第三章化工設(shè)計(jì)

1、化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 第一節(jié)第一節(jié) 物料衡算物料衡算 物料衡算是化工計(jì)算中最基本、也是最重要的內(nèi)容之一，它是物料衡算是化工計(jì)算中最基本、也是最重要的內(nèi)容之一，它是 能量衡算的基礎(chǔ)，能量衡算的基礎(chǔ)， 也是以后各項(xiàng)工作的依據(jù)。也是以后各項(xiàng)工作的依據(jù)。 一、概述一、概述 1.1.物料衡算的理論依據(jù)物料衡算的理論依據(jù) 是質(zhì)量守恒定律，即在一個(gè)孤立物系中，不論物質(zhì)發(fā)生任何變是質(zhì)量守恒定律，即在一個(gè)孤立物系中，不論物質(zhì)發(fā)生任何變 化，它的質(zhì)量始終不變?；?，它的質(zhì)量始終不變。 物料衡算的一般方程物料衡算的一般方程:

2、 : 物料量 積累的 物料量 輸出的 物料量 輸入的 物料量 積累的 物料量 輸出的 消耗的物料量 反應(yīng)生成或 物料量 輸入的 物料衡算的基本關(guān)系式應(yīng)該表示為：物料衡算的基本關(guān)系式應(yīng)該表示為： 如果體系內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則對(duì)任一個(gè)組分或任一種元素作如果體系內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則對(duì)任一個(gè)組分或任一種元素作 衡算時(shí)，必須把反應(yīng)消耗或生成的量亦考慮在內(nèi)。即衡算時(shí)，必須把反應(yīng)消耗或生成的量亦考慮在內(nèi)。即: : 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 2.2.目的目的 （1 1）求出原輔材料的用量，制定原輔材料消耗指標(biāo)；）求出原輔材料的用量，制定原輔材料消耗指標(biāo)； （2 2）求出產(chǎn)品、副產(chǎn)品

3、、中間體的產(chǎn)量及三廢排放量；）求出產(chǎn)品、副產(chǎn)品、中間體的產(chǎn)量及三廢排放量； （3 3）根據(jù)所得物料處理量，進(jìn)一步確定設(shè)備類(lèi)型、臺(tái)數(shù)、容量、）根據(jù)所得物料處理量，進(jìn)一步確定設(shè)備類(lèi)型、臺(tái)數(shù)、容量、 尺寸以及化工管道的尺寸。尺寸以及化工管道的尺寸。 另外，在實(shí)際生產(chǎn)中，可通過(guò)物料衡算檢查生產(chǎn)過(guò)程的完善程度，另外，在實(shí)際生產(chǎn)中，可通過(guò)物料衡算檢查生產(chǎn)過(guò)程的完善程度， 作為技術(shù)改進(jìn)的定量關(guān)系。作為技術(shù)改進(jìn)的定量關(guān)系。 3.3.內(nèi)容內(nèi)容 計(jì)算原料與產(chǎn)品之間的定量關(guān)系計(jì)算原料與產(chǎn)品之間的定量關(guān)系 具體說(shuō)就是對(duì)每股物料進(jìn)行分析和定量計(jì)算，以確定它們的具體說(shuō)就是對(duì)每股物料進(jìn)行分析和定量計(jì)算，以確定它們的 數(shù)量、

4、組成和相互間的比例關(guān)系，并且確定它們?cè)谖锢碜兓突瘮?shù)量、組成和相互間的比例關(guān)系，并且確定它們?cè)谖锢碜兓突?學(xué)變化過(guò)程中相互轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的定量關(guān)系。學(xué)變化過(guò)程中相互轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的定量關(guān)系。 物料衡算得開(kāi)始意味著設(shè)計(jì)工作從定性轉(zhuǎn)向定量物料衡算得開(kāi)始意味著設(shè)計(jì)工作從定性轉(zhuǎn)向定量 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 二、物料衡算的基本方法和步驟二、物料衡算的基本方法和步驟 衡算的體系與環(huán)境衡算的體系與環(huán)境 所謂體系是指為了分析一個(gè)過(guò)程，人為地劃定出一個(gè)區(qū)域作所謂體系是指為了分析一個(gè)過(guò)程，人為地劃定出一個(gè)區(qū)域作 為一個(gè)完整的研究對(duì)象。這個(gè)劃定的區(qū)域叫做體系。它可以是一為一個(gè)完整的研究

5、對(duì)象。這個(gè)劃定的區(qū)域叫做體系。它可以是一 個(gè)單元操作，也可以是一個(gè)工序甚至整個(gè)車(chē)間乃至全廠。個(gè)單元操作，也可以是一個(gè)工序甚至整個(gè)車(chē)間乃至全廠。 確定體系、環(huán)境與邊界是建立物料平衡方程的基礎(chǔ)。體系劃確定體系、環(huán)境與邊界是建立物料平衡方程的基礎(chǔ)。體系劃 分不清或不恰當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致衡算繁瑣甚至錯(cuò)誤。分不清或不恰當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致衡算繁瑣甚至錯(cuò)誤。 化工過(guò)程分類(lèi)化工過(guò)程分類(lèi) a.根據(jù)操作方法分根據(jù)操作方法分 間歇操作間歇操作 連續(xù)操作連續(xù)操作 半連續(xù)操作半連續(xù)操作 b.根據(jù)時(shí)間特性分根據(jù)時(shí)間特性分 穩(wěn)定過(guò)程穩(wěn)定過(guò)程 不穩(wěn)定過(guò)程不穩(wěn)定過(guò)程 穩(wěn)定與不穩(wěn)定過(guò)程計(jì)算的區(qū)別主要是計(jì)算基準(zhǔn)不同穩(wěn)定與不穩(wěn)定過(guò)程計(jì)算的區(qū)別主要是

