件有：攪拌器、內(nèi)筒、夾套、攪拌反應(yīng)釜主要零件有：攪拌器、內(nèi)筒、夾套、攪拌軸、懸掛支座、人孔、軸封裝置和傳動(dòng)裝置等。攪拌軸、懸掛支座、人孔、軸封裝置和傳動(dòng)裝置等。 （1）釜體）釜體 為進(jìn)行化學(xué)反為進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)提供一定的空間的容應(yīng)提供一定的空間的容器。由圓筒形筒體及上、器。由圓筒形筒體及上、下封頭組成。下封頭組成。（2）傳熱裝置）傳熱裝置 常用的傳熱裝常用的傳熱裝置是在釜體外部設(shè)置夾套，置是在釜體外部設(shè)置夾套，有時(shí)也在釜體內(nèi)部設(shè)置蛇管。有時(shí)也在釜體內(nèi)部設(shè)置蛇管。（3）攪拌裝置）攪拌裝置 各種物料混合各種物料混合均勻，接觸良好。均勻，接觸

9、良好。 攪拌裝攪拌裝置由電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器減到攪置由電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器減到攪拌器所需轉(zhuǎn)速后，再通過(guò)聯(lián)拌器所需轉(zhuǎn)速后，再通過(guò)聯(lián)軸器來(lái)帶動(dòng)。軸器來(lái)帶動(dòng)。攪拌器的型式主要有：攪拌器的型式主要有：n槳式、推進(jìn)式、框式、渦輪式、螺桿式和螺帶式等。槳式、推進(jìn)式、框式、渦輪式、螺桿式和螺帶式等。1）槳式攪拌器槳式攪拌器 槳式攪拌器適用于流動(dòng)性大，黏度小槳式攪拌器適用于流動(dòng)性大，黏度小的液體物料，槳式攪拌器也適用于纖維狀和結(jié)晶狀的液體物料，槳式攪拌器也適用于纖維狀和結(jié)晶狀的溶解液，如果液體物料層很深時(shí)可在槳式攪拌器的溶解液，如果液體物料層很深時(shí)可在槳式攪拌器軸上裝置數(shù)排槳葉。軸上裝置數(shù)排槳葉。折葉槳式攪拌器折葉槳式攪

10、拌器 三寬葉槳式攪拌器三寬葉槳式攪拌器2）框式和錨式攪拌器）框式和錨式攪拌器 框式攪拌器結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)固，框式攪拌器結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)固，攪動(dòng)物料量大。攪動(dòng)物料量大?？蚴胶湾^式攪拌器框式和錨式攪拌器特殊框式攪拌器特殊框式攪拌器 3）推進(jìn)式攪拌器）推進(jìn)式攪拌器 通常為兩個(gè)攪拌葉，第一個(gè)槳葉通常為兩個(gè)攪拌葉，第一個(gè)槳葉安裝在反應(yīng)釜的上部，把液體或氣體往下壓；第二安裝在反應(yīng)釜的上部，把液體或氣體往下壓；第二個(gè)槳葉安裝在下部，把液體往上推。使物料循環(huán)流個(gè)槳葉安裝在下部，把液體往上推。使物料循環(huán)流動(dòng)，所起作用以容積循環(huán)為主，剪切作用較小，上動(dòng)，所起作用以容積循環(huán)為主，剪切作用較小，上下翻騰效果良好。當(dāng)需要有更大的流

11、速時(shí)，反應(yīng)釜下翻騰效果良好。當(dāng)需要有更大的流速時(shí)，反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流筒。內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流筒。四葉推進(jìn)式攪拌器四葉推進(jìn)式攪拌器 三葉推進(jìn)式攪拌器三葉推進(jìn)式攪拌器4）渦輪式攪拌器）渦輪式攪拌器 渦輪式攪拌器型式很多。槳葉又渦輪式攪拌器型式很多。槳葉又分為平直葉和彎曲葉兩種。渦輪攪拌器的主要優(yōu)分為平直葉和彎曲葉兩種。渦輪攪拌器的主要優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)能量消耗不大時(shí)，攪拌效率較高。因此它點(diǎn)是當(dāng)能量消耗不大時(shí)，攪拌效率較高。因此它適用于乳濁液、懸浮液等。適用于乳濁液、懸浮液等。 六葉開(kāi)啟渦輪式攪拌器六葉開(kāi)啟渦輪式攪拌器 六斜葉開(kāi)啟渦輪式攪拌器六斜葉開(kāi)啟渦輪式攪拌器 齒形圓盤渦輪式攪拌器齒形圓盤渦輪式攪拌器 5）特殊型式攪

