第五章：設(shè)備的工藝設(shè)計

1、l輸送設(shè)備輸送輸送設(shè)備設(shè)備固態(tài)液態(tài)氣態(tài)皮帶式，滾筒式，斗式，風(fēng)力皮帶式，滾筒式，斗式，風(fēng)力輸送，真空泵等輸送，真空泵等泵泵風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)，真空泵等風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)，真空泵等l泵的分類l 葉片泵和容積泵容積泵往復(fù)泵齒輪泵螺桿泵旋渦泵適用于氣體，高壓，不宜液體，可用于氣體和液體適用于液體，高壓，不宜氣體適用于氣體，低壓l4 泵的技術(shù)參數(shù)l常用液體輸送泵l（1）、油泵；l（2）、耐蝕泵；l（3）、液下泵；l（4）、屏蔽泵 ；l（5）、隔膜泵；l（6）、計量泵；l（7）、齒輪泵；l（8）、螺桿泵。l泵的類型選擇 l壓縮機(jī)的選用原則l (1)、選擇壓縮機(jī)時，通常根據(jù)要求的排氣量、進(jìn)排氣溫度、壓力以及流體的性質(zhì)

2、等重要參數(shù)來決定。l (2)、各種壓縮機(jī)常用氣量、壓力范圍。l 活塞式空氣壓縮機(jī)單機(jī)容量通常量100m3min，排壓力0.1-32mpa。l 螺桿式空氣壓縮機(jī)單機(jī)容量通常50-250 m3min ，排壓0.1-2.0mpal 離心式空氣壓縮機(jī)單機(jī)容量通常，100 m3min ，排壓0.1-0.6mpa。l (3)、確定空壓機(jī)時，重要因素之一是考慮空氣的含濕量。確定空壓機(jī)的吸氣溫度時，應(yīng)考慮四季中最高、最低和正常溫度條件，以便計算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的干空氣量。l1、基本概念l(1)真空度l(2)抽氣速率l(3)極限真空l (4)抽氣時間 l2、真空泵的形式l往復(fù)真空泵l水環(huán)真空泵l液環(huán)真空泵l旋片真空泵

3、l噴射真空泵l貯罐l一、 貯罐容器的選型和設(shè)計l立式貯罐、臥式貯罐，球形貯罐、低壓濕式氣柜貯罐。l貯罐的選擇按使用目的的不同，可分為貯存容器的計量、回流、中間周轉(zhuǎn)、緩沖、混合等工藝容器。二、設(shè)計貯罐的一般程序l(1)、匯集工藝設(shè)計數(shù)據(jù) l(2)、選擇容器材料 l(3)、容器型式的選用 l(4)、容積計算l 、單純用于貯存原料和成品的貯罐 、中間貯罐。 、計量罐、回流罐 、緩沖罐、汽化罐。 、混合、拼料罐。 、包裝罐。 l(5)、確定貯罐基本尺寸 l(6)、選擇標(biāo)準(zhǔn)型號 l(7)、開口和支座 l(8)、繪制設(shè)備草圖(條件圖)標(biāo)注尺寸，提出設(shè)計條件和訂貨要求 l換熱器l用途分類：加熱器、冷卻器、冷

4、凝 器、蒸發(fā)器、再沸器、空冷器等。l結(jié)構(gòu)分類：管式換熱器、板式換熱器。l冷、熱流體熱量交換方法分類：間壁式、直接式和蓄熱式。l板式換熱器l (1)螺旋板式l (2)成形板式l (3)板翅式l搪玻璃換熱器l1 搪玻璃碟片式冷凝器l2 搪玻璃套筒式換熱器l1 列管式換熱器l2 列管式石墨降膜吸收器l3 矩形塊孔式石墨換熱器l4 圓孔式石墨換熱器l5.4、分離設(shè)備分離設(shè)備l通常有將氣-液、氣-固、液-液分離l無傳質(zhì)分離為機(jī)械分離過程，有傳質(zhì)分離稱為傳質(zhì)分離過程。l液固分離 ：浮懸、重力沉降、離心沉降、過濾等l氣固分離設(shè)備：干式除塵器和濕式除塵器兩大類 la、離心機(jī)離心機(jī) l常用離心機(jī)有過濾式、沉降式

