化工设备的设计.ppt

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1、5化工设备的设计与选型化工设备的设计与选型化工设备化工设备动动设设备备在在外外力力作作用用下下作作功功。如如泵泵、风风机、压缩机、制冷机、离心机等。机、压缩机、制冷机、离心机等。静静设设备备无无需需外外力力作作用用。如如塔塔、反反应应釜釜、贮罐、换热器等。贮罐、换热器等。标标准准设设备备，成成批批成成系系列列生生产产。非非标标准准设设备备是是根根据据工工艺艺要要求求，通通过过工工艺艺计计算算及及机机械械计计算算而而设设计计，然然后后提提供供给给有有关关工工厂制造。厂制造。5.1化工设备工艺设计的内容化工设备工艺设计的内容（1 1）确确定定单单元元操操作作设设备备类类型型，与与工工艺艺流流程设计

2、相结合。程设计相结合。（2 2）确确定定设设备备材材质质，根根据据操操作作条条件件（介介质质的的性性质质、温温度度、压压力力）和和对对设设备备的的工工艺要求，与设备设计专业人员共同完成。艺要求，与设备设计专业人员共同完成。（3 3）确定设备的设计参数，根据工艺流）确定设备的设计参数，根据工艺流程设计、物料衡算、热量衡算、设备的工程设计、物料衡算、热量衡算、设备的工艺计算工作得到。不同设备有不同的设计艺计算工作得到。不同设备有不同的设计参数。参数。换热器：热负荷换热器：热负荷Q,Q,换热面积换热面积F F，冷热载，冷热载体的流量、温度和压力。体的流量、温度和压力。泵：流量、扬程、轴功率、允许吸上

3、泵：流量、扬程、轴功率、允许吸上高度。高度。风机：风量、风压。风机：风量、风压。吸收塔：气体的流量、组成、压力、吸收塔：气体的流量、组成、压力、温度，吸收剂的种类、流量、温度压力，温度，吸收剂的种类、流量、温度压力，塔径、塔高、塔板类型、塔板数，填料塔径、塔高、塔板类型、塔板数，填料种类、规格、填料高度、每段填料的高种类、规格、填料高度、每段填料的高度和段数。度和段数。蒸蒸馏馏塔塔：进进塔塔物物料料、塔塔顶顶和和塔塔釜釜产产品品的的流流量量及及组组成成；温温度度、塔塔操操作作压压力力、塔塔径径、塔塔板板类类型型和和塔塔板板数数，填填料料种种类类、规规格格、填填料料总总高高度度，每每段段填填料料

4、的的高高度度和和段段数数，进进料料位位置置、灵灵敏敏板板位位置置，塔塔顶顶冷冷凝凝器器的的热热负负荷荷及冷却介质的种类、流量、温度和压力。及冷却介质的种类、流量、温度和压力。反反应应器器：类类型型、进进出出口口物物料料的的流流量量、组组成成、温温度度和和压压力力、主主要要尺尺寸寸，催催化化剂剂的的种种类、规格、数量和性能参数。类、规格、数量和性能参数。（4 4）确确定定标标准准设设备备（即即定定型型设设备备）的的型型号号或或牌牌号号，并并确确定定台台数数。标标准准设设备备是是一一些些加加工工厂厂成成批批、成成系系列列生生产产的的设设备备，能能直直接接订订货货或或购购买买的的现现成成的的设设备备

5、。化化工工行行业业专专用用标标准准设设备备如如冷冷冻冻机机、除除尘尘设设备备、过过滤机、离心机和搅拌器等。滤机、离心机和搅拌器等。（5 5）非非标标设设备备，由由工工艺艺专专业业的的设设计计人人员员向向设设备备专专业业提提供供设设计计条条件件和和草草图图、明明确确设设备备的的形形式式、材材质质、基基本本设设计计参参数数、管管口口、维维修修、安安装装、支支撑撑及及其其它它要要求求（如如防防爆爆口、人孔、手孔、仪表接口等）。口、人孔、手孔、仪表接口等）。（6）编制工艺设备一览表（表4-1），作为设计说明书的组成部分提供给有关部门进行设计审查。（7）工艺设备的施工图纸完成后，与化工设备的专业设计人员

6、进行会签。5.2 化工物料输送设备（1）泵是液体物料输送设备；（2）风机和压缩机是气体物料输送、压缩、制冷设备。（3）给料机械设备、气流输送设备是固体物料输送设备。5.2.1液体输送设备5.2.1.1泵泵是液体输送的主要设备。（1）泵的结构分类：叶片式和容积式。离心泵的叶轮泵的内部结构叶叶片片式式泵泵的的工工作作原原理理：由由泵泵内内的的叶叶片片在在旋旋转转时时产产生生的的离离心心力力作作用用，将将液液体体吸吸入入和和压出。压出。叶叶片片式式泵泵按按叶叶片片式式结结构构分分类类，离离心心泵泵（屏屏蔽蔽泵泵、管管道道泵泵、自自吸吸泵泵、无无堵堵塞塞泵泵）、轴流泵和旋涡泵。轴流泵和旋涡泵。容容积积