12、拌器）特殊型式攪拌器 一種螺帶式攪拌器，常用扁鋼一種螺帶式攪拌器，常用扁鋼按螺旋繞成，直徑較大，常做成幾條緊貼釜內(nèi)壁，按螺旋繞成，直徑較大，常做成幾條緊貼釜內(nèi)壁，與釜壁的間隙很小，所以攪拌時(shí)能不斷地將粘于釜與釜壁的間隙很小，所以攪拌時(shí)能不斷地將粘于釜壁的沉積物刮下來(lái)。對(duì)黏稠物料，采用行星傳動(dòng)的壁的沉積物刮下來(lái)。對(duì)黏稠物料，采用行星傳動(dòng)的攪拌器。行星傳動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)是攪拌強(qiáng)度很高，被旋攪拌器。行星傳動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)是攪拌強(qiáng)度很高，被旋轉(zhuǎn)部分帶動(dòng)攪拌的物料體積很大，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜。轉(zhuǎn)部分帶動(dòng)攪拌的物料體積很大，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 螺桿式攪拌器螺桿式攪拌器 螺帶螺桿式攪拌器螺帶螺桿式攪拌器（4）軸封裝置）軸封裝

13、置 攪拌軸是轉(zhuǎn)動(dòng)的，釜體封頭是靜止攪拌軸是轉(zhuǎn)動(dòng)的，釜體封頭是靜止的，在攪拌軸伸出封頭之處必然有間隙，必須進(jìn)的，在攪拌軸伸出封頭之處必然有間隙，必須進(jìn)行密封行密封(軸封軸封)，以保持設(shè)備內(nèi)的壓力，以保持設(shè)備內(nèi)的壓力(或真空度或真空度)，防止反應(yīng)物料逸出和雜質(zhì)的滲入。通常采用填料防止反應(yīng)物料逸出和雜質(zhì)的滲入。通常采用填料密封或機(jī)械密封。密封或機(jī)械密封。 填料密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造，并適用于低壓、填料密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造，并適用于低壓、低溫的場(chǎng)合。低溫的場(chǎng)合。圖1-12 填料密封結(jié)構(gòu) 機(jī)械密封主要是將較易泄漏的軸向密封改變?yōu)闄C(jī)械密封主要是將較易泄漏的軸向密封改變?yōu)椴灰仔孤┑亩嗣婷芊?。不易泄漏的端?/p>

14、密封。（5 5）傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置 通常采用立式布置在罐體的頂部，包括電動(dòng)機(jī)、通常采用立式布置在罐體的頂部，包括電動(dòng)機(jī)、減速裝置、聯(lián)軸器及機(jī)座等。減速裝置、聯(lián)軸器及機(jī)座等。1.2.3 換熱設(shè)備換熱設(shè)備 管殼式換熱器管殼式換熱器 是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的換熱是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的換熱器，是目前應(yīng)用最廣的類型。器，是目前應(yīng)用最廣的類型。 管殼式換熱器工作原理圖管殼式換熱器工作原理圖換熱器主要零部件換熱器主要零部件 f墊圈 g分層擱板 h管箱筒節(jié) i管板 j折流板 k支持板 a筒體 b管束 d封頭 e筒節(jié) 管殼式換熱器裝配圖管殼式換熱器裝配圖 分類分類 管殼式換熱器按結(jié)構(gòu)

15、特點(diǎn)分為固定管板式換管殼式換熱器按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、型管式換熱器、雙重管熱器、浮頭式換熱器、型管式換熱器、雙重管式換熱器、填函式換熱器和雙管板換熱器等。前式換熱器、填函式換熱器和雙管板換熱器等。前 3種應(yīng)用比較普遍。種應(yīng)用比較普遍。固定管板式換熱器固定管板式換熱器 浮頭式換熱器浮頭式換熱器 U型管式換熱器型管式換熱器 1.2.4 塔設(shè)備塔設(shè)備 主要用于吸收、精餾、萃取等單元操作。均主要用于吸收、精餾、萃取等單元操作。均為直立式，橫截面為圓柱形。如吸收塔、干燥塔為直立式，橫截面為圓柱形。如吸收塔、干燥塔和過(guò)濾塔等。和過(guò)濾塔等。 一般可將塔分成填料塔和板式塔兩大類。一般可