5、、高速分離、臺式、生物冷凍和旁濾式六種類。l過濾式離心機(jī)：間隙卸料、連續(xù)卸料和活塞推料。l沉降式離心機(jī)l高速分離機(jī) lb、過濾機(jī)l1、 壓濾機(jī)l（1） 板式壓濾機(jī)l（2） 箱式壓濾機(jī)l2、 轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)l3、 盤式過濾機(jī)l4、帶式過濾機(jī)l分離設(shè)備的選擇l (1) 以原液的性質(zhì)、狀態(tài)為選擇基準(zhǔn)。 la) 當(dāng)固體顆粒在1um以下時，一般宜用具有大離心力的沉降管式離心機(jī)。l b) 固體顆粒在10um左右的，適合用沉降式離心機(jī). l c) 固體顆粒在100um或更大時，沉降式離心機(jī)或過濾式離心機(jī)都可采用。l d) 當(dāng)原液的粘度及溫度均適用于各種離心機(jī)時，原液壓力高的選用沉降式離心機(jī), 1mpa以下的

6、選用碟式分離機(jī)、螺旋卸料式離心機(jī)。le) 選型時，還須考慮固體的濃度即渣量的多少、溶液的雜質(zhì)等。 l(2) 以產(chǎn)品要求為選擇基準(zhǔn)la) 對分離產(chǎn)品的要求分離液的澄清度、分離固體的脫水率、洗滌程度，分離固體的破損、分級和原液的濃縮度等等，是離心機(jī)選型時的重要依據(jù)之一。lb) 用于固體顆粒分級，宜用沉降式離心機(jī)。lc) 要求獲得干燥濾渣的，宜用過濾式離心機(jī)l d) 要求洗凈濾渣的，宜用過濾式離心機(jī)或鼓式過濾機(jī)。處理結(jié)晶液并要求不破壞結(jié)晶時，不宜用螺旋型離心脫水機(jī)。le) 通常原液量大而固體含量少時，適宜用噴嘴卸料型碟式分離機(jī)將原液濃縮。當(dāng)要求高濃縮度時，宜用自動卸料型碟式分離機(jī)。lb沉降式離心機(jī)的

7、選擇 l氣固分離設(shè)備氣固分離設(shè)備l干式除塵器 ：l a) 重力除塵器：l b) 慣性除塵器：l c) 旋風(fēng)除塵器：l d) 脈沖袋式除塵器：l e) 電除塵器： l濕式凈化設(shè)備。l凡借用水(或其他液體)與含塵氣體接觸，利用液滴或液膜捕獲塵粒使氣體得到凈化的設(shè)備，統(tǒng)稱為濕式凈化設(shè)備。濕式除塵器的形式很多，最有代表性的有湍球塔，泡沫除塵器自激式除塵器，文氏管除塵器等。 l五、傳質(zhì)設(shè)備五、傳質(zhì)設(shè)備-塔器的選型塔器的選型l板式塔和填料塔板式塔和填料塔l蒸餾塔設(shè)計的程序如下：l (1)、列出分離要求：達(dá)到產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；l (2)、操作條件選擇間歇或連續(xù)，操作壓力；l (3)、設(shè)備選型：板式塔或填料塔；

8、l (4)、塔板數(shù)和回流比確定：理論板數(shù)或級數(shù)；l (5)、塔尺寸確定：直徑，實(shí)際塔板數(shù)或級數(shù)；l (6)、塔內(nèi)部構(gòu)件設(shè)計：塔板，分布器，填料支承板；l (7)、機(jī)械設(shè)計：塔容器和內(nèi)部構(gòu)件。l 板式塔或填料塔的選擇la在進(jìn)行板式塔和填料塔選型時，優(yōu)先選用填料塔的情況l (1)、新型填料具有很高的傳質(zhì)效率在分離程度要求高的情況下，采用新型填料的填料塔可降低塔的高度。l (2)、新型填料的壓降較低，因此適于真空操作及熱敏性物料的分離。l (3)、填料塔可用非金屬材料制造，因此適合處理腐蝕性物料系統(tǒng)。l (4)、填料塔中是液相分散，氣相不是以氣泡形式通過液相，因此適用于處理易發(fā)泡的物系，以減少發(fā)泡的

