化工設(shè)計(jì)概論第四章

1、1第四章第四章 設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)與選型設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)與選型 分類：分類： 1 1）一類稱標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備或定型設(shè)備；）一類稱標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備或定型設(shè)備； 2 2）一類稱非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備或非定型設(shè)備。）一類稱非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備或非定型設(shè)備。 化工設(shè)備工藝設(shè)計(jì)，對于定型和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備來化工設(shè)備工藝設(shè)計(jì)，對于定型和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備來說就是選型，對于非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備來說就是通過化工說就是選型，對于非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備來說就是通過化工計(jì)算，提出型式、材料、尺寸和其它一些要求，計(jì)算，提出型式、材料、尺寸和其它一些要求，由化工設(shè)備專業(yè)進(jìn)行工程機(jī)械加工設(shè)計(jì)，由有關(guān)由化工設(shè)備專業(yè)進(jìn)行工程機(jī)械加工設(shè)計(jì)，由有關(guān)機(jī)械加工廠制造。機(jī)械加工廠制造。 2一、原則一、原則 1 1合理

2、性；合理性； 2 2可靠性，先進(jìn)性；可靠性，先進(jìn)性； 3 3安全性：安全性： 4 4經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)濟(jì)性。 全面貫徹先進(jìn)、適用、高效、安全、可全面貫徹先進(jìn)、適用、高效、安全、可靠、經(jīng)濟(jì)儉省的原則，審慎地研究，認(rèn)真靠、經(jīng)濟(jì)儉省的原則，審慎地研究，認(rèn)真地設(shè)計(jì)。地設(shè)計(jì)。3二、設(shè)備工藝設(shè)計(jì)的主要工作和方法二、設(shè)備工藝設(shè)計(jì)的主要工作和方法1 1結(jié)合流程確定化工單元操作所需結(jié)合流程確定化工單元操作所需設(shè)備類型設(shè)備類型； 2 2確定確定設(shè)備材質(zhì)設(shè)備材質(zhì)；3 3確定設(shè)備的確定設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)；4 4確定確定標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的型號和臺數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的型號和臺數(shù)； 5 5確定確定標(biāo)準(zhǔn)圖標(biāo)準(zhǔn)圖的圖號和型號；的圖號和型號；6

3、6非標(biāo)設(shè)備，向非標(biāo)設(shè)備，向( (機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)) )專業(yè)專業(yè)提設(shè)計(jì)條件提設(shè)計(jì)條件； 7 7匯總列出匯總列出設(shè)備一覽表設(shè)備一覽表。8 8同設(shè)備專業(yè)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行圖紙會簽。同設(shè)備專業(yè)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行圖紙會簽。 4化工設(shè)備的材料和選材原則化工設(shè)備的材料和選材原則一、材料分類：一、材料分類： 1 1金屬；金屬； 2 2非金屬；非金屬； 3 3復(fù)合材料。復(fù)合材料。5 1 1滿足工藝及設(shè)備要求；滿足工藝及設(shè)備要求； 2 2材質(zhì)可靠，使用安全；材質(zhì)可靠，使用安全； 3 3易于加工；易于加工； 4 4立足市場，立足國內(nèi)，立足當(dāng)?shù)刭Y源；立足市場，立足國內(nèi)，立足當(dāng)?shù)刭Y源； 5 5綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)核算。綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)核算。二

4、、選材一般原則：二、選材一般原則：6一、泵的類型和特點(diǎn)一、泵的類型和特點(diǎn)1.1.泵的分類泵的分類 7一、泵的類型和特點(diǎn)一、泵的類型和特點(diǎn)2.2.各種泵的特性各種泵的特性8（1 1）型號；）型號；（2 2）揚(yáng)程；）揚(yáng)程；（3 3）流量；）流量；（4 4）必需汽蝕余量；）必需汽蝕余量；（5 5）功率與效率。）功率與效率。一、泵的類型和特點(diǎn)一、泵的類型和特點(diǎn)3.3.泵的技術(shù)指標(biāo)泵的技術(shù)指標(biāo)9一、泵的類型和特點(diǎn)一、泵的類型和特點(diǎn)4.4.化工生產(chǎn)常用泵化工生產(chǎn)常用泵10螺桿泵螺桿泵11往復(fù)泵往復(fù)泵12塑料泵塑料泵13噴射器（左）液下泵（右）噴射器（左）液下泵（右）14屏蔽泵屏蔽泵 屏蔽泵沒有轉(zhuǎn)軸密封，絕