16、將塔分成填料塔和板式塔兩大類。 1.填料塔填料塔 以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備。的傳質(zhì)設(shè)備。 （1）填料填料 填料塔氣液接觸的元件，填料分成亂堆填料塔氣液接觸的元件，填料分成亂堆填料填料(顆粒填料顆粒填料)和規(guī)整填料兩大類。和規(guī)整填料兩大類。1）拉西環(huán)拉西環(huán) 拉西環(huán)是工業(yè)上最早拉西環(huán)是工業(yè)上最早使用的一種填料，為外徑與高使用的一種填料，為外徑與高度相等的圓環(huán)，通常由陶瓷或度相等的圓環(huán)，通常由陶瓷或金屬材料制成。金屬材料制成。拉西環(huán)拉西環(huán) 環(huán)環(huán)拉西環(huán)拉西環(huán)n拉西環(huán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，但堆積時(shí)相鄰環(huán)間拉西環(huán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，但堆積時(shí)相鄰環(huán)間易形成

17、線接觸，填料層的均勻性差，因而存在嚴(yán)易形成線接觸，填料層的均勻性差，因而存在嚴(yán)重的向壁偏流和溝流現(xiàn)象，致使傳質(zhì)效率低。而重的向壁偏流和溝流現(xiàn)象，致使傳質(zhì)效率低。而且流動(dòng)阻力大，操作范圍小。其改善方面有且流動(dòng)阻力大，操作范圍小。其改善方面有形、形、十字格形的拉西環(huán)。十字格形的拉西環(huán)。 2）鮑爾環(huán)）鮑爾環(huán) 鮑爾環(huán)是在拉西環(huán)的鮑爾環(huán)是在拉西環(huán)的壁上開(kāi)一層或兩層長(zhǎng)方形窗口，壁上開(kāi)一層或兩層長(zhǎng)方形窗口，窗孔的母材兩層交錯(cuò)地彎向環(huán)窗孔的母材兩層交錯(cuò)地彎向環(huán)中心對(duì)接。這種結(jié)構(gòu)使填料層中心對(duì)接。這種結(jié)構(gòu)使填料層內(nèi)氣、液分布性能大為改善，內(nèi)氣、液分布性能大為改善，尤其是環(huán)的內(nèi)表面得到充分利尤其是環(huán)的內(nèi)表面得到充

18、分利用。用。n與同樣尺寸的拉西環(huán)相比，鮑爾環(huán)的氣液通量可與同樣尺寸的拉西環(huán)相比，鮑爾環(huán)的氣液通量可提高提高50%，而壓降僅為其一半，分離效果也得到，而壓降僅為其一半，分離效果也得到提高。其改進(jìn)為階梯形鮑爾環(huán)，圓筒部分的一端提高。其改進(jìn)為階梯形鮑爾環(huán)，圓筒部分的一端制成喇叭口形狀。這樣填料間呈現(xiàn)點(diǎn)接觸，床層制成喇叭口形狀。這樣填料間呈現(xiàn)點(diǎn)接觸，床層均勻且空隙率大，與鮑爾環(huán)相比氣體阻力減少均勻且空隙率大，與鮑爾環(huán)相比氣體阻力減少25%，生產(chǎn)能力提高，生產(chǎn)能力提高10%。 3）階梯環(huán)階梯環(huán) 鮑爾環(huán)基礎(chǔ)上改造得出鮑爾環(huán)基礎(chǔ)上改造得出的。環(huán)壁上開(kāi)有窗孔，其高度為直的。環(huán)壁上開(kāi)有窗孔，其高度為直徑的一半。

19、由于高徑比的減少，使徑的一半。由于高徑比的減少，使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短，減少了阻力。縮短，減少了阻力。n喇叭口一邊，不僅增加機(jī)械強(qiáng)度，而且使填料之喇叭口一邊，不僅增加機(jī)械強(qiáng)度，而且使填料之間為點(diǎn)接觸，有利于液膜的匯集與更新，提高了間為點(diǎn)接觸，有利于液膜的匯集與更新，提高了傳質(zhì)效率。傳質(zhì)效率。n目前所使用的環(huán)型填料中最為優(yōu)良的一種。目前所使用的環(huán)型填料中最為優(yōu)良的一種。4）弧鞍型弧鞍型 表面全部敞口，表面全部敞口，不分內(nèi)外，液體在表面兩不分內(nèi)外，液體在表面兩側(cè)均勻流動(dòng)，表面利用率側(cè)均勻流動(dòng)，表面利用率高，流動(dòng)呈弧形，氣體阻高，流動(dòng)呈弧形，氣體阻力小。但