6、計(jì)算基準(zhǔn)不同 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 二、物料衡算的基本方法和步驟二、物料衡算的基本方法和步驟 進(jìn)行物料衡算時(shí)，為了能順利地解題，避免錯(cuò)誤，必須進(jìn)行物料衡算時(shí)，為了能順利地解題，避免錯(cuò)誤，必須 掌握解題技巧，按正確的解題方法和步驟進(jìn)行。掌握解題技巧，按正確的解題方法和步驟進(jìn)行。 1 1、畫(huà)物料衡算示意圖（物料流程簡(jiǎn)圖）、畫(huà)物料衡算示意圖（物料流程簡(jiǎn)圖） 求解物料衡算問(wèn)題，首先應(yīng)該根據(jù)給定的條件畫(huà)出流程求解物料衡算問(wèn)題，首先應(yīng)該根據(jù)給定的條件畫(huà)出流程 簡(jiǎn)圖。簡(jiǎn)圖。 2 2、計(jì)算基準(zhǔn)及其選擇。、計(jì)算基準(zhǔn)及其選擇。 進(jìn)行物料、能量衡算時(shí)，必須選擇一個(gè)計(jì)算基準(zhǔn)。從原則

7、進(jìn)行物料、能量衡算時(shí)，必須選擇一個(gè)計(jì)算基準(zhǔn)。從原則 上說(shuō)選擇任何一種計(jì)算基準(zhǔn)，都能得到正確的解答。但是，上說(shuō)選擇任何一種計(jì)算基準(zhǔn)，都能得到正確的解答。但是， 計(jì)算基準(zhǔn)選擇得恰當(dāng)，可以使計(jì)算簡(jiǎn)化，避免錯(cuò)誤。計(jì)算基準(zhǔn)選擇得恰當(dāng)，可以使計(jì)算簡(jiǎn)化，避免錯(cuò)誤。 對(duì)于不同化工過(guò)程，采用什么基準(zhǔn)適宜，需視具體情況對(duì)于不同化工過(guò)程，采用什么基準(zhǔn)適宜，需視具體情況 而定，不能作硬性規(guī)定。而定，不能作硬性規(guī)定。 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 二、物料衡算的基本方法和步驟二、物料衡算的基本方法和步驟 3 3、物料衡算的步驟、物料衡算的步驟 進(jìn)行物料衡算時(shí)，尤其是那些復(fù)雜的物料衡算，為了避

8、免錯(cuò)誤，建議采進(jìn)行物料衡算時(shí)，尤其是那些復(fù)雜的物料衡算，為了避免錯(cuò)誤，建議采 用下列計(jì)算步驟。對(duì)于一些簡(jiǎn)單的問(wèn)題，這種步驟似乎有些繁瑣，但是訓(xùn)練用下列計(jì)算步驟。對(duì)于一些簡(jiǎn)單的問(wèn)題，這種步驟似乎有些繁瑣，但是訓(xùn)練 這種有條理的解題方法，可以培養(yǎng)邏輯地思考問(wèn)題，對(duì)今后解決復(fù)雜的問(wèn)題這種有條理的解題方法，可以培養(yǎng)邏輯地思考問(wèn)題，對(duì)今后解決復(fù)雜的問(wèn)題 是有幫助的。計(jì)算步驟如下：是有幫助的。計(jì)算步驟如下： (1) (1) 搜集計(jì)算數(shù)據(jù)。搜集計(jì)算數(shù)據(jù)。 a.a.生產(chǎn)規(guī)模，時(shí)間及產(chǎn)品收率、轉(zhuǎn)化率、消耗定額等；生產(chǎn)規(guī)模，時(shí)間及產(chǎn)品收率、轉(zhuǎn)化率、消耗定額等； b.b.原料、助劑、中間體和產(chǎn)品的規(guī)格及其物化數(shù)據(jù)；

9、原料、助劑、中間體和產(chǎn)品的規(guī)格及其物化數(shù)據(jù)； c.c.工藝技術(shù)數(shù)據(jù)，即各種控制指標(biāo)。工藝技術(shù)數(shù)據(jù)，即各種控制指標(biāo)。 (2) (2) 畫(huà)出物料流程簡(jiǎn)圖。畫(huà)出物料流程簡(jiǎn)圖。 (3) (3) 確定衡算體系。確定衡算體系。 (4) (4) 寫(xiě)出化學(xué)反應(yīng)方程式，包括主反應(yīng)和副反應(yīng)，標(biāo)出有用的分子量。寫(xiě)出化學(xué)反應(yīng)方程式，包括主反應(yīng)和副反應(yīng)，標(biāo)出有用的分子量。 (5) (5) 選擇合適的計(jì)算基準(zhǔn)，并在流程圖上注明所選的基準(zhǔn)值。選擇合適的計(jì)算基準(zhǔn)，并在流程圖上注明所選的基準(zhǔn)值。 (6) (6) 列出物料衡算式，然后用數(shù)學(xué)方法求解。列出物料衡算式，然后用數(shù)學(xué)方法求解。 (7) (7) 將計(jì)算結(jié)果列成輸入輸出物料

10、表將計(jì)算結(jié)果列成輸入輸出物料表( (物料平衡表物料平衡表) )。 (8) (8) 校核計(jì)算結(jié)果校核計(jì)算結(jié)果 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 過(guò)程物料平衡分析及計(jì)算方法過(guò)程物料平衡分析及計(jì)算方法 （1）總質(zhì)量平衡關(guān)聯(lián)）總質(zhì)量平衡關(guān)聯(lián) 任何體系，雖然某一組分的質(zhì)量或摩爾數(shù)不一定守恒，但其總?cè)魏误w系，雖然某一組分的質(zhì)量或摩爾數(shù)不一定守恒，但其總 質(zhì)量總是守恒的。質(zhì)量總是守恒的。 123 GGG （2）組分平衡關(guān)聯(lián)）組分平衡關(guān)聯(lián) 物理過(guò)程中，體系內(nèi)各組份的質(zhì)量和摩爾數(shù)都是守恒的；物理過(guò)程中，體系內(nèi)各組份的質(zhì)量和摩爾數(shù)都是守恒的； 化學(xué)過(guò)程中，惰性組分的質(zhì)量和摩爾數(shù)是守恒的。對(duì)