5、對無泄漏，使用愈來愈普遍。屏蔽泵沒有轉(zhuǎn)軸密封，絕對無泄漏，使用愈來愈普遍。 屏蔽泵的原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：泵和驅(qū)動電機(jī)都被密封在一屏蔽泵的原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：泵和驅(qū)動電機(jī)都被密封在一個被泵送介質(zhì)充滿的壓力容器內(nèi)，此壓力容器只有靜密封，個被泵送介質(zhì)充滿的壓力容器內(nèi)，此壓力容器只有靜密封，并由一個電線組來提供旋轉(zhuǎn)磁場并驅(qū)動轉(zhuǎn)子。無離心泵具有并由一個電線組來提供旋轉(zhuǎn)磁場并驅(qū)動轉(zhuǎn)子。無離心泵具有的旋轉(zhuǎn)軸密封裝置，故能做到完全無泄漏。屏蔽泵把泵和電的旋轉(zhuǎn)軸密封裝置，故能做到完全無泄漏。屏蔽泵把泵和電機(jī)連在一起，電動機(jī)的轉(zhuǎn)子和泵的葉輪固定在同一根軸上，機(jī)連在一起，電動機(jī)的轉(zhuǎn)子和泵的葉輪固定在同一根軸上，利用屏蔽套將

6、電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子隔開，轉(zhuǎn)子在被輸送的介質(zhì)利用屏蔽套將電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子隔開，轉(zhuǎn)子在被輸送的介質(zhì)中運(yùn)轉(zhuǎn)，其動力通過定子磁場傳給轉(zhuǎn)子。中運(yùn)轉(zhuǎn)，其動力通過定子磁場傳給轉(zhuǎn)子。 15屏蔽泵屏蔽泵16隔膜泵隔膜泵 隔膜泵是利用螺桿的回轉(zhuǎn)來吸排液體的。隔膜隔膜泵是利用螺桿的回轉(zhuǎn)來吸排液體的。隔膜泵中間螺桿為主動螺桿，由原動機(jī)帶動回轉(zhuǎn)，兩邊泵中間螺桿為主動螺桿，由原動機(jī)帶動回轉(zhuǎn)，兩邊的螺桿為從動螺桿，隨主動螺桿作反向旋轉(zhuǎn)。主、的螺桿為從動螺桿，隨主動螺桿作反向旋轉(zhuǎn)。主、從動螺桿的螺紋均為雙頭螺紋。從動螺桿的螺紋均為雙頭螺紋。 由于各螺桿的相由于各螺桿的相互嚙合以及螺桿與襯筒內(nèi)壁的緊密配合，在泵的吸互嚙合以及螺桿

7、與襯筒內(nèi)壁的緊密配合，在泵的吸入口和排出口之間，就會被分隔成一個或多個密封入口和排出口之間，就會被分隔成一個或多個密封空間。隨著螺桿的轉(zhuǎn)動和嚙合，這些密封空間在泵空間。隨著螺桿的轉(zhuǎn)動和嚙合，這些密封空間在泵的吸入端不斷形成，將吸入室中的液體封入其中，的吸入端不斷形成，將吸入室中的液體封入其中，并自吸入室沿螺桿軸向連續(xù)地推移至排出端，將封并自吸入室沿螺桿軸向連續(xù)地推移至排出端，將封閉在各空間中的液體不斷排出。閉在各空間中的液體不斷排出。 17隔膜泵隔膜泵18二、選泵的原則二、選泵的原則 1 1、基本泵型和泵的材料；、基本泵型和泵的材料； 2 2、揚(yáng)程和流量要求；、揚(yáng)程和流量要求； 3 3、有效汽

8、蝕余量和安裝高度；、有效汽蝕余量和安裝高度； 4 4、泵的臺數(shù)和備用率。、泵的臺數(shù)和備用率。 19三、選泵的工作方法和基本程序三、選泵的工作方法和基本程序 1 1列出選泵的崗位和介質(zhì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；列出選泵的崗位和介質(zhì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)； 2. 2. 確定選泵的流量和揚(yáng)程；確定選泵的流量和揚(yáng)程； 3 3選擇泵的類型，確定具體型號；選擇泵的類型，確定具體型號； 4 4換算泵的性能；換算泵的性能； 5 5確定泵的安裝高度；確定泵的安裝高度； 6 6確定泵的臺數(shù)和備用率；確定泵的臺數(shù)和備用率； 7 7校核泵的軸功率選定泵的材料及軸封；校核泵的軸功率選定泵的材料及軸封； 8 8確定冷卻水或驅(qū)動蒸汽的耗用量；確定冷

9、卻水或驅(qū)動蒸汽的耗用量； 9 9選用電動機(jī)；選用電動機(jī)； 1010填寫選泵規(guī)格表。填寫選泵規(guī)格表。 20氣體輸送、壓縮設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型氣體輸送、壓縮設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型一、分類一、分類 (1)通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)(壓力壓力0.4MPa,離心式、螺桿式、往復(fù)式離心式、螺桿式、往復(fù)式) (4)制冷機(jī)制冷機(jī)(壓力壓力0.4MPa,活塞式、離心式、螺桿式、溴化活塞式、離心式、螺桿式、溴化 鋰吸收式、氨吸收式鋰吸收式、氨吸收式) (5)真空泵真空泵(壓力接近壓力接近0MPa,往復(fù)式、水環(huán)、液環(huán)、旋片、往復(fù)式、水環(huán)、液環(huán)、旋片、 噴射噴射) 21二、通風(fēng)機(jī)二、通風(fēng)機(jī)221、主要用途、主要用途 用于通風(fēng)、干燥過程；軸流