20、兩面對(duì)稱有重疊力小。但兩面對(duì)稱有重疊現(xiàn)象，容易產(chǎn)生溝流。現(xiàn)象，容易產(chǎn)生溝流。 強(qiáng)強(qiáng)度差，易破碎。應(yīng)用較少。度差，易破碎。應(yīng)用較少。5）矩鞍型矩鞍型 矩鞍形填料結(jié)構(gòu)矩鞍形填料結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，堆積時(shí)不重疊，均不對(duì)稱，堆積時(shí)不重疊，均勻性更高。該填料氣流阻力勻性更高。該填料氣流阻力小，處理能力大，性能雖不小，處理能力大，性能雖不如鮑爾環(huán)好，但構(gòu)造簡(jiǎn)單，如鮑爾環(huán)好，但構(gòu)造簡(jiǎn)單，是一種性能優(yōu)良的填料。是一種性能優(yōu)良的填料。 6）環(huán)矩鞍）環(huán)矩鞍 兼具環(huán)型、鞍型兼具環(huán)型、鞍型填料的優(yōu)點(diǎn)。敞開(kāi)的側(cè)壁有填料的優(yōu)點(diǎn)。敞開(kāi)的側(cè)壁有利于氣體和液體通過(guò)，減少利于氣體和液體通過(guò)，減少了填料層內(nèi)滯液死區(qū)。填料了填料層內(nèi)滯液死區(qū)

21、。填料層內(nèi)流體孔道增多，使氣液層內(nèi)流體孔道增多，使氣液分布更加均勻，傳質(zhì)效率得分布更加均勻，傳質(zhì)效率得以提高。以提高。n一般采用金屬材質(zhì)，機(jī)械強(qiáng)一般采用金屬材質(zhì)，機(jī)械強(qiáng)度高度高。7）球型）球型 球體為空心，氣體和液體從其內(nèi)部經(jīng)過(guò)。球體為空心，氣體和液體從其內(nèi)部經(jīng)過(guò)。由于球體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，填料裝填密度均勻，不由于球體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，填料裝填密度均勻，不易產(chǎn)生空穴和架橋，故氣液分散性能好。易產(chǎn)生空穴和架橋，故氣液分散性能好。n常采用塑料材質(zhì)。一般用于特定場(chǎng)合，工程上應(yīng)常采用塑料材質(zhì)。一般用于特定場(chǎng)合，工程上應(yīng)用較少。用較少。8）格柵填料）格柵填料 以條狀單元體以條狀單元體經(jīng)一定規(guī)則組合而成，其結(jié)經(jīng)一

22、定規(guī)則組合而成，其結(jié)構(gòu)隨條狀單元體的形式和組構(gòu)隨條狀單元體的形式和組合規(guī)則而變，具有多種結(jié)構(gòu)合規(guī)則而變，具有多種結(jié)構(gòu)形式。特點(diǎn)是比表面積較低，形式。特點(diǎn)是比表面積較低，主要用于低壓降、大負(fù)荷、主要用于低壓降、大負(fù)荷、防堵的場(chǎng)合。防堵的場(chǎng)合。木格柵填料木格柵填料格里奇格柵填料格里奇格柵填料9）波紋填料）波紋填料 波紋填料是由波紋填料是由許多層波紋薄片組成，各片許多層波紋薄片組成，各片高度相同但長(zhǎng)短不等，搭配高度相同但長(zhǎng)短不等，搭配組合成圓盤狀，填料波紋與組合成圓盤狀，填料波紋與水平方向成水平方向成45傾角，相鄰傾角，相鄰兩片反向重疊使其波紋互相兩片反向重疊使其波紋互相垂直。圓盤填料塊水平放入垂直

23、。圓盤填料塊水平放入塔內(nèi)，相鄰兩圓盤的波紋薄塔內(nèi)，相鄰兩圓盤的波紋薄片方向互成片方向互成90角。角。金屬絲網(wǎng)波紋填料金屬絲網(wǎng)波紋填料金屬孔板波紋填料金屬孔板波紋填料n波紋填料因波紋薄片的材料與形狀不同分成板波紋波紋填料因波紋薄片的材料與形狀不同分成板波紋填料和網(wǎng)波紋填料。填料和網(wǎng)波紋填料。n板波紋填料可由陶瓷、塑料、金屬、玻璃鋼等材料板波紋填料可由陶瓷、塑料、金屬、玻璃鋼等材料制成。填料的空隙率大，阻力小，流體通量大、效制成。填料的空隙率大，阻力小，流體通量大、效率高，而且制造方便、價(jià)格低，正向通用化、大型率高，而且制造方便、價(jià)格低，正向通用化、大型化方向發(fā)展。化方向發(fā)展。 10）脈沖填料：）