11、于參與化學(xué)反化學(xué)過(guò)程中，惰性組分的質(zhì)量和摩爾數(shù)是守恒的。對(duì)于參與化學(xué)反 應(yīng)的組份可寫(xiě)出相應(yīng)的平衡方程式：對(duì)任意組分應(yīng)的組份可寫(xiě)出相應(yīng)的平衡方程式：對(duì)任意組分A AAAA加入系統(tǒng) 的量在系統(tǒng)中轉(zhuǎn)化的 量離開(kāi)系統(tǒng)的 量在系統(tǒng)中積累的 量 對(duì)于連續(xù)穩(wěn)態(tài)生產(chǎn)過(guò)程，系統(tǒng)中無(wú)物料積累。對(duì)于連續(xù)穩(wěn)態(tài)生產(chǎn)過(guò)程，系統(tǒng)中無(wú)物料積累。 （3）元素平衡關(guān)聯(lián)）元素平衡關(guān)聯(lián) 包括元素的質(zhì)量平衡和元素的摩爾數(shù)平衡，無(wú)論是物理過(guò)程還是化包括元素的質(zhì)量平衡和元素的摩爾數(shù)平衡，無(wú)論是物理過(guò)程還是化 學(xué)過(guò)程，元素平衡總是成立的。對(duì)于化學(xué)過(guò)程，元素平衡是最常用的。學(xué)過(guò)程，元素平衡總是成立的。對(duì)于化學(xué)過(guò)程，元素平衡是最常用的。 化工設(shè)

12、計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 簡(jiǎn)單過(guò)程物料衡算簡(jiǎn)單過(guò)程物料衡算 例：例：一種廢酸，組成為一種廢酸，組成為23(質(zhì)量質(zhì)量)HNO3，57H2SO4和和20H2O， 加入加入93的濃的濃H2SO4及及90的濃的濃HNO3，要求混合成要求混合成27HNO3及及 60H2SO4的混合酸，計(jì)算所需廢酸及加入濃酸的數(shù)量。的混合酸，計(jì)算所需廢酸及加入濃酸的數(shù)量。 解：設(shè)解：設(shè)x x 為廢酸量為廢酸量kgkg； y y 為濃為濃H H2 2SOSO4 4量，量，kgkg； z z 為濃為濃HNOHNO3 3量；量； 1 1、畫(huà)物料流程簡(jiǎn)圖、畫(huà)物料流程簡(jiǎn)圖 0.57 0.20 z kg 0

13、.23 y kg 0.60 0.13 0.27 0.07 0.93 0.90 0.10 混合過(guò)程 廢酸 x kg 混合酸 3ONH O S 2H H2 4O HNO3 2 2 H H O OS4 H S24O OH2 3ONH 2H O 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 2、選擇基準(zhǔn)，可以選廢酸或濃酸的量為基準(zhǔn)，也可以用混合酸的量為基準(zhǔn)，因、選擇基準(zhǔn)，可以選廢酸或濃酸的量為基準(zhǔn)，也可以用混合酸的量為基準(zhǔn)，因 為四種酸的組成均已知，選任何一種作基準(zhǔn)計(jì)算都很方便。為四種酸的組成均已知，選任何一種作基準(zhǔn)計(jì)算都很方便。 3、列物料衡算式，該體系有、列物料衡算式，該體系有3種組分

14、，可以列出種組分，可以列出3個(gè)獨(dú)立方程，所以能求出個(gè)獨(dú)立方程，所以能求出3個(gè)個(gè) 未知量。未知量。 基準(zhǔn)：基準(zhǔn)：100kg混合酸混合酸 總物料衡算式總物料衡算式 x + y + z=100 (1) H2SO4的衡算式的衡算式 0.57x + 0.93y=1000.6=60 (2) HNO3的衡算式的衡算式 0.23x + 0.90z=1000.27=27 (3) 解解(1)，(2)，(3)方程，得方程，得x=41.8kg 廢酸廢酸 y = 39kg 濃濃H2SO4 z = 19.2kg 濃濃HNO3 即由即由41.8kg廢酸、廢酸、39kg濃濃H2SO4和和19.2kg濃濃HNO3可以混合成可以

15、混合成100kg混合酸?；旌纤帷?根據(jù)水平衡，可以核對(duì)以上結(jié)果：根據(jù)水平衡，可以核對(duì)以上結(jié)果： 加入的水量加入的水量 = 41.8 0.2 + 39 0.07 + 19.2 0.10 = 13kg 混合后的酸，含混合后的酸，含13H2O，所以計(jì)算結(jié)果正確。所以計(jì)算結(jié)果正確。 以上物料衡算式，亦可以選總物料衡算式及以上物料衡算式，亦可以選總物料衡算式及H2SO4與與HNO3二個(gè)衡算式或二個(gè)衡算式或H2SO4、 HNO3和和H2O三個(gè)組分衡算式進(jìn)行計(jì)算，均可以求得上述結(jié)果。三個(gè)組分衡算式進(jìn)行計(jì)算，均可以求得上述結(jié)果。 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 有化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的物料衡

16、算有化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的物料衡算 有化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，物料中的組分比較復(fù)雜。因?yàn)?，工業(yè)上的有化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，物料中的組分比較復(fù)雜。因?yàn)?，工業(yè)上的 化學(xué)反應(yīng)，各反應(yīng)物的實(shí)示用量，并不等于化學(xué)反應(yīng)式中的理論量?；瘜W(xué)反應(yīng)，各反應(yīng)物的實(shí)示用量，并不等于化學(xué)反應(yīng)式中的理論量。 為了使所需的反應(yīng)順利進(jìn)行，或使其中較昂貴的又應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化，為了使所需的反應(yīng)順利進(jìn)行，或使其中較昂貴的又應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化， 常常使價(jià)格較低廉的一些反應(yīng)物用量過(guò)量。因此，使物料衡算比無(wú)常常使價(jià)格較低廉的一些反應(yīng)物用量過(guò)量。因此，使物料衡算比無(wú) 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的計(jì)算復(fù)雜，尤其是當(dāng)物料組成及化學(xué)反應(yīng)比較復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的計(jì)算復(fù)雜，尤其是當(dāng)物料組成及化學(xué)