10、風(fēng)機(jī)因風(fēng)壓小，用于通風(fēng)、干燥過程；軸流風(fēng)機(jī)因風(fēng)壓小，流量大，只用于通風(fēng)換氣，如涼水塔，空冷器的流量大，只用于通風(fēng)換氣，如涼水塔，空冷器的通風(fēng)。通風(fēng)。2、主要技術(shù)參數(shù)、主要技術(shù)參數(shù) （1）風(fēng)量）風(fēng)量m3/h （2）風(fēng)壓）風(fēng)壓Pa （3）功率）功率kw （4）效率）效率% 二、通風(fēng)機(jī)二、通風(fēng)機(jī)233 3、離心通風(fēng)機(jī)的選擇步驟、離心通風(fēng)機(jī)的選擇步驟(1)了解工程工況、輸送氣體性質(zhì)了解工程工況、輸送氣體性質(zhì)(如清潔空氣、煙如清潔空氣、煙氣、含塵空氣或易燃易爆氣體氣、含塵空氣或易燃易爆氣體)等。等。 (2)根據(jù)柏努利方程式，計(jì)算輸送系統(tǒng)所需的實(shí)際根據(jù)柏努利方程式，計(jì)算輸送系統(tǒng)所需的實(shí)際風(fēng)壓，再加上一個附

11、加值，并換算成試驗(yàn)條件下風(fēng)壓，再加上一個附加值，并換算成試驗(yàn)條件下的風(fēng)壓的風(fēng)壓P0。(3)把實(shí)際風(fēng)量把實(shí)際風(fēng)量Q(以風(fēng)機(jī)進(jìn)口狀態(tài)計(jì)以風(fēng)機(jī)進(jìn)口狀態(tài)計(jì))乘一安全因數(shù)，乘一安全因數(shù)，并換算成試驗(yàn)條件下的風(fēng)量并換算成試驗(yàn)條件下的風(fēng)量Q0。二、通風(fēng)機(jī)二、通風(fēng)機(jī)243 3、離心通風(fēng)機(jī)的選擇步驟、離心通風(fēng)機(jī)的選擇步驟(4)按試驗(yàn)條件下的風(fēng)量按試驗(yàn)條件下的風(fēng)量Q0和風(fēng)壓和風(fēng)壓P0，從風(fēng)機(jī)產(chǎn)，從風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本中的特性曲線或性能表選擇合適的機(jī)號。品樣本中的特性曲線或性能表選擇合適的機(jī)號。(5)根據(jù)風(fēng)機(jī)安裝位置，確定風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向和風(fēng)口根據(jù)風(fēng)機(jī)安裝位置，確定風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向和風(fēng)口角度。角度。(6)若所輸送氣體的密度大于若所

12、輸送氣體的密度大于1.2 kg/m3時，則須核時，則須核算軸功率。算軸功率。 二、通風(fēng)機(jī)二、通風(fēng)機(jī)25三、鼓風(fēng)機(jī)三、鼓風(fēng)機(jī)26羅茨風(fēng)機(jī)的選用：羅茨風(fēng)機(jī)的選用：1 1、工作原理：、工作原理： 工作原理與齒輪泵相識，兩個旋轉(zhuǎn)方向相工作原理與齒輪泵相識，兩個旋轉(zhuǎn)方向相反的反的“8”8”字輪。氣體一側(cè)吸入，另一側(cè)排出。字輪。氣體一側(cè)吸入，另一側(cè)排出。2 2、注意事項(xiàng)：、注意事項(xiàng)： （1 1）出口安裝氣柜與安全閥）出口安裝氣柜與安全閥 （2 2）流量用旁路調(diào)節(jié)）流量用旁路調(diào)節(jié) （3 3）出口閥不可完全關(guān)閉）出口閥不可完全關(guān)閉3 3、選用方法：、選用方法：同通風(fēng)機(jī)同通風(fēng)機(jī) 27四、壓縮機(jī)四、壓縮機(jī)28 1