9、危險。l (5)、由于填料塔持液量較小，因此為了安全起見，對于有毒或易燃物系需要維持較小的液量。l (6)、當(dāng)塔徑小于0.7m時，選用填料塔。lb優(yōu)先考慮板式塔的情況l (1)、板式塔內(nèi)液體滯料量放大，操作負(fù)荷范圍較寬，操作易于穩(wěn)定，對進(jìn)料濃度的變化也不敏感。l (2)、適于液相負(fù)荷較小的情況，因為這時填料塔中填料的潤濕小而難保證分離效果。l (3)、對易結(jié)垢、有結(jié)晶或少量固體顆粒的物料，板式塔堵塞的危險性小。l (4)、對于需要設(shè)置內(nèi)部換熱元件(如蛇管)或需要多個側(cè)線進(jìn)料或出料口時，板式塔結(jié)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)。l (5)、安裝、檢修、清洗方便。l (6)、高壓操作時，塔內(nèi)氣液比過小，采用板式塔較多。

10、l六、常用的干燥設(shè)備六、常用的干燥設(shè)備 la箱式(間歇式)干燥器lb帶式干燥器 lc噴霧干燥器l 噴霧干燥是一種使液體物料經(jīng)過霧化，進(jìn)入熱的干燥介質(zhì)后轉(zhuǎn)變成粉狀或顆粒狀固體的工藝過程。 d氣流干燥器l氣流干燥裝置主要由空氣加熱器、加料器、干燥管、旋風(fēng)分離器、風(fēng)機(jī)等設(shè)備組成。le流化床干燥器lf立式通風(fēng)移動床干燥器lg回轉(zhuǎn)干燥器l h真空干燥器 l干燥設(shè)備的選型與計算干燥設(shè)備的選型與計算la、選型原則l干燥設(shè)備的操作性能必須適應(yīng)被干燥物料的特性，滿足干燥產(chǎn)品質(zhì)量要求，符合安全、環(huán)境和節(jié)能要求。因此，干燥器的選型要從被干燥物料的特性、產(chǎn)品質(zhì)量要求等方面著手，選型條件如下。l(1)與干燥操作有關(guān)的物

11、料持性。la) 物料形態(tài)，被干燥的濕物料除液體、泥漿狀外，尚有衛(wèi)生瓷器，高壓絕緣陶瓷，木材以及粉狀，片狀，纖維狀，長帶狀等各種形態(tài)的物料。物料形態(tài)是考慮干燥器類型的一大前提lb) 物料的物理性能lc) 物料的熱敏性能ld) 物料與水分結(jié)合狀態(tài)l(2) 對產(chǎn)品品質(zhì)的要求。la) 產(chǎn)品外觀形態(tài)，如染料、乳制品及化工中間體，要求產(chǎn)品呈空心顆粒，可以防止粉塵飛揚(yáng)，改善操作環(huán)境，同時在水中可以速溶，分散性好。lb) 產(chǎn)品終點(diǎn)水分的含量和干燥均勻性。lc) 產(chǎn)品品質(zhì)及衛(wèi)生規(guī)格，如對食品的香味保存和醫(yī)藥產(chǎn)品的滅菌處理等特殊要求。l(3) 使用者所處地理環(huán)境及能源狀況的考慮。l 地理環(huán)境及建設(shè)場地的考慮；環(huán)保

12、要求，若干燥產(chǎn)品的排風(fēng)中有含毒粉塵或惡臭等，從環(huán)保出發(fā)要考慮到后處理的可能性和必要性；能源狀況，這是影響到投資規(guī)模及操作成本的首要問題，這也是選型不可忽視的問題。l (4)其他。l七、化學(xué)反應(yīng)器七、化學(xué)反應(yīng)器 la、反應(yīng)器的選擇l 在反應(yīng)器設(shè)計時，除了通常所說“合理、先進(jìn)、安全、經(jīng)濟(jì)”原則，在落實(shí)到具體問題時，考慮下列設(shè)計要點(diǎn)：l(1)、保證物料轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)時間 l(2)、滿足反應(yīng)的熱傳遞要求l (3)、設(shè)計適當(dāng)?shù)臄嚢杵骰蝾愃谱饔玫臋C(jī)構(gòu) l(4)、注意材質(zhì)選用和機(jī)械加工要求 lb、化學(xué)反應(yīng)器的工藝特點(diǎn)l(1)、固定床反應(yīng)器。 l a)、徑向或軸向固定床反應(yīng)器，大多數(shù)反l 應(yīng)器為軸向固定床反應(yīng)器