17、反應(yīng)比較復(fù)雜 時(shí)，計(jì)算更應(yīng)注意。時(shí)，計(jì)算更應(yīng)注意。 一、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、選擇性及收率等概念一、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、選擇性及收率等概念 工業(yè)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，當(dāng)反應(yīng)原料的配比不按化學(xué)計(jì)量比時(shí)，限據(jù)反工業(yè)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，當(dāng)反應(yīng)原料的配比不按化學(xué)計(jì)量比時(shí)，限據(jù)反 應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)大小可稱(chēng)其為限制反應(yīng)物與過(guò)量反應(yīng)物。應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)大小可稱(chēng)其為限制反應(yīng)物與過(guò)量反應(yīng)物。 1、限制反應(yīng)物：化學(xué)反應(yīng)原料不按化學(xué)計(jì)量比配料時(shí)，其中以最小、限制反應(yīng)物：化學(xué)反應(yīng)原料不按化學(xué)計(jì)量比配料時(shí)，其中以最小 化學(xué)計(jì)量數(shù)存在的反應(yīng)物稱(chēng)為限制反應(yīng)物?；瘜W(xué)計(jì)量數(shù)存在的反應(yīng)物稱(chēng)為限制反應(yīng)物。 2、過(guò)量反應(yīng)物：不按化學(xué)計(jì)量比配料的原料中，某種反應(yīng)

18、物的量超、過(guò)量反應(yīng)物：不按化學(xué)計(jì)量比配料的原料中，某種反應(yīng)物的量超 過(guò)限制反應(yīng)物完全反應(yīng)所需的理論量，該反應(yīng)物稱(chēng)為過(guò)量反應(yīng)物。過(guò)限制反應(yīng)物完全反應(yīng)所需的理論量，該反應(yīng)物稱(chēng)為過(guò)量反應(yīng)物。 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 3、過(guò)量百分?jǐn)?shù)：過(guò)量反應(yīng)物超過(guò)限制反應(yīng)物所需理論量的部分占所、過(guò)量百分?jǐn)?shù)：過(guò)量反應(yīng)物超過(guò)限制反應(yīng)物所需理論量的部分占所 需理論量的百分?jǐn)?shù)。若以從表示過(guò)量反應(yīng)物的摩爾數(shù)，需理論量的百分?jǐn)?shù)。若以從表示過(guò)量反應(yīng)物的摩爾數(shù)，Nt表示與表示與 限制反應(yīng)物完全反應(yīng)所需的摩爾數(shù)，則過(guò)量百分?jǐn)?shù)即為限制反應(yīng)物完全反應(yīng)所需的摩爾數(shù)，則過(guò)量百分?jǐn)?shù)即為 4、轉(zhuǎn)化率（以、轉(zhuǎn)化率（

19、以x表示）：某一反應(yīng)物反應(yīng)掉的量占其輸入量的百分表示）：某一反應(yīng)物反應(yīng)掉的量占其輸入量的百分 數(shù)。若以數(shù)。若以NA1、NA2分別表示反應(yīng)物分別表示反應(yīng)物A輸入及輸出體系的摩爾數(shù)，輸入及輸出體系的摩爾數(shù)， 則反應(yīng)物則反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為 一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，由不同反應(yīng)物可計(jì)算得到不同的轉(zhuǎn)化率。因一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，由不同反應(yīng)物可計(jì)算得到不同的轉(zhuǎn)化率。因 此，應(yīng)用時(shí)必須指明某個(gè)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。若沒(méi)有指明時(shí)，則往此，應(yīng)用時(shí)必須指明某個(gè)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。若沒(méi)有指明時(shí)，則往 往是指限制反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。往是指限制反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。 過(guò)量100 t te N NN %100 1 21 A AA A N NN x 化

20、工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 5、選擇性（以、選擇性（以S表示）：反應(yīng)物反應(yīng)成目的產(chǎn)物所消耗的量占反應(yīng)表示）：反應(yīng)物反應(yīng)成目的產(chǎn)物所消耗的量占反應(yīng) 物反應(yīng)掉的量的百分?jǐn)?shù)。若反應(yīng)物為物反應(yīng)掉的量的百分?jǐn)?shù)。若反應(yīng)物為A，生成的目的產(chǎn)物為生成的目的產(chǎn)物為D， Nn表示生成的目的產(chǎn)物表示生成的目的產(chǎn)物D的摩爾數(shù)，。、的摩爾數(shù)，。、d分別為反應(yīng)物分別為反應(yīng)物d與目與目 的產(chǎn)物的產(chǎn)物D的化學(xué)計(jì)量系數(shù)，則選擇性為的化學(xué)計(jì)量系數(shù)，則選擇性為 式中式中NA1NA2為反應(yīng)物為反應(yīng)物A反應(yīng)掉的摩爾數(shù)。反應(yīng)掉的摩爾數(shù)。 轉(zhuǎn)化率與選擇性是反應(yīng)過(guò)程的兩個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)。轉(zhuǎn)化率與選擇性是反應(yīng)過(guò)程的兩

21、個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)。 6、收率（以、收率（以Y表示）：目的產(chǎn)物的量除以反應(yīng)物（通常指限制反應(yīng)表示）：目的產(chǎn)物的量除以反應(yīng)物（通常指限制反應(yīng) 物）輸入量，以百分?jǐn)?shù)表示。它可以用物質(zhì)的量（摩爾數(shù)）或質(zhì)物）輸入量，以百分?jǐn)?shù)表示。它可以用物質(zhì)的量（摩爾數(shù)）或質(zhì) 量進(jìn)行計(jì)算。若以摩爾數(shù)計(jì)算，考慮化學(xué)計(jì)量系數(shù)，則目的產(chǎn)物量進(jìn)行計(jì)算。若以摩爾數(shù)計(jì)算，考慮化學(xué)計(jì)量系數(shù)，則目的產(chǎn)物 D的收率為的收率為 轉(zhuǎn)化率、選擇性與收率三者之間的關(guān)系為轉(zhuǎn)化率、選擇性與收率三者之間的關(guān)系為Y = Sx %100 21 AA D NN d a N S %100 1 A D D N d a N Y 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科

22、學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 例：在催化劑作用下，甲醇籍空氣氧化可以制取甲醛。為保證甲醇例：在催化劑作用下，甲醇籍空氣氧化可以制取甲醛。為保證甲醇 有足夠的轉(zhuǎn)化率，在進(jìn)料中空氣過(guò)量有足夠的轉(zhuǎn)化率，在進(jìn)料中空氣過(guò)量50，甲醇轉(zhuǎn)化率可達(dá)，甲醇轉(zhuǎn)化率可達(dá)75。 是寫(xiě)出物料衡算表。是寫(xiě)出物料衡算表。 解：計(jì)算基準(zhǔn)：解：計(jì)算基準(zhǔn)：100kmol甲醇進(jìn)料甲醇進(jìn)料 CH3OHO2 惰性組分惰性組分 HCHOH2O CH3OH+0.5O2=HCHO+H2O 1.按化學(xué)計(jì)量式計(jì)算需求量kmolh100.050.0100.0100.0 2.過(guò)量50空氣，試劑量kmolh100.075.0282.1 3.對(duì)于甲醇轉(zhuǎn)化率75