13、 1、按結(jié)構(gòu)形式分類、按結(jié)構(gòu)形式分類 活塞式和離心式?；钊胶碗x心式。 2 2、常用壓縮機(jī)、常用壓縮機(jī) （1 1）活塞式壓縮機(jī)）活塞式壓縮機(jī) （2) 2) 離心式壓縮機(jī)離心式壓縮機(jī) （3 3）螺桿式壓縮機(jī)）螺桿式壓縮機(jī) 3 3、壓縮機(jī)的選擇、壓縮機(jī)的選擇 （1 1）壓縮機(jī)的選用原則）壓縮機(jī)的選用原則 （2 2）離心式壓縮機(jī)的型號選擇）離心式壓縮機(jī)的型號選擇 （3 3）活塞式壓縮機(jī)的型號選擇）活塞式壓縮機(jī)的型號選擇 四、壓縮機(jī)四、壓縮機(jī)29五、制冷機(jī)五、制冷機(jī)30 1 1、主要技術(shù)指標(biāo)、主要技術(shù)指標(biāo) （1 1）真空度）真空度 （2 2）抽氣速率）抽氣速率 （3 3）極限真空）極限真空 （4 4）

14、抽氣時間）抽氣時間 2 2、常用真空泵、常用真空泵 （1 1）往復(fù)式真空泵）往復(fù)式真空泵 （2 2）水環(huán)真空泵）水環(huán)真空泵 （3 3）液環(huán)真空泵）液環(huán)真空泵 （4 4）旋片真空泵）旋片真空泵 （5 5）噴射真空泵）噴射真空泵六、真空泵六、真空泵313233換熱設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型換熱設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型 一、換熱器的分類一、換熱器的分類 1 1按工藝功能分類按工藝功能分類 (1)(1)冷卻器冷卻器 (2)(2)加熱器加熱器 (3)(3)再沸器再沸器 (4)(4)冷凝器冷凝器 (5)(5)蒸發(fā)器蒸發(fā)器 (6)(6)過熱器過熱器 (7)(7)廢熱鍋爐廢熱鍋爐 (8)(8)換熱器換熱器 2 2按傳熱方式和結(jié)

15、構(gòu)分類按傳熱方式和結(jié)構(gòu)分類 根據(jù)熱量傳遞方法不同，可以分間壁式，直接根據(jù)熱量傳遞方法不同，可以分間壁式，直接式和蓄熱式。式和蓄熱式。 二、常用的換熱器二、常用的換熱器 夾套式換熱器，蛇管式換熱器，套管式換熱器，夾套式換熱器，蛇管式換熱器，套管式換熱器， 管殼式換熱器，板式換熱器，螺旋板式等。管殼式換熱器，板式換熱器，螺旋板式等。34353637三、管殼式換熱器的選用三、管殼式換熱器的選用 38部件分類部件分類39 例例1 固定管板換熱器，封頭管箱，公稱直徑固定管板換熱器，封頭管箱，公稱直徑700mm，設(shè)計(jì)管程壓力設(shè)計(jì)管程壓力2.5MPa，殼程壓力，殼程壓力1.6Mpa，公稱換熱，公稱換熱面積面

16、積200m2，較高級冷拔換熱管外徑，較高級冷拔換熱管外徑25mm，管長，管長9m，4管程，單殼程，其型號為：管程，單殼程，其型號為： BEM700-2.5/1.6-200-9/25-4管殼式換熱器的型號表示管殼式換熱器的型號表示40貯罐容器的設(shè)計(jì)與選型貯罐容器的設(shè)計(jì)與選型一、貯罐的類型一、貯罐的類型1.1.根據(jù)形狀來劃分根據(jù)形狀來劃分（方形貯罐、圓筒形罐、球形罐方形貯罐、圓筒形罐、球形罐和特殊形貯罐和特殊形貯罐( (如橢圓形、半橢圓形如橢圓形、半橢圓形),),每種型式又每種型式又按封頭形式不同，分為若干種型式。常見的封頭有按封頭形式不同，分為若干種型式。常見的封頭有平板、錐形、球形、碟形、橢圓

17、形等。有些容器如平板、錐形、球形、碟形、橢圓形等。有些容器如氣柜、浮頂式貯罐，其頂部封頭可以升降浮動。）氣柜、浮頂式貯罐，其頂部封頭可以升降浮動。） 2.2.按制造材質(zhì)分按制造材質(zhì)分（鋼、有色金屬和非金屬材質(zhì)。）（鋼、有色金屬和非金屬材質(zhì)。）3.3.按用途分按用途分（貯存、計(jì)量、回流、中間周轉(zhuǎn)、緩沖、（貯存、計(jì)量、回流、中間周轉(zhuǎn)、緩沖、混合等）混合等）41二、貯罐系列二、貯罐系列例如：例如：立式平底平蓋容器，立式平底平蓋容器，設(shè)計(jì)壓力為常壓，設(shè)計(jì)壓力為常壓，公稱容積公稱容積VN0.06m2，公稱直徑公稱直徑DN400。標(biāo)記為：標(biāo)記為： R21A-00-11 1、平底平蓋貯罐、平底平蓋貯罐422