7、式式泵泵的的工工作作原原理理：由由泵泵的的活活塞塞在在往往复复或或转转子子旋旋转转运运动动中中产产生生挤挤压压作作用用将将液液体体吸入和压出。吸入和压出。容容积积泵泵：往往复复泵泵（活活塞塞泵泵、柱柱塞塞泵泵、隔隔膜膜泵泵、计计量量泵泵）和和转转子子泵泵（齿齿轮轮泵泵、螺螺杆杆泵、滑片泵、罗茨泵）。泵、滑片泵、罗茨泵）。（2 2）按按泵泵的的用用途途分分类类：水水泵泵、油油泵泵、泥泥浆浆泵泵、砂砂泵泵、耐耐腐腐蚀蚀泵泵、冷冷凝凝液液泵泵、液液下下泵泵等等，或或者者辅辅以以结结构构特特点点命命名名，悬悬臂臂水水泵泵、齿齿轮轮油油泵泵、螺螺杆杆泵泵、立立式式泵泵、卧式泵等。卧式泵等。5.2.1.2

8、 5.2.1.2 技术指标技术指标 （1 1）型号：）型号：如：如：IH50-32-160A IH50-32-160A IH IH泵的型号代号（单级单吸离心泵）；泵的型号代号（单级单吸离心泵）；50 50泵吸入口直径泵吸入口直径mmmm；32 32泵排出口直径泵排出口直径mmmm；160 160叶轮名义直径叶轮名义直径mmmm；A A轮直径第一次切割。轮直径第一次切割。（2 2）扬扬程程（m m液液柱柱）：它它是是单单位位质质量量的的液液体体通通过过泵泵获获得得的的有有效效能能量量。泵泵的的技技术术指指标标中中扬扬程程指指介介质质为为清清水水，密密度度1000kg/m1000kg/m3 3，粘

9、度，粘度1mPas1mPas，无固体杂质。，无固体杂质。（3 3）流流量量：泵泵在在单单位位时时间间内内抽抽吸吸或或排排送送液液体体的的体体积积数数称为流量，称为流量，m m3 3/h/h或或L/sL/s。离离心心泵泵的的流流量量与与扬扬程程有有关关，称称之之为为离离心心泵泵特特性性曲曲线。而容积式泵流量与扬程无关，近乎为常数。线。而容积式泵流量与扬程无关，近乎为常数。（4 4）功功率率与与效效率率：有有效效功功率率指指单单位位时时间间内内泵泵对对液液体体所所做做的的功功；轴轴功功率率指指原原动动机机传传给给泵泵的的功功率率；效效率率为为有有效效功功率率与与轴轴功功率率之之比比。泵泵样样本本中

10、中所所给给出出的的功功率率与与效效率率都都为清水试验所得。为清水试验所得。（5 5）必须气蚀余量：为使泵在工作时不产生气蚀现象，）必须气蚀余量：为使泵在工作时不产生气蚀现象，泵进口处必须具有超过输送温度下液体的汽化压力的泵进口处必须具有超过输送温度下液体的汽化压力的能量，使泵在工作时不产生气蚀现象所必须具有的富能量，使泵在工作时不产生气蚀现象所必须具有的富余能量，也称为气蚀余量，单位为余能量，也称为气蚀余量，单位为m m。5.2.1.3 5.2.1.3 泵的选用泵的选用 （一）化工用泵的要求（一）化工用泵的要求 因因为为化化工工用用泵泵所所输输送送的的液液体体性性质质和和一一般般泵泵不不同同，

11、另另外外化化工工装装置置还还有有要要求求长长期期连连续续运运行行的的特特点点，所所以以除除操操作作方方便便、运运行行可可靠靠、性性能能良良好好和和维维修修方方便便等等的的要要求求外外，在在不同的情况下还有不同的要求。不同的情况下还有不同的要求。（1 1）输送易燃、）输送易燃、易爆、易挥发、易爆、易挥发、有毒和有腐蚀有毒和有腐蚀性及贵重的介性及贵重的介质，要求密封质，要求密封性能可靠，只性能可靠，只能微漏甚至完能微漏甚至完全无泄漏全无泄漏,应选应选磁力驱动泵或磁力驱动泵或屏蔽泵。屏蔽泵。屏蔽泵屏蔽泵 磁力驱动泵一种无泄漏泵。一种无泄漏泵。指以磁力偶合器隔离传指以磁力偶合器隔离传动，一般为旋转工作

12、泵。动，一般为旋转工作泵。磁力偶合器的一半磁力偶合器的一半(内内磁铁磁铁)装于泵轴上，并以非装于泵轴上，并以非铁磁性材料制成的隔离罩铁磁性材料制成的隔离罩密封在泵体内；另一半密封在泵体内；另一半(外外磁铁磁铁)装于电机轴上，在隔装于电机轴上，在隔离罩外以磁力带动内磁铁离罩外以磁力带动内磁铁旋转驱动泵工作。故无泄旋转驱动泵工作。故无泄漏。漏。（2 2）输送腐蚀性介质时，应选用耐腐蚀泵。）输送腐蚀性介质时，应选用耐腐蚀泵。金属耐腐蚀泵，过流件的材质为金属，高硅铸金属耐腐蚀泵，过流件的材质为金属，高硅铸铁、不锈钢、高合金钢、钛及其合金等。铁、不锈钢、高合金钢、钛及其合金等。非金属耐腐蚀泵，过流件的材