13、。l b)、多段間接換熱式或多段直接換熱式l (冷激式).l c)、間接換熱式和冷激式。l d)、多個固定床反應(yīng)器串聯(lián)。l e)、薄層反應(yīng)器， l f)、列管式固定床反應(yīng)器， l (2)、流化床反應(yīng)器l a)、氣相催化反應(yīng)， l b)、氣相非催化反應(yīng)，l c)、特殊形式的流化床。l(3)、攪拌釜式反應(yīng)器。l 攪拌釜式反應(yīng)器借助于攪拌槳葉充分混合釜內(nèi)流體，盡量使釜內(nèi)各點(diǎn)的濃度和溫度均勻。攪拌釜式反應(yīng)器除了均勻液相反應(yīng)外，也廣泛用于液液相反應(yīng)、氣液相反應(yīng)、氣液固催化反應(yīng)等非均相反應(yīng)l (4)、氣液相反應(yīng)。l 鼓泡反應(yīng)器是最常用的氣液反應(yīng)器。各種有機(jī)化合物的氧化、各種生化反應(yīng)、廢水處理和氨水碳化等過

14、程，常采用鼓泡反應(yīng)器。它具有較大的持液量和較高的傳質(zhì)傳熱效率，適于緩慢化學(xué)反應(yīng)和高速放熱的情況。鼓泡反應(yīng)器主要有空塔式、內(nèi)置水箱式、內(nèi)置篩板式、氣提式和噴射式。另外還有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的吸收過程(吸收塔)，可以是填料塔，也可以是板式塔。氣液攪拌反應(yīng)器適合于氣體與粘性液體或懸浮性溶液反應(yīng)系統(tǒng)。l反應(yīng)器的選型反應(yīng)器的選型l攪拌釜式反應(yīng)器攪拌釜式反應(yīng)器l攪拌釜式反應(yīng)器的特性l (1)由于物料性質(zhì)的不同，攪拌釜式反應(yīng)器的釜體、攪拌槳、擋板的結(jié)構(gòu)形式也不同，反應(yīng)器的差別也較大。l (2)攪拌釜式反應(yīng)器常設(shè)加熱或冷卻裝置。l第四節(jié)第四節(jié) 化工設(shè)備圖化工設(shè)備圖l一、化工設(shè)備圖的基本知識l 1、化工設(shè)備圖的分類l

15、(1)、總圖 l(2)、裝配圖l (3)、部件圖 l(4)、零件圖l (5)、管口方位圖 l(6)、表格圖 l(7)、標(biāo)淮圖 l(8)、通用圖 l 2、化工設(shè)備圖的基本內(nèi)容l (1)、標(biāo)題欄l(2)、明細(xì)表 l(3)、管口表 l(4)、技術(shù)特性表 l (5)、技術(shù)要求 l 通用技術(shù)條件l 焊接要求l 設(shè)備的檢驗l 其他要求l（6）、其他l化工設(shè)備圖的繪制l1、化工設(shè)備圖的視圖選擇l (1)、選擇主視圖，擬定表達(dá)方案l (2)、確定其他基本視圖 l (3)、選擇輔助視圖和各種表達(dá)方法l l2、化工設(shè)備圖的繪制方法及步驟 l （1）、確定繪圖比例、選擇圖幅、布圖l (2)、畫圖 l (3)、尺寸的標(biāo)注 （特性尺寸、裝配尺寸、l 安裝尺寸、外形尺寸）l (4)、編寫零部件序號和管口符號 l (5)、填寫明細(xì)欄和接管表填寫技術(shù)特性表、l 編寫技術(shù)要求、填標(biāo)題欄