23、時(shí) 轉(zhuǎn)化物質(zhì)， kmolh75.037.5 產(chǎn)生物質(zhì)， kmolh75.075.0 未轉(zhuǎn)化物質(zhì)， kmolh25.037.5282.1 4.總計(jì) kmolh 進(jìn)入氣體100.075.0282.1 引出氣體25.037.5282.175.075.0 引出氣體的組成分析， mol0.050.080.570.150.15 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 具有循環(huán)過(guò)程的物料衡算具有循環(huán)過(guò)程的物料衡算 在化工過(guò)程中，有一些具有循環(huán)、排放及旁路的過(guò)程，這類(lèi)過(guò)程在化工過(guò)程中，有一些具有循環(huán)、排放及旁路的過(guò)程，這類(lèi)過(guò)程 的物料衡算與以上介紹的方法相類(lèi)似，只是需要先根據(jù)已知的條件的物料

24、衡算與以上介紹的方法相類(lèi)似，只是需要先根據(jù)已知的條件 及所求的未知量選擇合適的衡算體系，列出物料衡算式再求解。如及所求的未知量選擇合適的衡算體系，列出物料衡算式再求解。如 果存在聯(lián)系組分，則可以利用聯(lián)系組分計(jì)算。果存在聯(lián)系組分，則可以利用聯(lián)系組分計(jì)算。 新鮮 原料 循環(huán)物料R 產(chǎn)品P 反應(yīng)器分離器 F MFRP 有循環(huán)過(guò)程的物料流程圖 進(jìn)反應(yīng)器的物料進(jìn)反應(yīng)器的物料MF是由新鮮原料與循環(huán)物料是由新鮮原料與循環(huán)物料R混合而成，從反混合而成，從反 應(yīng)器出來(lái)的產(chǎn)物應(yīng)器出來(lái)的產(chǎn)物RP經(jīng)分離器分成產(chǎn)品經(jīng)分離器分成產(chǎn)品P與循環(huán)物料與循環(huán)物料R。 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 有循

25、環(huán)的過(guò)程，轉(zhuǎn)化率常分為單程轉(zhuǎn)化率與總轉(zhuǎn)化率：有循環(huán)的過(guò)程，轉(zhuǎn)化率常分為單程轉(zhuǎn)化率與總轉(zhuǎn)化率： 式中式中 反應(yīng)物反應(yīng)物A輸入、輸出反應(yīng)器的摩爾數(shù)；輸入、輸出反應(yīng)器的摩爾數(shù)； 式中式中 反應(yīng)物反應(yīng)物A輸入、輸出過(guò)程的摩爾數(shù)；輸入、輸出過(guò)程的摩爾數(shù)； 所以，單程轉(zhuǎn)化率是以反應(yīng)器為體系，總轉(zhuǎn)化率是以整個(gè)過(guò)所以，單程轉(zhuǎn)化率是以反應(yīng)器為體系，總轉(zhuǎn)化率是以整個(gè)過(guò) 程為體系。程為體系。 %100 MF A RP A MF A N NN 單程轉(zhuǎn)化率 %100 F A S A F A N NN 總轉(zhuǎn)化率 S A F A NN 、 S A F A NN 、 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校

26、循環(huán)過(guò)程在穩(wěn)定狀態(tài)下操作時(shí)，物料的質(zhì)量既不積累也循環(huán)過(guò)程在穩(wěn)定狀態(tài)下操作時(shí)，物料的質(zhì)量既不積累也 不消失，各流股的組分恒定。但是，如果原料中含有不不消失，各流股的組分恒定。但是，如果原料中含有不 反應(yīng)的雜質(zhì)或惰性物質(zhì)，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的循環(huán)會(huì)使其濃度逐反應(yīng)的雜質(zhì)或惰性物質(zhì)，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的循環(huán)會(huì)使其濃度逐 漸增加，因此就必須把一部分循環(huán)物料不斷地排放掉，漸增加，因此就必須把一部分循環(huán)物料不斷地排放掉， 以維持進(jìn)料中雜質(zhì)的含量不再增大。以維持進(jìn)料中雜質(zhì)的含量不再增大。 通常對(duì)有循環(huán)過(guò)程的物料衡算，若已知總轉(zhuǎn)化率，通常對(duì)有循環(huán)過(guò)程的物料衡算，若已知總轉(zhuǎn)化率， 可以先做總物料衡算；若已知單程轉(zhuǎn)化率，則可以先從可以

27、先做總物料衡算；若已知單程轉(zhuǎn)化率，則可以先從 反應(yīng)器衡算做起。反應(yīng)器衡算做起。 例題：書(shū)例題：書(shū)3131頁(yè)頁(yè) 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 例：乙烯直接水合制乙醇過(guò)程的物料衡算例：乙烯直接水合制乙醇過(guò)程的物料衡算 乙烯直接水合制乙醇流程示意圖乙烯直接水合制乙醇流程示意圖 混混 合合 器器 反反 應(yīng)應(yīng) 器器 洗洗 滌滌 塔塔 常常 壓壓 分分 離離 器器 原料乙烯原料乙烯 F 水蒸氣水蒸氣 FF RC 乙烯乙烯WE RP 粗乙醇粗乙醇 水水 MF 放空放空 W W C RE SP 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 第二節(jié)第二節(jié) 熱量衡算熱量衡算

28、 一、概述一、概述 熱量衡算是基于能量守恒定律，即凡是引入操作的熱量衡算是基于能量守恒定律，即凡是引入操作的 能量必等于操作后輸出的能量。能量必等于操作后輸出的能量。 在化工生產(chǎn)中，能量的消耗是一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)在化工生產(chǎn)中，能量的消耗是一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì) 指標(biāo)，它是衡量工藝過(guò)程、設(shè)備設(shè)計(jì)、操作制度是否指標(biāo)，它是衡量工藝過(guò)程、設(shè)備設(shè)計(jì)、操作制度是否 先進(jìn)合理的主要指標(biāo)之一。先進(jìn)合理的主要指標(biāo)之一。 同時(shí)，在化工廠中，能量消耗費(fèi)用是產(chǎn)品的主要成同時(shí)，在化工廠中，能量消耗費(fèi)用是產(chǎn)品的主要成 本之一，合理地利用能量可降低成本。因此在化工工本之一，合理地利用能量可降低成本。因此在化工工 藝設(shè)計(jì)中，熱量