13、质为非金属金属，非金属耐腐蚀泵，过流件的材质为非金属金属，有聚氯乙烯、玻璃钢、聚乙烯、聚丙烯、聚氟乙有聚氯乙烯、玻璃钢、聚乙烯、聚丙烯、聚氟乙烯、陶瓷、玻璃、搪瓷等。烯、陶瓷、玻璃、搪瓷等。一般来说非金属泵耐腐蚀优于金属泵，但一般来说非金属泵耐腐蚀优于金属泵，但耐温、耐压不如金属泵，所以非金属耐腐蚀泵用耐温、耐压不如金属泵，所以非金属耐腐蚀泵用于流量不大，温度和压力较低的场合。于流量不大，温度和压力较低的场合。在选泵时，还要进一步查在选泵时，还要进一步查过流件的材质的过流件的材质的性能，如可长期使用的温度，耐酸、耐碱、耐有性能，如可长期使用的温度，耐酸、耐碱、耐有机溶剂、耐磨等情况。机溶剂、耐

14、磨等情况。（3 3）输输送送易易气气化化液液体体 ，易易气气化化液液体体指指沸沸点点低低的的液液体体，如如液液态态烃烃、液液态态氧氧、液液态态氢氢等等，这这些些介介质质的的温温度度通通常为常为-30-30 -160-160，选低温泵。，选低温泵。（4 4）输送粘性液体）输送粘性液体 要根据粘度的大小选泵要根据粘度的大小选泵（5 5）输送含气液体，要求泵输送液体中）输送含气液体，要求泵输送液体中的允许含气量（体积分数）极限为：的允许含气量（体积分数）极限为：离心泵离心泵5%5%旋涡泵旋涡泵5%5%20%20%容积式泵容积式泵5%5%20%20%。（6 6）输输送送含含固固体体颗颗粒粒的的液液体体

15、，固固体体颗颗粒粒的的存存在在使使泵泵的的扬扬程程、效效率率降降低低，应应按按规规定定校校核核。离离心心泵泵输输送送液液体体时时允允许许的的最最大大含含固固率率（质质量量分分数数）为为：水水泥泥60%60%65%65%，硫硫胺胺30%30%40%40%，碳碳化化钙钙、石石灰灰乳乳50%50%60%60%，盐盐35%35%，挥发性灰粉（油渣），挥发性灰粉（油渣）55%55%。（7 7）输送高温介质时应选用热油泵。）输送高温介质时应选用热油泵。（8 8）要求低流量、高扬程时，可选用多级）要求低流量、高扬程时，可选用多级泵。泵。（9 9）要求高吸入性能时，选用允许气蚀余）要求高吸入性能时，选用允许气

16、蚀余量小的泵，如液态烃泵、双吸式离心泵。量小的泵，如液态烃泵、双吸式离心泵。（1010）当打液量精度要求高时，选用计量泵。）当打液量精度要求高时，选用计量泵。离心泵齿轮泵螺杆泵液下泵（二）泵类型的确定（二）泵类型的确定确定泵的型式要根据被输送物料的的性质，确定泵的型式要根据被输送物料的的性质，包括相态、温度、粘度、密度、挥发性、毒性、包括相态、温度、粘度、密度、挥发性、毒性、化学腐蚀性、危险性等，同时还要考虑生产的化学腐蚀性、危险性等，同时还要考虑生产的工艺过程、动力、环境和安全等因素。如易燃工艺过程、动力、环境和安全等因素。如易燃易爆液体的输送，必须配用防爆电机。无电源易爆液体的输送，必须配

17、用防爆电机。无电源或电力紧张而有蒸汽供应时，可选蒸汽往复泵、或电力紧张而有蒸汽供应时，可选蒸汽往复泵、水喷射泵、蒸汽喷射泵，而且安全。水喷射泵、蒸汽喷射泵，而且安全。选泵时，往往不能满足各方面的要求，应选泵时，往往不能满足各方面的要求，应以满足工艺和安全要求为主要目标，如输送酸、以满足工艺和安全要求为主要目标，如输送酸、碱时，防腐就是主要要求碱时，防腐就是主要要求。（三）流量和扬程的安全系数（三）流量和扬程的安全系数 选泵时，以工艺计算确定的流量为选泵时，以工艺计算确定的流量为基础值，考虑到操作中可能出现流量的基础值，考虑到操作中可能出现流量的波动，以及开车、停车的需要，应在正波动，以及开车、

18、停车的需要，应在正常流量值的基础上乘以的安全系数。常流量值的基础上乘以的安全系数。由于管道阻力计算常有误差，而且由于管道阻力计算常有误差，而且在运行一段时间后，管道结垢、积碳，在运行一段时间后，管道结垢、积碳，使管道阻力大于计算值，因此，扬程也使管道阻力大于计算值，因此，扬程也采用计算值的倍。采用计算值的倍。（四）泵的校核与备用（四）泵的校核与备用扬程和流量的校核扬程和流量的校核泵的轴功率的校核泵的轴功率的校核离心泵安装高度的校核离心泵安装高度的校核允许吸上高度允许吸上高度有效汽蚀余量有效汽蚀余量（需要汽蚀余量的倍）（需要汽蚀余量的倍）（以上可参见化工原理教材）（以上可参见化工原理教材）泵的备

