化工设备基本知识.ppt
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1、化工设备基础,主讲 王松竹,二九年九月,模块一 化工设备基础知识,任务二 化工生产与化工设备的关系,任务三 化工生产对化工设备的基本要求,新内容简介,任务四 化工容器的结构与分类,任务一 课程知识构架及学习目标,理论知识 化工设备基本知识 化工设备力学基础 机械传动与联接(自学) 压力容器 塔设备 换热器 搅拌反应釜 化工管路,一、知识构架,实验内容 、碳钢热处理实验 、拉伸压缩实验 、水压试验 4、外压容器失稳实验,任务一 课程知识构架及学习目标,二、学习目标 1、了解材料、工程结构、力学和机械传动与联接方面的基本知识 、掌握常用化工设备的结构、性能特点、应用 3、初步掌握化工设备结构和设计
2、的基本知识。,课程安排与要求,一、课程安排,68学时,1、实验: 34次 2、平时作业 3、课堂提问 4、实验报告,二、要求,1、实验、平时作业不能缺,否则没成绩。 2、课堂纪律 不能旷课 否则没成绩 3、良好学风 4、学习方法 课前预习,课后复习 完成一定数量的 习题 学会知识的综合应用,化工生产过程不仅取决于化学工艺过程,而且与化工机械装备密切相关。 介质的化学反应,由反应器提供符合反应条件要求的空间 质量传递通常在塔设备中完成 热量传递在换热器中进行 能量转换由泵、压缩机等装置承担 化工机械技术的进步能促进新工艺的诞生和实施 大型压缩机和超高压容器的研制成功,使人造金刚石的构想成为现实,
3、化工工艺发展不断要求新装备,任务二 化工生产与化工机械设备的关系,化工过程:,对原料进行化学和物理加工, 以获得有利产品的过程。,设备:完成某种单元过程的装置。,二甲醚,空 气,压 缩 机,反 应 器,吸 收 塔,离子交换塔,甲醛成品,(反应),(传热),(压缩),(分离),(离子交换),压 缩 机,冷 却 塔,甲醛生产,Ag CH3OH(气)+(1/2)O2(气)HCHO(气)+H2O(气) 973K,二氧化碳,水 蒸 汽,天然气,压 缩 机,转 化 炉,冷却塔,合成反应器,分 馏 塔,冷 凝 塔,甲 醇,反 应,传 热,压 缩,反 应,分 离,传 热,甲醇生产,CO+2H2=CH3OH C
4、O2+3H2=CH3OH+H2O, 千万吨级大炼油厂 大型塔器国外最大常压塔9m,减压塔16m。 大型换热器国外最大15000m2,国内只有4000m2,,29,化工工艺发展不断要求新装备,百万吨级大乙烯 大型离心压气机单机45,000KW,要求高可靠性,高寿命。 大型低温球罐(-30,1.72MPa)国外最大3700m3双层结构,低温钢。,化工设备的特点,功能原理的多样化 须进行单独的设计 外部壳体多是压力容器 化机电技术紧密结合 设备结构大型化 吨量大 尺寸大 温度高 目前国内:合成氨年产量达30多万吨 尿素高达60多 万吨 国外:合成氨年产量达60多万吨 尿素高达100多万吨 合成氨塔的
5、直径达3000mm 12.5万m3 储油罐高达20m,化工生产的特点 生产的连续性强 处理物料大多是气体、液体和粉体,处理过程如传质、传热、化学反应可连续进行,为了提高生产效率,节约成本,化工生产过程一般采用连续的工艺流程。在连续性的过程中,每一生产环节都非常重要,若出现事故,将破坏连续性生产 生产条件苛刻 介质腐蚀性强:有很多介质具有腐蚀性。例如,酸、碱、盐一类的介质,对金属或非金属物件的腐蚀,使机器与设备的使用寿命大为降低。腐蚀生成物的沉积,可能堵塞机器与设备的通道,破坏正常的工艺条件,影响生产的正常进行,任务三 化工生产对化工设备的基本要求,温度和压力变化大:温度和压力变化大,温度从深冷
6、到高温,压力从真空到数百兆帕。使得有的设备要承受高温或高压,有的设备要承受低温或低压。温度和压力的不同,影响到设备的工作条件和材料选择 介质大多易燃易爆有毒性:如氨气、氢气、苯蒸气等均属此类。还有不少介质有较强的毒副作用,如二氧化硫、二氧化氮、硫化氢、一氧化碳等。这些易燃、易爆、有毒性的介质一旦泄漏,不仅会造成环境的污染,而且还可能造成人员伤亡和重大事故的发生 生产原理的多样性:生产过程按作用原理可分为质量传递、热量传递、能量传递和化学反应等若干类型。同一类型中功能原理也多种多样,如传热设备的传热过程,按传热机理又可分为热传导、对流和辐射。故化工设备的用途、操作条件、结构形式也千差万别 生产的
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