24、脈沖填料：是由帶縮頸的中空是由帶縮頸的中空棱柱形單體，按一定方式拼裝而成棱柱形單體，按一定方式拼裝而成的一種規(guī)則填料。脈沖填料組裝后，的一種規(guī)則填料。脈沖填料組裝后，會(huì)形成帶鎖頸的多孔棱形通道，其會(huì)形成帶鎖頸的多孔棱形通道，其縱面流道交替收縮和擴(kuò)大，氣液兩縱面流道交替收縮和擴(kuò)大，氣液兩相通過(guò)時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的湍動(dòng)，在縮頸相通過(guò)時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的湍動(dòng)，在縮頸處，氣速最高，湍動(dòng)劇烈，從而強(qiáng)處，氣速最高，湍動(dòng)劇烈，從而強(qiáng)化傳質(zhì)，在擴(kuò)大段，氣速減到最小，化傳質(zhì)，在擴(kuò)大段，氣速減到最小，實(shí)現(xiàn)兩相的分離。實(shí)現(xiàn)兩相的分離。n流道收縮、擴(kuò)大的交替重復(fù)，實(shí)現(xiàn)了流道收縮、擴(kuò)大的交替重復(fù)，實(shí)現(xiàn)了“脈沖脈沖”傳傳質(zhì)過(guò)程。質(zhì)過(guò)程。

25、n特點(diǎn)是處理量大，壓降小。適用于真空精餾，大特點(diǎn)是處理量大，壓降小。適用于真空精餾，大塔徑場(chǎng)合。塔徑場(chǎng)合。（2）填料支承）填料支承 填料的支承結(jié)構(gòu)不僅要支承全部濕填料的重量，填料的支承結(jié)構(gòu)不僅要支承全部濕填料的重量，還必須使上升的氣體能夠順利通過(guò)。因此填料支承除還必須使上升的氣體能夠順利通過(guò)。因此填料支承除應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)有足夠的截面積，以應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)有足夠的截面積，以免在支承處發(fā)生液泛。最常用的填料支承有柵板式和免在支承處發(fā)生液泛。最常用的填料支承有柵板式和升氣管式。升氣管式。（3）液體噴淋裝置）液體噴淋裝置 填料塔操作時(shí)，在任一橫截面上保證氣液的均勻分填料塔操作

26、時(shí)，在任一橫截面上保證氣液的均勻分布十分重要。因此，對(duì)液體分布裝置的基本要求是：能均布十分重要。因此，對(duì)液體分布裝置的基本要求是：能均勻分布液體；不易堵塞；氣體通過(guò)時(shí)阻力小，噴淋時(shí)液滴勻分布液體；不易堵塞；氣體通過(guò)時(shí)阻力小，噴淋時(shí)液滴飛濺??；不需要很大的液體壓力。飛濺小；不需要很大的液體壓力。n經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)塔徑為經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)塔徑為0.75m以上的塔，每平方米以上的塔，每平方米塔橫截面上應(yīng)有塔橫截面上應(yīng)有4050個(gè)噴淋點(diǎn)；對(duì)塔徑在個(gè)噴淋點(diǎn)；對(duì)塔徑在0.75m以下的塔，噴淋點(diǎn)至少應(yīng)為以下的塔，噴淋點(diǎn)至少應(yīng)為160個(gè)個(gè)/m2。（4）液體再分布裝置）液體再分布裝置 為了使液體沿塔截面均勻分布，不論顆粒

27、型或規(guī)整為了使液體沿塔截面均勻分布，不論顆粒型或規(guī)整型填料，堆積高度若超過(guò)塔徑的型填料，堆積高度若超過(guò)塔徑的26倍，則應(yīng)設(shè)置液體倍，則應(yīng)設(shè)置液體再分布裝置，使向塔壁彌散的液體重新集中于塔截面中再分布裝置，使向塔壁彌散的液體重新集中于塔截面中部。部。n作用是減小壁流現(xiàn)象。作用是減小壁流現(xiàn)象。n在填料層內(nèi)每隔一定高度設(shè)置液體再分布裝置在填料層內(nèi)每隔一定高度設(shè)置液體再分布裝置n對(duì)拉西環(huán)填料，再分布器的距離約為塔徑的對(duì)拉西環(huán)填料，再分布器的距離約為塔徑的2 25 53 3倍，對(duì)鮑爾環(huán)及鞍形等較好填料約為塔徑的倍，對(duì)鮑爾環(huán)及鞍形等較好填料約為塔徑的5 51010倍，但通常不應(yīng)超過(guò)倍，但通常不應(yīng)超過(guò)6m6