19、用泵的备用DL立式多级离心泵，效率高，性能范围广，在结构上采用了立式，分段形式，泵的吸入口在下方，出水口在上方。可根据实际情况，出水段可旋转90180270等四个方向。计量泵计量泵 计量泵也称定量计量泵也称定量泵或比例泵。计量泵泵或比例泵。计量泵属于往复式容积泵，属于往复式容积泵，用于精确计量的，通用于精确计量的，通常要求计量泵的稳定常要求计量泵的稳定性精度不超过性精度不超过1%1%。可以满足各种严格的可以满足各种严格的工艺流程需要，流量工艺流程需要，流量可以在可以在0 0100%100%范围范围内无级调节，用来输内无级调节，用来输送液体（特别是腐蚀送液体（特别是腐蚀性液体）一种特殊容性液体）

20、一种特殊容积泵。积泵。齿轮泵齿轮泵齿轮泵适用于齿轮泵适用于输送不含固体颗粒、输送不含固体颗粒、无腐蚀性、粘度范无腐蚀性、粘度范围较大的润滑性液围较大的润滑性液体。体。主要用于各种主要用于各种机械设备中的润滑机械设备中的润滑系统中输送润滑油，系统中输送润滑油，不锈钢齿轮泵，可不锈钢齿轮泵，可输送无润滑性的油输送无润滑性的油料、饮料、低腐蚀料、饮料、低腐蚀性的液体。性的液体。隔膜泵隔膜泵 系借弹性薄膜将活柱系借弹性薄膜将活柱与被输送的液体隔开，当与被输送的液体隔开，当输送腐蚀性液体时，可不输送腐蚀性液体时，可不使活柱和缸体受到损伤。使活柱和缸体受到损伤。隔膜泵是目前国内较隔膜泵是目前国内较新颖的一

21、种泵类。对于各新颖的一种泵类。对于各种腐蚀性液体、带颗粒、种腐蚀性液体、带颗粒、高粘度、易挥发、易燃、高粘度、易挥发、易燃、易爆、剧毒的液体、陶瓷易爆、剧毒的液体、陶瓷釉浆、果浆、胶水、油轮釉浆、果浆、胶水、油轮仓底油回收、临时倒罐等仓底油回收、临时倒罐等液体均能予以抽光吸尽。液体均能予以抽光吸尽。自吸泵自吸泵 自自吸吸及及排排污污于于一一身身，即即可可象象一一般般清清水水自自吸吸泵泵那那样样不不需需安安底底阀阀，不不需需引引灌灌水水、又又可可抽抽吸吸含含有有大大颗颗固固体体块块、长长纤纤维维的的污污物物、沉沉淀淀物物、废废矿矿杂杂质质、粪粪便便处处理理及及一一切切工工程程污污水水和和胶胶质质

22、液液体体，完完全全减减轻轻工工人人的的劳劳动动强强度度，而而且且使使用用、移移动动、安安装装方方便便，性性能能稳稳定定。（材材质：铸铁、不锈钢）质：铸铁、不锈钢）罗茨泵罗茨泵 是一种无内压是一种无内压缩的真空泵，通常缩的真空泵，通常压缩比很低，故高、压缩比很低，故高、中真空泵需要前级中真空泵需要前级泵。罗茨泵的极限泵。罗茨泵的极限真空真空,除取决于泵本除取决于泵本身结构和制造精度身结构和制造精度外，还取决于前级外，还取决于前级泵的极限真空。为泵的极限真空。为了提高泵的极限真了提高泵的极限真空度，可将罗茨泵空度，可将罗茨泵串联使用。串联使用。5.2.1.4 真空泵真空泵是用来维持工艺系统要求的真

23、空状态。种类：往复式真空泵、水环真空泵、液环真空泵、旋片真空泵、喷射真空泵。往复式真空泵水环式真空泵水环式真空泵旋片真空泵旋片真空泵 喷射泵喷射泵喷射泵是利用流喷射泵是利用流体流动是能量的转变体流动是能量的转变来达到输送的目的。来达到输送的目的。利用它可输送液体，利用它可输送液体，也可输送气体。在化也可输送气体。在化工生产中，常将蒸汽工生产中，常将蒸汽作为喷射泵的工作流作为喷射泵的工作流体，利用它来抽真空，体，利用它来抽真空，使设备中产生负压。使设备中产生负压。因此常将它称为蒸汽因此常将它称为蒸汽喷射泵。为了获得更喷射泵。为了获得更高的真空度，可用多高的真空度，可用多级蒸汽喷射泵。级蒸汽喷射泵

24、。真空泵的主要技术指标：真空泵的主要技术指标：（1 1）真空度）真空度 (两种表示方法两种表示方法)绝对压力绝对压力p p 真空度真空度p pv v p pv v（kPakPa）=101.325-p=101.325-p（kPakPa）（2 2）抽气速率）抽气速率 m m3 3/min/min（3 3）极限真空（最大真空度）极限真空（最大真空度）（4 4）抽气时间（）抽气时间（minmin）泵的配管泵的配管（1 1）泵的进出口管道的管径一般应比泵进出口直径大）泵的进出口管道的管径一般应比泵进出口直径大 1 12 2级。级。（2 2）泵的进出口应设置切断阀，一般采用闸阀，阀门直）泵的进出口应设置切