29、衡算是化工計(jì)算中的一項(xiàng)主要內(nèi)容。藝設(shè)計(jì)中，熱量衡算是化工計(jì)算中的一項(xiàng)主要內(nèi)容。 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 熱量衡算的目的和任務(wù)熱量衡算的目的和任務(wù) 1.確定各單元過(guò)程所需熱量或冷量以及傳熱速率，為確定各單元過(guò)程所需熱量或冷量以及傳熱速率，為 諸如供汽、供水、供冷等提供設(shè)計(jì)依據(jù)，進(jìn)而求出傳諸如供汽、供水、供冷等提供設(shè)計(jì)依據(jù)，進(jìn)而求出傳 熱面積。熱面積。 2.分析設(shè)計(jì)中和操作中熱量利用是否經(jīng)濟(jì)合理，以提分析設(shè)計(jì)中和操作中熱量利用是否經(jīng)濟(jì)合理，以提 高熱量的綜合利用水平。高熱量的綜合利用水平。 熱量衡算分兩類(lèi)：熱量衡算分兩類(lèi)： 1.單元設(shè)備的熱量衡算；單元設(shè)備的熱量衡

30、算； 2.車(chē)間甚至全廠的全面熱量衡算，稱(chēng)為能量衡算或系車(chē)間甚至全廠的全面熱量衡算，稱(chēng)為能量衡算或系 統(tǒng)熱量衡算。統(tǒng)熱量衡算。 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 二、單元設(shè)備熱量衡算二、單元設(shè)備熱量衡算 通過(guò)對(duì)單元設(shè)備的熱量衡算，可求出設(shè)備的有效熱通過(guò)對(duì)單元設(shè)備的熱量衡算，可求出設(shè)備的有效熱 負(fù)荷，進(jìn)而確定加熱基或冷卻劑的用量，以及設(shè)備的傳負(fù)荷，進(jìn)而確定加熱基或冷卻劑的用量，以及設(shè)備的傳 熱面積。熱面積。 1.衡算步驟衡算步驟 （1）繪制設(shè)備的熱平衡圖）繪制設(shè)備的熱平衡圖 （2）收集相關(guān)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)）收集相關(guān)的熱力學(xué)數(shù)據(jù) （3）選擇計(jì)算基準(zhǔn)和熱力學(xué)函數(shù)的基準(zhǔn)態(tài)）選擇計(jì)算基

31、準(zhǔn)和熱力學(xué)函數(shù)的基準(zhǔn)態(tài) （4）列出熱量平衡方程式）列出熱量平衡方程式 （5）計(jì)算各種形式熱量的值，不可遺漏）計(jì)算各種形式熱量的值，不可遺漏 （6）列熱量平衡表）列熱量平衡表 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 2.熱量平衡方程式熱量平衡方程式 進(jìn)入系統(tǒng)的熱量與離開(kāi)系統(tǒng)的熱量是平衡的，則系統(tǒng)的進(jìn)入系統(tǒng)的熱量與離開(kāi)系統(tǒng)的熱量是平衡的，則系統(tǒng)的 熱量平衡可以表示為：熱量平衡可以表示為： Q Q1 1+Q+Q2 2+Q+Q3 3Q Q4 4+Q+Q5 5+Q+Q6 6+Q+Q7 7 Q Q1 1： ：物料帶入系統(tǒng)的熱量 物料帶入系統(tǒng)的熱量 Q Q2 2： ：由傳熱介質(zhì)傳入或移出的

32、熱量 由傳熱介質(zhì)傳入或移出的熱量 Q Q3 3： ：過(guò)程熱效應(yīng) 過(guò)程熱效應(yīng) Q Q4 4： ：離開(kāi)系統(tǒng)物料帶出的熱量 離開(kāi)系統(tǒng)物料帶出的熱量 Q Q5 5： ：消耗于加熱設(shè)備的熱量 消耗于加熱設(shè)備的熱量 Q Q6 6： ：設(shè)備向四周散失的熱量，即熱損失 設(shè)備向四周散失的熱量，即熱損失 Q Q7 7： ：揮發(fā)氣體從設(shè)備中帶出的熱量 揮發(fā)氣體從設(shè)備中帶出的熱量 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 3.各種熱量的計(jì)算各種熱量的計(jì)算 （2） Q Q3 3的計(jì)算的計(jì)算 3 Q =W I I 反應(yīng)熱、溶解熱、結(jié)晶熱等反應(yīng)熱、溶解熱、結(jié)晶熱等 kJ/kg 包括所有物理變化熱和化學(xué)反應(yīng)熱

33、。包括所有物理變化熱和化學(xué)反應(yīng)熱。 （3） Q Q5 5的計(jì)算的計(jì)算 5ii21 Q=GC p(t - t ) Gi ： ：設(shè)備各零部件的質(zhì)量， 設(shè)備各零部件的質(zhì)量，kg Cpi： ：各零部件的比熱容， 各零部件的比熱容， kJkg-1-1 T1 、t2 ：設(shè)備各零部件加熱前后的溫度設(shè)備各零部件加熱前后的溫度 Q=W Cpt 需考慮是否有相變需考慮是否有相變 （1） Q Q1 1和和Q Q4 4的計(jì)的計(jì) 算算 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 （4）Q Q6 6的計(jì)算的計(jì)算 6 Q =At A散熱面積散熱面積 m2 傳熱系數(shù)傳熱系數(shù) kJm-2h-1-1 t t溫差溫差