28、m。 填料塔詳圖填料塔詳圖 (5) 填料塔與板式塔的比較填料塔與板式塔的比較n對(duì)于許多逆流氣液接觸過(guò)程，填料塔和板式塔都對(duì)于許多逆流氣液接觸過(guò)程，填料塔和板式塔都是可以適用的，設(shè)計(jì)者必須根據(jù)具體情況進(jìn)行選是可以適用的，設(shè)計(jì)者必須根據(jù)具體情況進(jìn)行選用。填料塔和板式塔有許多不同點(diǎn)，了解這些不用。填料塔和板式塔有許多不同點(diǎn)，了解這些不同點(diǎn)對(duì)于合理選用塔設(shè)備是有幫助的同點(diǎn)對(duì)于合理選用塔設(shè)備是有幫助的。1）填料塔操作范圍較小，特別是對(duì)于液體負(fù)荷變）填料塔操作范圍較小，特別是對(duì)于液體負(fù)荷變化更為敏感。當(dāng)液體負(fù)荷較小時(shí)，填料表面不化更為敏感。當(dāng)液體負(fù)荷較小時(shí)，填料表面不 能能很好地潤(rùn)濕，傳質(zhì)就效果急劇下降；

29、當(dāng)液體負(fù)荷很好地潤(rùn)濕，傳質(zhì)就效果急劇下降；當(dāng)液體負(fù)荷過(guò)大時(shí)，則容易產(chǎn)生液泛。設(shè)計(jì)良好的板式塔，過(guò)大時(shí)，則容易產(chǎn)生液泛。設(shè)計(jì)良好的板式塔，則具有大得多的操作范圍。則具有大得多的操作范圍。2）填料塔不宜于處理易聚合或含有固體懸浮物的）填料塔不宜于處理易聚合或含有固體懸浮物的物料，而某些類型的板式塔（如大孔徑篩板、泡物料，而某些類型的板式塔（如大孔徑篩板、泡罩塔等）則可以有效地處理這種物質(zhì)。另外，板罩塔等）則可以有效地處理這種物質(zhì)。另外，板式塔的清洗亦比填料塔方便。式塔的清洗亦比填料塔方便。3）當(dāng)氣液接觸過(guò)程中需要冷卻以移除反應(yīng)熱或溶解）當(dāng)氣液接觸過(guò)程中需要冷卻以移除反應(yīng)熱或溶解熱時(shí)，填料塔因涉及液

30、體均不問(wèn)題而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。熱時(shí)，填料塔因涉及液體均不問(wèn)題而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。板式塔可方便地在塔板上安裝冷卻盤管。同理，當(dāng)板式塔可方便地在塔板上安裝冷卻盤管。同理，當(dāng)有側(cè)向出料時(shí)，填料塔也不如板式塔方便。有側(cè)向出料時(shí)，填料塔也不如板式塔方便。4）以前亂堆填料塔直徑很少大于）以前亂堆填料塔直徑很少大于0.5m，后來(lái)又認(rèn)為，后來(lái)又認(rèn)為不宜超過(guò)不宜超過(guò)1.5m，根據(jù)近，根據(jù)近10年來(lái)填料塔的發(fā)展?fàn)顩r，年來(lái)填料塔的發(fā)展?fàn)顩r，這一限制似乎不再成立。板式塔直徑一般不小于這一限制似乎不再成立。板式塔直徑一般不小于0.6m。5）關(guān)于板式塔的設(shè)計(jì)資料更容易得到而且更為可）關(guān)于板式塔的設(shè)計(jì)資料更容易得到而且更為可靠，因