25、断阀，一般采用闸阀，阀门直径一般与管道直径相同。径一般与管道直径相同。（3 3）泵吸入口应设置过滤器。）泵吸入口应设置过滤器。（4 4）泵出口应安装止回阀（容积式泵通常不需要设置止）泵出口应安装止回阀（容积式泵通常不需要设置止回阀）；容积式泵应在出口和第一个阀门之间设安全阀，回阀）；容积式泵应在出口和第一个阀门之间设安全阀，若泵自备，可不另设。若泵自备，可不另设。（5 5）泵体和泵的进出口管道上需设置装有阀门的排气和）泵体和泵的进出口管道上需设置装有阀门的排气和排净阀。排净阀。（6 6）泵出口应装压力表，位于出口和第一个阀门的直管）泵出口应装压力表，位于出口和第一个阀门的直管段上。往复泵一般应

26、在出口管道上设缓冲罐，使流量输段上。往复泵一般应在出口管道上设缓冲罐，使流量输出均匀，减少压力波动。出均匀，减少压力波动。（7 7）离心泵进口管道要尽可能缩短，尽量减少拐弯。）离心泵进口管道要尽可能缩短，尽量减少拐弯。（8 8）泵的进出口管道要设置支撑，以减少泵嘴的的受力。）泵的进出口管道要设置支撑，以减少泵嘴的的受力。泵的图例5.2.2 5.2.2 气体输送、压缩设备气体输送、压缩设备 气体输送、压缩设备按出口压力和用途可分为五类：气体输送、压缩设备按出口压力和用途可分为五类：通风机、鼓风机、压缩机、制冷机、真空泵。通风机、鼓风机、压缩机、制冷机、真空泵。5.2.2.1 5.2.2.1 通风

27、机通风机 （风机）（风机）风风机机是是依依靠靠输输入入的的机机械械能能，提提高高气气体体压压力力并并排排送送气气体体的的机机械械，它它包包括括轴轴流流风风机机和和 离离 心心 风风 机机，压压 力力 在在0.1150.115MPa,压缩比压缩比1 11.151.15。轴轴流流风风机机排排送送量量大大，但但风风压压小小，仅仅用用于于通通风风换换气气，不不能能用用于于输输送送气气体体。在在空空冷冷器和冷却水塔方面应用广泛。器和冷却水塔方面应用广泛。轴流风机离心通风机离心通风机离心风机的叶轮外离心风机的叶轮外覆有机械外壳，叶轮的覆有机械外壳，叶轮的中心为进气口。离心风中心为进气口。离心风机工作时，动

28、力设备运机工作时，动力设备运转驱动叶轮旋转，将空转驱动叶轮旋转，将空气从进气口吸入。离心气从进气口吸入。离心风机的叶片转动过程中风机的叶片转动过程中对气体施加动力作用，对气体施加动力作用，提高气体的压力和速度，提高气体的压力和速度，气体在离心力的作用下气体在离心力的作用下沿叶道从排气口排出。沿叶道从排气口排出。离心通风机（）（）离心风机的性能参数：离心风机的性能参数：离心风机的性能参数离心风机的性能参数中，较为重要的是气体流中，较为重要的是气体流量、压力、输送的功率、量、压力、输送的功率、效率和叶轮的转速等，这效率和叶轮的转速等，这都是在选型过程中必须关都是在选型过程中必须关注的。离心风机的气

29、体流注的。离心风机的气体流量参数，代表了风机在单量参数，代表了风机在单位时间内能处理的气体的位时间内能处理的气体的体积，而离心风机的压力体积，而离心风机的压力是指在离心风机工作过程是指在离心风机工作过程中，内部的气体压力值。中，内部的气体压力值。()离心式风机根据所产生的压力分为：离心式风机根据所产生的压力分为：低压离心通风机：低压离心通风机：P1KP1Ka a；中压离心通风机：中压离心通风机：P=1P=13K3Ka a；高压离心通风机：高压离心通风机：P=3P=315K15Ka a；（3 3）离心式风机的选择：）离心式风机的选择：输送气体的性质输送气体的性质根据伯努利方程计算所需实际根据伯努

30、利方程计算所需实际风压，并换算成试验条件下的风压，并换算成试验条件下的风压风压P0，选择风机类型。，选择风机类型。把实际风量把实际风量Q乘以一安全因数乘以一安全因数换成试验条件下的换成试验条件下的Q0根据根据P0、Q0选择合适的风机。选择合适的风机。5.2.2.2 5.2.2.2 鼓风机鼓风机 种种类类：旋旋转转式式鼓鼓风风机机和离心鼓风机。和离心鼓风机。（1 1）罗茨鼓风机）罗茨鼓风机 是是旋旋转转式式鼓鼓风风机机中中应应用用最最广广的的一一种种，工工作作原原理理与与齿齿轮轮泵泵极极为为相相似似，其其风风量量与与速速度度成正比，与出口压强无关。成正比，与出口压强无关。风量：风量：2 2500