34、 化工過(guò)程持續(xù)的時(shí)間化工過(guò)程持續(xù)的時(shí)間 h （5）Q Q7 7的計(jì)算的計(jì)算 7 Q =W(Cptr) W氣體物料質(zhì)量氣體物料質(zhì)量 kg Cp液態(tài)物料平均比熱容液態(tài)物料平均比熱容 kJkg-1-1 t t蒸發(fā)溫度與基準(zhǔn)溫度的溫差蒸發(fā)溫度與基準(zhǔn)溫度的溫差 r r物料的蒸發(fā)熱物料的蒸發(fā)熱 kJ/kg （6）Q Q2 2 Q Q2 2即需通過(guò)計(jì)算求取的未知數(shù)，計(jì)算出即需通過(guò)計(jì)算求取的未知數(shù)，計(jì)算出Q Q2 2不僅可知道系統(tǒng)需加不僅可知道系統(tǒng)需加 熱還是冷卻，并可進(jìn)一步求出所需加熱劑或冷卻劑的用量以及所需熱還是冷卻，并可進(jìn)一步求出所需加熱劑或冷卻劑的用量以及所需 傳熱面積。傳熱面積。 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)

35、計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 4.熱量計(jì)算時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題熱量計(jì)算時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 （1）首先應(yīng)根據(jù)物料的走向和變化，詳細(xì)分析熱量間的關(guān)系；）首先應(yīng)根據(jù)物料的走向和變化，詳細(xì)分析熱量間的關(guān)系； （2）有分清各種形式的熱量，收集的收據(jù)要注意其應(yīng)用的條件；）有分清各種形式的熱量，收集的收據(jù)要注意其應(yīng)用的條件； （3）間歇操作設(shè)備常用）間歇操作設(shè)備常用kJ臺(tái)臺(tái)或或kJ周期周期為計(jì)算基準(zhǔn)，并且應(yīng)注為計(jì)算基準(zhǔn)，并且應(yīng)注 意其熱負(fù)荷會(huì)隨時(shí)間而變化，要用不均衡系數(shù)進(jìn)行換算。意其熱負(fù)荷會(huì)隨時(shí)間而變化，要用不均衡系數(shù)進(jìn)行換算。 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 三、系統(tǒng)熱量平衡關(guān)系

36、三、系統(tǒng)熱量平衡關(guān)系 系統(tǒng)熱量平衡的計(jì)算方法與前面基本相同。系統(tǒng)熱量平衡的計(jì)算方法與前面基本相同。 其作用是將車(chē)間或工廠的各單元設(shè)備的熱量衡算聯(lián)系起來(lái)，以其作用是將車(chē)間或工廠的各單元設(shè)備的熱量衡算聯(lián)系起來(lái)，以 充分利用過(guò)程中的熱量，并核實(shí)原設(shè)計(jì)是否符合工藝過(guò)程的要求；充分利用過(guò)程中的熱量，并核實(shí)原設(shè)計(jì)是否符合工藝過(guò)程的要求； 另外，還可借此計(jì)算能量的綜合利用效率，考察能量回收方案是否另外，還可借此計(jì)算能量的綜合利用效率，考察能量回收方案是否 經(jīng)濟(jì)合理。經(jīng)濟(jì)合理。 四、能量消耗綜合表四、能量消耗綜合表 通過(guò)熱量衡算，求得各臺(tái)設(shè)備加熱基或冷卻劑的用量，進(jìn)而降通過(guò)熱量衡算，求得各臺(tái)設(shè)備加熱基或冷卻劑

37、的用量，進(jìn)而降 水、汽、電、燃料等的用量進(jìn)行匯總，可求出單位產(chǎn)品的動(dòng)力消耗水、汽、電、燃料等的用量進(jìn)行匯總，可求出單位產(chǎn)品的動(dòng)力消耗 定額，以及單位時(shí)間的消耗量等。最后匯總到動(dòng)力消耗綜合表。定額，以及單位時(shí)間的消耗量等。最后匯總到動(dòng)力消耗綜合表。 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 第三節(jié)第三節(jié) 典型設(shè)備工藝設(shè)計(jì)與選型典型設(shè)備工藝設(shè)計(jì)與選型 一、化工設(shè)備的分類(lèi)與設(shè)計(jì)選型的基本要求一、化工設(shè)備的分類(lèi)與設(shè)計(jì)選型的基本要求 （一）分類(lèi)（一）分類(lèi) 1.按用途分類(lèi)按用途分類(lèi) 化化 工工 設(shè)設(shè) 備備 主體主體 設(shè)備設(shè)備 輔助輔

38、助 設(shè)備設(shè)備 反應(yīng)設(shè)備反應(yīng)設(shè)備 如反應(yīng)釜、合成塔如反應(yīng)釜、合成塔 傳質(zhì)設(shè)備傳質(zhì)設(shè)備 如精餾塔、吸收塔、干燥器如精餾塔、吸收塔、干燥器 傳熱設(shè)備傳熱設(shè)備 如蒸發(fā)器、換熱器如蒸發(fā)器、換熱器 分離設(shè)備分離設(shè)備 如過(guò)濾機(jī)、集塵器、離心機(jī)、篩分設(shè)備如過(guò)濾機(jī)、集塵器、離心機(jī)、篩分設(shè)備 流體輸送流體輸送 如泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、真空泵如泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、真空泵 備料設(shè)備備料設(shè)備 如粉碎機(jī)、混合機(jī)、制團(tuán)、造粒機(jī)如粉碎機(jī)、混合機(jī)、制團(tuán)、造粒機(jī) 存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)設(shè)備 如儲(chǔ)槽、儲(chǔ)罐、球罐如儲(chǔ)槽、儲(chǔ)罐、球罐 起重運(yùn)輸起重運(yùn)輸 如行車(chē)、皮帶輸送機(jī)、提升機(jī)如行車(chē)、皮帶輸送機(jī)、提升機(jī) 電力設(shè)備電力設(shè)備 如發(fā)電機(jī)、變壓器、變頻器如發(fā)

39、電機(jī)、變壓器、變頻器 動(dòng)力設(shè)備動(dòng)力設(shè)備 如電動(dòng)機(jī)、鍋爐如電動(dòng)機(jī)、鍋爐 熱能設(shè)備熱能設(shè)備 如熱風(fēng)爐如熱風(fēng)爐 制冷設(shè)備制冷設(shè)備 如冷凍機(jī)如冷凍機(jī) 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 2.按標(biāo)準(zhǔn)化的情況分類(lèi)按標(biāo)準(zhǔn)化的情況分類(lèi) 定型（標(biāo)準(zhǔn)）設(shè)備定型（標(biāo)準(zhǔn)）設(shè)備 非定型（非標(biāo)準(zhǔn)）設(shè)備非定型（非標(biāo)準(zhǔn)）設(shè)備 設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)盡量選用定型設(shè)備；設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)盡量選用定型設(shè)備；在設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備時(shí)，也應(yīng)在設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備時(shí)，也應(yīng) 盡量采用已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的圖紙。盡量采用已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的圖紙。 是成批成系列生產(chǎn)的設(shè)備，可以現(xiàn)成買(mǎi)到標(biāo)準(zhǔn)是成批成系列生產(chǎn)的設(shè)備，可以現(xiàn)成買(mǎi)到標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)備有產(chǎn)品目錄或樣本手冊(cè)，有各種規(guī)格