18、 2、平底錐蓋貯罐、平底錐蓋貯罐二、貯罐系列二、貯罐系列433 3、立式圓底圓蓋貯罐、立式圓底圓蓋貯罐二、貯罐系列二、貯罐系列444 4、立式錐底橢圓蓋貯罐、立式錐底橢圓蓋貯罐二、貯罐系列二、貯罐系列455 5、臥式橢圓封頭貯罐、臥式橢圓封頭貯罐二、貯罐系列二、貯罐系列465 5、臥式橢圓封頭貯罐、臥式橢圓封頭貯罐二、貯罐系列二、貯罐系列476 6、臥式無折邊球形貯罐、臥式無折邊球形貯罐二、貯罐系列二、貯罐系列481.1.匯集工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)匯集工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)2.2.選擇容器材料選擇容器材料3.3.容器型式的選用容器型式的選用4.4.容積計(jì)算容積計(jì)算5.5.確定貯罐基本尺寸確定貯罐基本尺寸6.6.選

19、擇標(biāo)準(zhǔn)型號選擇標(biāo)準(zhǔn)型號7.7.開口和支座開口和支座8.8.繪制設(shè)備草圖繪制設(shè)備草圖( (條件圖條件圖) )標(biāo)注尺寸，提出設(shè)計(jì)條標(biāo)注尺寸，提出設(shè)計(jì)條件和訂貨要求件和訂貨要求三、貯罐設(shè)計(jì)的一般程序三、貯罐設(shè)計(jì)的一般程序49塔設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型塔設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型一、塔的分類一、塔的分類 1 1板式塔板式塔 諸如篩板塔、柵板塔、舌形板塔、斜孔板塔、諸如篩板塔、柵板塔、舌形板塔、斜孔板塔、波紋板塔、泡罩塔、浮閥塔、噴射板塔、穿流板波紋板塔、泡罩塔、浮閥塔、噴射板塔、穿流板塔、浮動噴射板塔等。塔、浮動噴射板塔等。 50浮閥塔浮閥塔51 2 2填料塔填料塔 如金屬鮑爾環(huán)填料塔、波網(wǎng)填料塔。如金屬鮑爾環(huán)填料塔、

20、波網(wǎng)填料塔。 常用的填料有拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、矩鞍型填常用的填料有拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、矩鞍型填料、階梯型填料、波紋填料、波網(wǎng)料、階梯型填料、波紋填料、波網(wǎng)( (絲網(wǎng)絲網(wǎng)) )填料、填料、螺旋環(huán)、十字環(huán)填料等。螺旋環(huán)、十字環(huán)填料等。一、塔的分類一、塔的分類52 1. 1. 要滿足工藝要求，分離效率高。要滿足工藝要求，分離效率高。 2 2生產(chǎn)能力要大，有足夠的操作彈性。生產(chǎn)能力要大，有足夠的操作彈性。 3 3運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性高，操作、維修方便，少出故障。運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性高，操作、維修方便，少出故障。 4 4結(jié)構(gòu)簡單，易于制造加工，造價(jià)較低。結(jié)構(gòu)簡單，易于制造加工，造價(jià)較低。 5 5塔壓降小。塔壓降小。 二、選用塔的基

21、本原則二、選用塔的基本原則53 1 1確定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（進(jìn)料量、組成，狀態(tài)；確定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（進(jìn)料量、組成，狀態(tài)； 產(chǎn)品的質(zhì)量和收率；物性數(shù)據(jù)等）。產(chǎn)品的質(zhì)量和收率；物性數(shù)據(jù)等）。 2 2選擇合適的工藝流程。選擇合適的工藝流程。 3 3選擇塔設(shè)備的形式。選擇塔設(shè)備的形式。 4 4確定塔的操作壓力及溫度。確定塔的操作壓力及溫度。 5 5計(jì)算塔高塔徑。計(jì)算塔高塔徑。 6 6塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 7 7塔的流體力學(xué)計(jì)算。塔的流體力學(xué)計(jì)算。三、設(shè)計(jì)一般步驟三、設(shè)計(jì)一般步驟54反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和選型反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和選型一、反應(yīng)器分類與選型一、反應(yīng)器分類與選型 1 1、反應(yīng)器分類、反應(yīng)器分類5556（1 1）釜

22、式反應(yīng)器）釜式反應(yīng)器 通用性很大，造價(jià)不高，用途最廣。它可以通用性很大，造價(jià)不高，用途最廣。它可以連續(xù)操作，也可以間歇操作。國家已有連續(xù)操作，也可以間歇操作。國家已有K型型和和F型型兩類反應(yīng)釜列成標(biāo)準(zhǔn)。兩類反應(yīng)釜列成標(biāo)準(zhǔn)。K型是有上蓋的釜，形狀上型是有上蓋的釜，形狀上偏于偏于“矮胖型矮胖型”(長徑比較小長徑比較小)。F型沒有上蓋，形型沒有上蓋，形狀則偏于狀則偏于“瘦長型瘦長型”(長徑比較大長徑比較大)，材質(zhì)有碳鋼、，材質(zhì)有碳鋼、不銹鋼、搪玻璃等幾種。不銹鋼、搪玻璃等幾種。一、反應(yīng)器分類與選型一、反應(yīng)器分類與選型 2 2、反應(yīng)器選型、反應(yīng)器選型57（1 1）釜式反應(yīng)器）釜式反應(yīng)器 釜式反應(yīng)器比較