31、m500m3 3/min/min出口压强：出口压强：P P81KPa81KPa（表压）（表压）工作温度：工作温度：t t8585（2 2）离心鼓风机）离心鼓风机 工工作作原原理理与与离离心心通通风风机机相相同同。可可采采用用单单级级、多多级级风风压压。一一般般单单机机通通风风机机不不可可能能产产生生很很高高的的风风压压，表表压压P P 50KPa50KPa；压压头头较较高高的的离离心心鼓鼓风风机机都都是是多多级级的的，但但出出口口压压强强P P 0.3MPa 0.3MPa（表压）。（表压）。用用途途：原原料料气气的的压压缩缩，液液体体物物料料的的压压送送、固固体体物物料料的的气输送。气输送。选

32、选用用方方法法与与离离心心通通风风机机相同。相同。5.2.2.3 5.2.2.3 压缩机压缩机（一）压缩机分类（一）压缩机分类（1 1）按工作原理分类：）按工作原理分类：分为容积式和速度式压缩机。分为容积式和速度式压缩机。容容积积式式压压缩缩机机的的原原理理：提提高高气气体体压压力力，由由于于压压缩缩机机中中气气体体体体积积被被缩缩小小，使使单单位位体体积积内内空空气气分分子子的密度增加而形成的。的密度增加而形成的。速速度度式式压压缩缩机机的的原原理理：在在速速度度式式压压缩缩机机中中，空空气气的的压压力力是是由由空空气气分分子子的的速速度度转转化化而而来来的的，即即速度能转化为压力能。速度能

33、转化为压力能。（2）按结构分类：活塞式活塞式往复式容积式膜式滑片式压缩机回转式螺杆式转子式轴流式速度式离心式离心式混流式 小流量采用活塞式空气压缩机，大流量采用离心式空气压缩机。（二）几种常用的压缩机（二）几种常用的压缩机A A、活塞式空气压缩机、活塞式空气压缩机（1 1）中中小小型型空空气气压压缩缩机机的的类类型型：L L型型、V V型型、W W型型,以以及及卧卧式式、立立式式、对对称称平平衡衡式式等等，水水冷冷式和空冷式，单级、两级或多级。式和空冷式，单级、两级或多级。（2 2）型型号号：以以活活塞塞空空气气压压缩缩机机4M12-45/2104M12-45/210为为例例，含含义义为为：4

34、 4列列，M M型型，12*1012*104 4N N活活塞塞力力，额定排气量为额定排气量为4545m m3 3/min,/min,额定排气表压为额定排气表压为 210*10 210*105 5PaPa L型空气压缩机V型空气压缩机W型空气压缩机（3 3）工工作作原原理理：空空气气是是依依靠靠在在气气缸缸内内做做往往复运动的活塞来进行压缩的。复运动的活塞来进行压缩的。（4 4）结结构构组组成成：空空压压机机、电电动动机机、空空气气过过滤器、中间冷却器、电控设备等。滤器、中间冷却器、电控设备等。（5 5）技技术术指指标标：排排气气量量、排排气气压压力力、进进出出口气体温度、冷却水用量、轴功率等。

35、口气体温度、冷却水用量、轴功率等。通常活塞式空气压缩机单机容量小于通常活塞式空气压缩机单机容量小于或等于或等于100 m100 m3 3/min/min；排气压力为：；排气压力为：0.10.13232PaPa。B、离心式空气压缩机、离心式空气压缩机离离心心式式压压缩缩机机工工作作时时，主主轴轴带带动动叶叶轮轮旋旋转转，空空气气自自轴轴向向进进入入，并并以以很很高高的的速速度度被被离离心心力力甩甩出出叶叶轮轮，进进入入流流通通面面积积逐逐渐渐扩扩大的扩压器中，使气体大的扩压器中，使气体的速度降低而压力提高。的速度降低而压力提高。接着又被第二级吸入，接着又被第二级吸入，通过第二级进一步提供通过第二

36、级进一步提供压力，依此类推，一直压力，依此类推，一直达到额定压力。达到额定压力。离心式压缩机通常离心式通常离心式压缩机单机容量压缩机单机容量大于大于100 100 m m3 3/min;/min;排气压力为：排气压力为：0.1 0.10.60.6PaPaC C、螺杆式空气压缩机、螺杆式空气压缩机 是靠两个螺旋形转是靠两个螺旋形转子相互啮合而进行气体子相互啮合而进行气体压缩的。压缩的。其特点：其特点：（1 1）没有往复运动部件，）没有往复运动部件，不存在不平衡惯性力；不存在不平衡惯性力；（2 2）可强制输气，几乎不）可强制输气，几乎不受排气压力的影响；受排气压力的影响；（3 3）在较宽的工作范围

37、内）在较宽的工作范围内仍能保持较高的效率。仍能保持较高的效率。螺杆压缩机通常，单机容量通常，单机容量大于大于50250m3/min;排气压力为：排气压力为：0.12.0Pa（三）压缩机的选用（三）压缩机的选用选型基本数据：选型基本数据：（1）气体的性质和吸气状态，如吸气温度，）气体的性质和吸气状态，如吸气温度，吸气压力、相对湿度；吸气压力、相对湿度；（2）生产规模或流程需要的总供气量；）生产规模或流程需要的总供气量；（3）流程需要的排气压力；）流程需要的排气压力；（4）排气温度。）排气温度。化工特殊介质使用压缩机的选择，对氧气、化工特殊介质使用压缩机的选择，对氧气、氢气、氨气、氯气、石油气、二