31、此板式塔的設(shè)計(jì)比較準(zhǔn)確，安全系數(shù)可取靠，因此板式塔的設(shè)計(jì)比較準(zhǔn)確，安全系數(shù)可取得更小。得更小。6）當(dāng)塔徑不很大時(shí)，填料塔因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而造價(jià)便）當(dāng)塔徑不很大時(shí)，填料塔因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而造價(jià)便宜。宜。7）對(duì)于易起泡物質(zhì)，填料塔更適合，因填料對(duì)泡沫）對(duì)于易起泡物質(zhì)，填料塔更適合，因填料對(duì)泡沫有限制和破碎的作用。有限制和破碎的作用。8）對(duì)于腐蝕性物質(zhì)，填料塔更適合，因可采用瓷質(zhì)）對(duì)于腐蝕性物質(zhì)，填料塔更適合，因可采用瓷質(zhì)填料。填料。9）對(duì)熱敏性物質(zhì)宜采用填料塔，因?yàn)樘盍纤?nèi)的滯）對(duì)熱敏性物質(zhì)宜采用填料塔，因?yàn)樘盍纤?nèi)的滯液量比板式塔少，物料在塔內(nèi)的停留時(shí)間短。液量比板式塔少，物料在塔內(nèi)的停留時(shí)間短。10）填料

32、塔的壓降比板式塔小，因而對(duì)真空操作更為）填料塔的壓降比板式塔小，因而對(duì)真空操作更為適宜。適宜。填料塔用于：填料塔用于：n塔徑小塔徑小n真空操作真空操作n易起泡易起泡n腐蝕性物系腐蝕性物系n熱敏性物系熱敏性物系2. 板式塔板式塔 n板式塔為逐級(jí)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，它主要由圓柱形板式塔為逐級(jí)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，它主要由圓柱形殼體、塔板、溢流堰、降液管及受液盤等部件構(gòu)成。殼體、塔板、溢流堰、降液管及受液盤等部件構(gòu)成。根據(jù)塔板結(jié)構(gòu)形式的不同，板式塔可分為泡罩塔、篩根據(jù)塔板結(jié)構(gòu)形式的不同，板式塔可分為泡罩塔、篩板塔、浮閥塔、舌形塔和噴射塔。板塔、浮閥塔、舌形塔和噴射塔。 n泡罩塔操作彈性大，效率高，液氣

33、比范圍大，不易堵塞，泡罩塔操作彈性大，效率高，液氣比范圍大，不易堵塞，易于操作；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，壓降大，安裝維修麻易于操作；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，壓降大，安裝維修麻煩。煩。n篩板塔效率高，處理能力強(qiáng)，壓降小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造篩板塔效率高，處理能力強(qiáng)，壓降小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造維修方便；但操作彈性稍低于泡罩塔，小孔徑篩板易堵維修方便；但操作彈性稍低于泡罩塔，小孔徑篩板易堵塞，不適宜處理臟的、粘性大的和帶固體粒子的料液塞，不適宜處理臟的、粘性大的和帶固體粒子的料液。n浮閥塔操作彈性大，效率高，處理能力強(qiáng)，壓降小，不浮閥塔操作彈性大，效率高，處理能力強(qiáng)，壓降小，不易積垢堵塞，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝容易；但其構(gòu)造

34、、生產(chǎn)能易積垢堵塞，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝容易；但其構(gòu)造、生產(chǎn)能力、塔板效率及壓降等略低于篩板塔。力、塔板效率及壓降等略低于篩板塔。n舌形塔與泡罩塔相比，塔盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壓降小，處理能舌形塔與泡罩塔相比，塔盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壓降小，處理能力大，且安裝維修方便，但操作彈性小，塔板效率低。力大，且安裝維修方便，但操作彈性小，塔板效率低。1.3 化工設(shè)備零部件標(biāo)準(zhǔn)化化工設(shè)備零部件標(biāo)準(zhǔn)化化工設(shè)備常用零部件：化工設(shè)備常用零部件： 容器容器(簡(jiǎn)體、封頭簡(jiǎn)體、封頭)；法蘭；法蘭；人孔、手孔、視人孔、手孔、視孔；孔；攪拌器；攪拌器；密封裝置；密封裝置；聯(lián)接零件；聯(lián)接零件；機(jī)械機(jī)械傳動(dòng)件；傳動(dòng)件；設(shè)備附件，如支座、接管、液面計(jì)