23、靈活通用，在間歇操作時，只釜式反應(yīng)器比較靈活通用，在間歇操作時，只要設(shè)計(jì)好攪拌，可以使釜溫均一，濃度均勻，反要設(shè)計(jì)好攪拌，可以使釜溫均一，濃度均勻，反應(yīng)時間可以長、可以短，可以常壓、加壓、減壓應(yīng)時間可以長、可以短，可以常壓、加壓、減壓操作，范圍較大，而且反應(yīng)結(jié)束后，出料容易，操作，范圍較大，而且反應(yīng)結(jié)束后，出料容易，釜的清洗方便，其機(jī)械設(shè)計(jì)亦十分成熟。釜的清洗方便，其機(jī)械設(shè)計(jì)亦十分成熟。 釜式反應(yīng)器可用于串聯(lián)操作，使物料一端流入，釜式反應(yīng)器可用于串聯(lián)操作，使物料一端流入，另一端出料，形成連續(xù)流動。另一端出料，形成連續(xù)流動。一、反應(yīng)器分類與選型一、反應(yīng)器分類與選型 2 2、反應(yīng)器選型、反應(yīng)器選型

24、58（2 2）管式反應(yīng)器）管式反應(yīng)器 傳熱面積大，反應(yīng)可以連續(xù)化，流體流動快，傳熱面積大，反應(yīng)可以連續(xù)化，流體流動快，停留時間短，經(jīng)過一定的控制手段，可以使管式停留時間短，經(jīng)過一定的控制手段，可以使管式反應(yīng)器有一定的溫度梯度和濃度梯度。反應(yīng)器有一定的溫度梯度和濃度梯度。 管式反應(yīng)器可以用于連續(xù)生產(chǎn)，也可以用于管式反應(yīng)器可以用于連續(xù)生產(chǎn)，也可以用于間歇操作。間歇操作。一、反應(yīng)器分類與選型一、反應(yīng)器分類與選型 2 2、反應(yīng)器選型、反應(yīng)器選型59 主要應(yīng)用于氣固相反應(yīng)，其結(jié)構(gòu)簡單，操作主要應(yīng)用于氣固相反應(yīng)，其結(jié)構(gòu)簡單，操作穩(wěn)定，便于控制，易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化，床型可以是穩(wěn)定，便于控制，易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化，床型

25、可以是多種多樣，易于大型化。它可以設(shè)計(jì)較大的傳熱多種多樣，易于大型化。它可以設(shè)計(jì)較大的傳熱面積，可以有較高的氣體流速、傳熱和傳質(zhì)系數(shù)。面積，可以有較高的氣體流速、傳熱和傳質(zhì)系數(shù)。加熱方式比較靈活，可以有較高的反應(yīng)加熱方式比較靈活，可以有較高的反應(yīng)T。但是固。但是固定床反應(yīng)器床層的溫度分布不容易均勻。定床反應(yīng)器床層的溫度分布不容易均勻。 （3 3）固定床反應(yīng)器）固定床反應(yīng)器一、反應(yīng)器分類與選型一、反應(yīng)器分類與選型 2 2、反應(yīng)器選型、反應(yīng)器選型60 流化床的特點(diǎn)是細(xì)的或粗的粒子在床內(nèi)不是流化床的特點(diǎn)是細(xì)的或粗的粒子在床內(nèi)不是靜止不動，而是在高速流體的作用下，床內(nèi)固體靜止不動，而是在高速流體的作用

26、下，床內(nèi)固體粒子被擾動懸浮起來，劇烈運(yùn)動，固體的運(yùn)動形粒子被擾動懸浮起來，劇烈運(yùn)動，固體的運(yùn)動形態(tài)，接近于可以流動的流體，故稱流化床。態(tài)，接近于可以流動的流體，故稱流化床。 （4 4）流化床反應(yīng)器）流化床反應(yīng)器一、反應(yīng)器分類與選型一、反應(yīng)器分類與選型 2 2、反應(yīng)器選型、反應(yīng)器選型61 流化床反應(yīng)器的最大優(yōu)點(diǎn)是傳熱面積大，傳流化床反應(yīng)器的最大優(yōu)點(diǎn)是傳熱面積大，傳熱系數(shù)高，傳熱效果好。缺點(diǎn)由于流化床體系內(nèi)熱系數(shù)高，傳熱效果好。缺點(diǎn)由于流化床體系內(nèi)物料返混嚴(yán)重，粒子磨損嚴(yán)重，此外，通常要有物料返混嚴(yán)重，粒子磨損嚴(yán)重，此外，通常要有粒子回收和集塵的裝置。床型和構(gòu)件比較復(fù)雜，粒子回收和集塵的裝置。床型