38、氧化碳、一氢气、氨气、氯气、石油气、二氧化碳、一氧化碳、乙炔等压缩，要求参阅有关专著。氧化碳、乙炔等压缩，要求参阅有关专著。鼓风机、压缩机图例鼓风机、压缩机图例（新代号：（新代号：J J）5.2.3固体搬运及粉碎设备固体搬运及粉碎设备在化工生产中，常有固体的原料或产品，为了减轻劳动强度，一般都用机械设备来起重、搬运、输送、计量、包装这些固体物料。（1）起重设备）起重设备手拉葫芦手拉葫芦电动葫芦电动葫芦电动单梁起重机电动单梁起重机桥式起重机桥式起重机（2）仓储设备）仓储设备手动液压装卸车手动液压装卸车升降叉车升降叉车固定式液压登车桥固定式液压登车桥移动式液压登车桥移动式液压登车桥（3）运输设备）

39、运输设备皮带输送机、斗式提升机。皮带输送机、斗式提升机。螺旋输送机螺旋输送机（4）给料设备叶轮给料机（5）破碎设备）破碎设备鄂式破碎机鄂式破碎机锤式破碎机锤式破碎机（6）计量包装设备自动包装秤、台秤、地磅、配料秤等。大庆乙烯厂计量包装设备大庆乙烯厂计量包装设备称量机械图例称量机械图例 代号：代号：W W起重运输机械图例起重运输机械图例5.3 5.3 储罐的选型与设计储罐的选型与设计5.3.1 5.3.1 储罐的系列化和标准化储罐的系列化和标准化（1 1）立式贮罐）立式贮罐容器图例容器图例平底平盖系列（平底平盖系列（HG5-1572-85HG5-1572-85）；）；平底锥顶系列（平底锥顶系列（

40、HG5-1574-85HG5-1574-85）；）；90 90o o无折边锥形底平盖系列无折边锥形底平盖系列 （HG5-1575-85HG5-1575-85）；）；立式球形封头系列立式球形封头系列 （HG5-1578-85HG5-1578-85）；）；9090o o折边锥形底、折边锥形底、椭圆形盖系列椭圆形盖系列 （HG5-1577-85HG5-1577-85）；）；立式椭圆形封头系列立式椭圆形封头系列 （HG5-1579-85HG5-1579-85）。）。以以上上系系列列适适用用于于常常压压，贮贮存存非非易易燃燃易易爆、非剧毒的化工液体。爆、非剧毒的化工液体。（2 2）卧式贮罐系列）卧式贮罐

41、系列无折边球形封头系列，无折边球形封头系列，P0.07MPa P0.07MPa；贮存非易燃；贮存非易燃 易爆、非剧毒的化工液体。易爆、非剧毒的化工液体。有折边椭圆形封头系列有折边椭圆形封头系列（HG5-1580-85HG5-1580-85）P=0.25 P=0.254.0MPa4.0MPa。储存化工液体。储存化工液体。（3 3）立式圆筒形固定顶贮罐系列）立式圆筒形固定顶贮罐系列 （HG21502.1-92HG21502.1-92）适用范围：适用范围：P=2P=2-0.5KPa-0.5KPa，t=-19 t=-19150150，公称容积公称容积V=100V=10030000m30000m3 3

42、公称直径公称直径D=5200D=520044000mm44000mm石油、石油产品、化工产品储存。石油、石油产品、化工产品储存。（4 4）立式圆筒形内浮顶贮罐系列）立式圆筒形内浮顶贮罐系列 （HG21502.2-92HG21502.2-92），易挥发的石油产），易挥发的石油产品、化工产品储存。品、化工产品储存。适用范围：常压，适用范围：常压，t=-19t=-1980,80,V=100 V=100 30000m 30000m3 3,D=4500D=4500 44000mm 44000mm（5 5）球罐系列：占地面积小，贮存容积）球罐系列：占地面积小，贮存容积大。用于石油产品、化工气体、化工大。用

43、于石油产品、化工气体、化工原料、公用气体的储存。原料、公用气体的储存。适用范围：适用范围：P4MPaP 20 D/d 202525，金属鲍尔环：金属鲍尔环：D/d 8.D/d 8.（3 3）填料材质的选择）填料材质的选择 根根据据介介质质的的腐腐蚀蚀性性和和温温度度来来选选择择。陶陶瓷瓷耐耐腐腐蚀蚀性性强强，易易碎碎。金金属属易易加加工工，可可成成批批生生产产，应应用用普普遍遍。塑塑料料填填料料耐耐腐腐蚀蚀性性好好，但是不耐高温。但是不耐高温。5.5.4 5.5.4 选择塔型的基本原则选择塔型的基本原则（1 1）要满足工艺要求，效率要高）要满足工艺要求，效率要高 。（2 2）生产能力大，有足够