35、、氣設(shè)備附件，如支座、接管、液面計(jì)、氣體或液體分布器等。體或液體分布器等。 為了便于設(shè)計(jì)、制造及零件的互換，從而提高為了便于設(shè)計(jì)、制造及零件的互換，從而提高化工設(shè)備的質(zhì)量，降低成本，各國(guó)已制訂了一系列化工設(shè)備的質(zhì)量，降低成本，各國(guó)已制訂了一系列化工設(shè)備零部件標(biāo)準(zhǔn)?；ぴO(shè)備零部件標(biāo)準(zhǔn)。例如：例如：筒體標(biāo)準(zhǔn)：筒體標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 9019-2001(GB國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))；封頭標(biāo)準(zhǔn)：封頭標(biāo)準(zhǔn)：JB/T 4746-2002(JB機(jī)電部標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電部標(biāo)準(zhǔn))；法蘭標(biāo)準(zhǔn)：管法蘭有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)法蘭標(biāo)準(zhǔn)：管法蘭有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB /T 91152000），另一個(gè)是原化學(xué)工業(yè)部），另一個(gè)是原

36、化學(xué)工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)（HG /T 20592HG /T 20635-2009） (HG 化工部標(biāo)準(zhǔn)化工部標(biāo)準(zhǔn))，設(shè)備法蘭標(biāo)準(zhǔn)：，設(shè)備法蘭標(biāo)準(zhǔn)：JB/T 470147032000；人孔標(biāo)準(zhǔn)：人孔標(biāo)準(zhǔn)：JB /T 25551979，HG /T 21515HG /T 215352005等。等。1. 公稱直徑與公稱壓力公稱直徑與公稱壓力（1）公稱直徑）公稱直徑標(biāo)準(zhǔn)化的名義直徑，代號(hào)DN(或Dg)。表1-1所示卷制壓力容器公稱直徑 化工設(shè)備及零部件標(biāo)準(zhǔn)化的最重要參數(shù)是公稱直徑化工設(shè)備及零部件標(biāo)準(zhǔn)化的最重要參數(shù)是公稱直徑與公稱壓力。與公稱壓力。(2) 公稱壓力公稱壓力 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力等級(jí)，表示管子、法蘭、

37、管件的規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力等級(jí)，表示管子、法蘭、管件的耐壓程度，記作耐壓程度，記作PN。 如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB /T 10482005將管路元件的公將管路元件的公稱壓力定為十個(gè)等級(jí)：稱壓力定為十個(gè)等級(jí)： 0.25MPa、0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa、6.3MPa、10MPa、16MPa、25MPa等。等。2筒體筒體 化工設(shè)備中圓筒形容器應(yīng)用最為廣泛，無(wú)論是化工設(shè)備中圓筒形容器應(yīng)用最為廣泛，無(wú)論是立式或臥式。其主體一般是由圓筒體和兩個(gè)封頭組立式或臥式。其主體一般是由圓筒體和兩個(gè)封頭組成的。筒體有鋼板卷焊而成和取自大口徑無(wú)縫鋼管成的。筒體有鋼板卷焊而成和取自大

38、口徑無(wú)縫鋼管的兩種。的兩種。 卷卷 板板 機(jī)機(jī)3封頭封頭（1）封頭形式）封頭形式 常見(jiàn)的封頭形式有橢圓形、碟形、常見(jiàn)的封頭形式有橢圓形、碟形、球形、錐形和平板封頭等。球形、錐形和平板封頭等。 （2）封頭形式的選擇）封頭形式的選擇 1）一般壓力容器封頭）一般壓力容器封頭(中、低中、低壓壓)，在條件許可時(shí)，應(yīng)采用受力，在條件許可時(shí)，應(yīng)采用受力狀態(tài)好與制造難度不大的橢圓形狀態(tài)好與制造難度不大的橢圓形封頭。封頭。 2）當(dāng)制造條件較差時(shí)可用碟形）當(dāng)制造條件較差時(shí)可用碟形或無(wú)折邊球形封頭，但壁厚應(yīng)適或無(wú)折邊球形封頭，但壁厚應(yīng)適當(dāng)加大或采用加固措施。當(dāng)加大或采用加固措施。 3）錐體封頭）錐體封頭(底底)一般用于收一般用于收集固體顆?；蚴沽黧w分布均集固體顆?；蚴沽黧w分布均勻的場(chǎng)合。此外，也常用于勻的場(chǎng)合。此外，也常用于兩直徑不等設(shè)備的聯(lián)結(jié)過(guò)渡兩直徑不等設(shè)備的聯(lián)結(jié)過(guò)渡段段(變徑段變徑段)。 4）平板封頭一般用作常壓容）平板封頭一般用作常壓容器的蓋或底。直徑較大時(shí)應(yīng)器的蓋或底。直徑較大時(shí)應(yīng)加固。當(dāng)制造條件較差時(shí)，加固。當(dāng)制造條件較差時(shí)，也可考慮也可考慮用作小型低壓設(shè)備用作