27、和構(gòu)件比較復(fù)雜，操作技術(shù)要求高以及造價(jià)較高等問題。操作技術(shù)要求高以及造價(jià)較高等問題。 （4 4）流化床反應(yīng)器）流化床反應(yīng)器一、反應(yīng)器分類與選型一、反應(yīng)器分類與選型 2 2、反應(yīng)器選型、反應(yīng)器選型62 在反應(yīng)器設(shè)計(jì)時，除了通常說的要求在反應(yīng)器設(shè)計(jì)時，除了通常說的要求“合理、合理、先進(jìn)、安全、經(jīng)濟(jì)先進(jìn)、安全、經(jīng)濟(jì)”的原則，還要考慮下列的原則，還要考慮下列要點(diǎn)：要點(diǎn)： 1 1保證物料轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)時間。保證物料轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)時間。 2 2滿足物料和反應(yīng)的熱傳遞要求。滿足物料和反應(yīng)的熱傳遞要求。 3 3設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)臄嚢杵骱皖愃谱饔玫臋C(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)臄嚢杵骱皖愃谱饔玫臋C(jī)構(gòu)。 4 4注意材質(zhì)選用和機(jī)械加工要求。

28、注意材質(zhì)選用和機(jī)械加工要求。二、反應(yīng)器設(shè)計(jì)要點(diǎn)二、反應(yīng)器設(shè)計(jì)要點(diǎn)631.1.釜式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)釜式反應(yīng)器結(jié)構(gòu) (1) (1) 釜體及封頭釜體及封頭 (2) (2) 換熱裝置換熱裝置 (3) (3) 攪拌器攪拌器 (4) (4) 軸密封裝置軸密封裝置 (5) (5) 工藝接管工藝接管三、釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)三、釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)64搪玻璃反應(yīng)釜搪玻璃反應(yīng)釜65搪玻璃反應(yīng)釜搪玻璃反應(yīng)釜66搪玻璃反應(yīng)釜搪玻璃反應(yīng)釜67攪拌器形狀攪拌器形狀68攪拌器形狀攪拌器形狀692.2.釜式反應(yīng)器的選型設(shè)計(jì)步驟釜式反應(yīng)器的選型設(shè)計(jì)步驟(1)(1)確定反應(yīng)釜操作方式；確定反應(yīng)釜操作方式；(2)(2)匯總設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)

29、據(jù)；匯總設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；(3)(3)計(jì)算反應(yīng)釜體積；計(jì)算反應(yīng)釜體積； (4)(4)確定反應(yīng)釜體積和臺數(shù)；確定反應(yīng)釜體積和臺數(shù)；(5)(5)反應(yīng)釜直徑和筒體高度、封頭確定；反應(yīng)釜直徑和筒體高度、封頭確定；(6)(6)傳熱面積計(jì)算和核校；傳熱面積計(jì)算和核校；(7)(7)攪拌器設(shè)計(jì)；攪拌器設(shè)計(jì)；(8)(8)管口和開孔設(shè)計(jì)，確定其它設(shè)施；管口和開孔設(shè)計(jì)，確定其它設(shè)施；(9)(9)軸密封裝置；軸密封裝置；(10)(10)畫出工藝設(shè)計(jì)草圖畫出工藝設(shè)計(jì)草圖( (條件圖條件圖) )，或選出型號。，或選出型號。三、釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)三、釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)703 3、經(jīng)驗(yàn)法計(jì)算反應(yīng)器體積、經(jīng)驗(yàn)法計(jì)算反應(yīng)器體

30、積間歇槽式反應(yīng)器體積的計(jì)算：間歇槽式反應(yīng)器體積的計(jì)算： 或或 式中：式中：VR反應(yīng)器的有效體積，反應(yīng)器的有效體積，m3； V0平均每小時加入物料的體積，平均每小時加入物料的體積，m3/h； 每批操作所需的時間，每批操作所需的時間，h; G平均每小時加入物料的質(zhì)量，平均每小時加入物料的質(zhì)量，kg/h； 反應(yīng)物料的密度，反應(yīng)物料的密度，kg/m3。三、釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)三、釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)0RVV/R GV71反應(yīng)器的體積：反應(yīng)器的體積： VPVR /式中：式中：VP反應(yīng)器體積，反應(yīng)器體積，m3； VR 反應(yīng)器的有效體積，反應(yīng)器的有效體積，m3； 裝填系數(shù)。通常由經(jīng)驗(yàn)確定。裝填系數(shù)。通常