44、的操作弹性。）生产能力大，有足够的操作弹性。（3 3）运转可靠性高，操作维修方便，少出）运转可靠性高，操作维修方便，少出 故障。故障。（4 4）结构简单，加工方便，造价较低。）结构简单，加工方便，造价较低。（5 5）塔的压降小。）塔的压降小。5.6 5.6 反应器的设计反应器的设计5.6.1 5.6.1 常用工业反应器的类型常用工业反应器的类型5.6.1.1 5.6.1.1 管式反应器管式反应器 特特征征：长长度度远远大大于于管管径径，通通常常内内部部中中空空，不不设设任任何何构构件件，多多用用于于均均相相反反应应。例例如如轻轻油油热热裂裂解解生生产产乙乙烯烯所所用用的的管管式式裂裂解解炉炉便

45、便属属此此类类，轻轻油油走走管管内内，管管外外用用燃燃油油燃燃烧烧供供给给裂裂解解反反应应所所需需的的热热（轻轻油油裂裂解解是是吸吸热热反应）。反应）。强化传热反应器内部结构强化传热反应器内部结构管式反应器可以很长，如丙烯二聚的反应管式反应器可以很长，如丙烯二聚的反应器管长以公里计。反应器的结构可以是单管，器管长以公里计。反应器的结构可以是单管，也可以是多管并联；可以是空管，如管式裂解也可以是多管并联；可以是空管，如管式裂解炉；也可以是在管内填充颗粒状催化剂的填充炉；也可以是在管内填充颗粒状催化剂的填充管，以进行多相催化反应，如列管式固定床反管，以进行多相催化反应，如列管式固定床反应器。通常，

46、反应物流处于湍流状态时，空管应器。通常，反应物流处于湍流状态时，空管的长径比大于的长径比大于5050；填充颗粒状催化剂的填充管，；填充颗粒状催化剂的填充管，填充段长与粒径之比大于填充段长与粒径之比大于100(100(气体气体)或或200200（液（液体），物料的流动可近似地视为平推流体），物料的流动可近似地视为平推流 。管式反应器返混小，因而容积效率（单位管式反应器返混小，因而容积效率（单位容积生产能力）高，对要求转化率较高或有串容积生产能力）高，对要求转化率较高或有串联副反应的场合尤为适用。此外，管式反应器联副反应的场合尤为适用。此外，管式反应器可实现分段温度控制。其主要缺点是，反应速可实现

47、分段温度控制。其主要缺点是，反应速率很低时所需管道过长，工业上不易实现。率很低时所需管道过长，工业上不易实现。大庆石化总厂热裂解装置大庆石化总厂热裂解装置5.6.1.2 5.6.1.2 釜式反应器釜式反应器 釜釜式式反反应应器器是是应应用用十十分分广广泛泛的的一一类类反反应应器器，可可用用以以进进行行均均相相反反应应（绝绝大大多多数数为为液液相相均均相相反反应应），也也可可用用于于进进行行多多相相反反应应，如如气气液液反反应应、液液液液反反应应、液液固固反反应应以以及及气气液液固固反反应应。许许多多酯酯化化反反应应、硝硝化化反反应应、磺磺化化反反应应以以及及氯氯化化反反应应等等用用的的都都是是

48、釜釜式式反反应应器。器。一台带搅拌的夹套反应釜。它主要由搅拌容一台带搅拌的夹套反应釜。它主要由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管和一些附件组成。孔、工艺接管和一些附件组成。搅拌形式通常由工艺设计而定，有锚式、浆搅拌形式通常由工艺设计而定，有锚式、浆式、蜗轮式、推进式或框式等。式、蜗轮式、推进式或框式等。传动装置是为带动搅拌装置设置的，主要由传动装置是为带动搅拌装置设置的，主要由电机、减速器、联轴器和传动轴等组成；电机、减速器、联轴器和传动轴等组成；夹套反应釜开孔数量、规格或其它要求可根夹套反应釜开孔数量、规格或其它要求可根据用

49、户要求设计、制作。据用户要求设计、制作。夹套反应釜一般根据夹套加热形式分类，分夹套反应釜一般根据夹套加热形式分类，分为：电热棒加热、蒸汽加热、导热油循环加热等为：电热棒加热、蒸汽加热、导热油循环加热等反应釜。反应釜。搅拌器的种类 反应釜的操作方式和特点反应釜的操作方式和特点 分为间歇式、连续式和半连续式三种。分为间歇式、连续式和半连续式三种。间歇操作反应系将原料按一定配比一次间歇操作反应系将原料按一定配比一次加入反应器，待反应达到一定要求后，一次卸加入反应器，待反应达到一定要求后，一次卸出物料出物料(属于非稳定操作属于非稳定操作)。间歇反应釜的优点是设备简单，同一设备间歇反应釜的优点是设备简单

50、，同一设备可用于生产多种产品，尤其适合于医药、染料、可用于生产多种产品，尤其适合于医药、染料、树脂等工业部门小批量、多品种的生产。另外，树脂等工业部门小批量、多品种的生产。另外，间歇反应器中不存物料，对大多数反应有利。间歇反应器中不存物料，对大多数反应有利。缺点是需要装卸料、清洗等辅助工序，产品质缺点是需要装卸料、清洗等辅助工序，产品质量不易稳定量不易稳定。连续操作反应器系连续加入原料，连续排出反应产连续操作反应器系连续加入原料，连续排出反应产物。当操作达到定态时，反应器内任何位置上物料的组物。当操作达到定态时，反应器内任何位置上物料的组成、温度等状态参数不随时间而变化成、温度等状态参数不随时