40、牌號(hào)，設(shè)備有產(chǎn)品目錄或樣本手冊(cè)，有各種規(guī)格牌號(hào)， 有不同生產(chǎn)廠家。工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)工藝有不同生產(chǎn)廠家。工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)工藝 要求，計(jì)算并選擇某種型號(hào)，以便訂貨。要求，計(jì)算并選擇某種型號(hào)，以便訂貨。 非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備工藝設(shè)計(jì)就是根據(jù)工藝要求，非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備工藝設(shè)計(jì)就是根據(jù)工藝要求， 通過(guò)工藝計(jì)算，提出型式、材料、尺寸通過(guò)工藝計(jì)算，提出型式、材料、尺寸 和其他一些要求。再由化工設(shè)備專(zhuān)業(yè)進(jìn)和其他一些要求。再由化工設(shè)備專(zhuān)業(yè)進(jìn) 行機(jī)械設(shè)計(jì)，由有關(guān)工廠制造。行機(jī)械設(shè)計(jì)，由有關(guān)工廠制造。 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 （二）（二）選型和工藝設(shè)計(jì)的原則和選型和工藝設(shè)計(jì)的原則和基本要求

41、基本要求 1.選擇的原則選擇的原則 (1)(1)合理性合理性 即設(shè)備必須滿足工藝一般要求，設(shè)備與工藝流程、生產(chǎn)規(guī)即設(shè)備必須滿足工藝一般要求，設(shè)備與工藝流程、生產(chǎn)規(guī) 模、工藝操作條件、工藝控制水平相適應(yīng)，又能充分發(fā)揮設(shè)備的能模、工藝操作條件、工藝控制水平相適應(yīng)，又能充分發(fā)揮設(shè)備的能 力。力。 (2)(2)先進(jìn)性先進(jìn)性 要求設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性、自控水平、生產(chǎn)能力、轉(zhuǎn)化率、要求設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性、自控水平、生產(chǎn)能力、轉(zhuǎn)化率、 收率、效率要盡可能達(dá)到先進(jìn)水平。收率、效率要盡可能達(dá)到先進(jìn)水平。 (3)(3)安全性安全性 要求安全可靠、操作穩(wěn)定、彈性好、無(wú)事故隱患。對(duì)工藝要求安全可靠、操作穩(wěn)定、彈性好、無(wú)事故

42、隱患。對(duì)工藝 和建筑、地基、廠房等無(wú)苛刻要求；工人在操作時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度小，和建筑、地基、廠房等無(wú)苛刻要求；工人在操作時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度小， 盡量避免高溫高壓高空作業(yè)，盡量不用有毒有害的設(shè)備附件附料。盡量避免高溫高壓高空作業(yè)，盡量不用有毒有害的設(shè)備附件附料。 (4)(4)經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性 設(shè)備投資省，易于加工、維修、更新，沒(méi)有特殊的維護(hù)要設(shè)備投資省，易于加工、維修、更新，沒(méi)有特殊的維護(hù)要 求，運(yùn)行費(fèi)用減少。引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，亦應(yīng)反復(fù)對(duì)比報(bào)價(jià)，考察設(shè)備求，運(yùn)行費(fèi)用減少。引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，亦應(yīng)反復(fù)對(duì)比報(bào)價(jià)，考察設(shè)備 性能，考慮是否易于被國(guó)內(nèi)消化吸收和改進(jìn)利用，避免盲目性。性能，考慮是否易于被國(guó)內(nèi)消化吸收和改進(jìn)利用，避免

43、盲目性。 化工設(shè)計(jì)概論化工設(shè)計(jì)概論鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校鎮(zhèn)江高等專(zhuān)科學(xué)校 2.基本要求基本要求 （1 1）滿足工藝要求）滿足工藝要求 保證產(chǎn)品質(zhì)量、達(dá)到產(chǎn)量要求、有合理的工藝指標(biāo)檢測(cè)及控制系保證產(chǎn)品質(zhì)量、達(dá)到產(chǎn)量要求、有合理的工藝指標(biāo)檢測(cè)及控制系 統(tǒng)、操作方便可靠、另外，關(guān)鍵設(shè)備需進(jìn)行細(xì)致的考察。統(tǒng)、操作方便可靠、另外，關(guān)鍵設(shè)備需進(jìn)行細(xì)致的考察。 （2 2）設(shè)備結(jié)構(gòu)上的要求）設(shè)備結(jié)構(gòu)上的要求 合理的強(qiáng)度、足夠的剛度、良好的耐蝕性、可靠的密封性。合理的強(qiáng)度、足夠的剛度、良好的耐蝕性、可靠的密封性。 （3 3）技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)）技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 生產(chǎn)強(qiáng)度、消耗指標(biāo)、價(jià)格、管理費(fèi)用生產(chǎn)強(qiáng)度、消耗指標(biāo)、價(jià)格、管理費(fèi)用 3.選擇設(shè)備的具體任務(wù)選擇設(shè)備的具體任務(wù) （1 1）根據(jù)工藝要求，提出具體的規(guī)格型號(hào)；）根據(jù)工藝要求，提出具體的規(guī)格型號(hào)； （2 2）全車(chē)間乃至全廠的設(shè)備能力平衡統(tǒng)計(jì)；）全車(chē)間乃至全廠的設(shè)備能力平衡統(tǒng)計(jì)； （3 3）編制設(shè)備一覽表；）編制設(shè)備一覽表； （4 4）提供平立面布置和配管等施工圖設(shè)計(jì)的詳細(xì)資料。）提供平立面布置和配管等施工圖設(shè)計(jì)的詳細(xì)資料。 化工設(shè)計(jì)概論化