31、由經(jīng)驗(yàn)確定。 一般采用一般采用0.700.75。3 3、經(jīng)驗(yàn)法計(jì)算反應(yīng)器體積、經(jīng)驗(yàn)法計(jì)算反應(yīng)器體積三、釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)三、釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)72例例1 1 設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為720720噸的醋酸丁酯車間，計(jì)算所需噸的醋酸丁酯車間，計(jì)算所需反應(yīng)器的體積。已知條件：反應(yīng)器的體積。已知條件： (1) (1) 年工作天數(shù)：年工作天數(shù)：300300天天 (2) (2) 反應(yīng)物料的配比醋酸反應(yīng)物料的配比醋酸:1kg, :1kg, 丁醇丁醇4.972kg4.972kg (3) (3) 醋酸轉(zhuǎn)化率為醋酸轉(zhuǎn)化率為50%50% (4) (4) 反應(yīng)時間為反應(yīng)時間為34.534.5分分 (5) (5

32、) 生產(chǎn)輔助時間為生產(chǎn)輔助時間為3030分分( (加料、卸料、清洗等）加料、卸料、清洗等） (6) (6) 反應(yīng)物的密度不變：反應(yīng)物的密度不變：0.75kg/0.75kg/升升舉例：舉例：73反應(yīng)器體積計(jì)算過程反應(yīng)器體積計(jì)算過程反應(yīng)器體積計(jì)算如下反應(yīng)器體積計(jì)算如下:(1) 每小時產(chǎn)量（三班制生產(chǎn)）每小時產(chǎn)量（三班制生產(chǎn)） 720X1000/300X24=100(kg)(2) 每批生產(chǎn)時間每批生產(chǎn)時間 34.5+30=64.5(分分)=1.08(小時小時)(3) 每批生產(chǎn)的醋酸丁酯的量每批生產(chǎn)的醋酸丁酯的量 100X1.08=108(kg/批批)(4) 醋酸和丁醇每批加料量醋酸和丁醇每批加料量

33、CH3COOH+C4H9OH= CH3COOC4H9+H2O 60 74 116 X(kg) Y(kg) 108(kg)74 X=108X60/116=55.9(kg) Y=108X74/116=68.9(kg) 因醋酸轉(zhuǎn)化率為因醋酸轉(zhuǎn)化率為50%,實(shí)際上加醋酸實(shí)際上加醋酸 55.9/0.5=111.8(kg) 丁醇實(shí)際加入量為丁醇實(shí)際加入量為: 111.8X4.972=684(kg) 每批加料量為每批加料量為: 111.8+684=795.8(kg)(5) 反應(yīng)混合物體積反應(yīng)混合物體積 795.8/0.75=1061升升75(6) 反應(yīng)器體積反應(yīng)器體積 設(shè)裝料系數(shù)取設(shè)裝料系數(shù)取75%,則則

34、1061/0.75=1420(L)(7) 查有關(guān)化工手冊查有關(guān)化工手冊(表表3-15) 選選1500L76液固分離設(shè)備的選型液固分離設(shè)備的選型一、液固分離的主要方法一、液固分離的主要方法 1 1、浮選；、浮選； 2 2、重力沉降；、重力沉降； 3 3、離心沉降；、離心沉降； 4 4、過濾。、過濾。 二、主要分離設(shè)備二、主要分離設(shè)備 1 1、離心機(jī)；、離心機(jī)； 2 2、過濾機(jī)。、過濾機(jī)。771 1、過濾式離心機(jī)的選型原則；、過濾式離心機(jī)的選型原則；2 2、沉降式離心機(jī)的選型原則；、沉降式離心機(jī)的選型原則；3 3、過濾機(jī)的選型原則。、過濾機(jī)的選型原則。 三、分離設(shè)備的選擇三、分離設(shè)備的選擇781

35、1、三足離心機(jī)、三足離心機(jī) 四、幾種常用固液分離設(shè)備四、幾種常用固液分離設(shè)備792 2、三足下卸料離心機(jī)、三足下卸料離心機(jī) 四、幾種常用固液分離設(shè)備四、幾種常用固液分離設(shè)備803 3、活塞推料離心機(jī)、活塞推料離心機(jī) 四、幾種常用固液分離設(shè)備四、幾種常用固液分離設(shè)備814 4、沉降離心機(jī)、沉降離心機(jī) 四、幾種常用固液分離設(shè)備四、幾種常用固液分離設(shè)備825 5、壓濾機(jī)、壓濾機(jī) 四、幾種常用固液分離設(shè)備四、幾種常用固液分離設(shè)備836 6、轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)、轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī) 四、幾種常用固液分離設(shè)備四、幾種常用固液分離設(shè)備844.10 干燥設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型干燥設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型一、干燥器的分類一、干燥器的分類1 1、按操作方式分類，分為連續(xù)式和間歇式。、按操作方式分類，分為連續(xù)式和間歇式。