化工靜設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)

1、機(jī)械維修公司機(jī)械維修公司20152015年年0808月月日日目目錄錄一、化工生產(chǎn)及特點(diǎn)一、化工生產(chǎn)及特點(diǎn) 化工生產(chǎn)與每個(gè)公民的生活息息相關(guān)，大到國(guó)防、航天、火箭，化工生產(chǎn)與每個(gè)公民的生活息息相關(guān)，大到國(guó)防、航天、火箭，小到涉及到每一個(gè)人的衣、食、住、行等等。在當(dāng)今的信息化時(shí)小到涉及到每一個(gè)人的衣、食、住、行等等。在當(dāng)今的信息化時(shí)代，化工生產(chǎn)任在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有很大的比例。可以說(shuō)，化工生代，化工生產(chǎn)任在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有很大的比例。可以說(shuō)，化工生產(chǎn)的水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的表現(xiàn)?；どa(chǎn)尤其產(chǎn)的水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的表現(xiàn)?；どa(chǎn)尤其重要，其本身又具有其以下特點(diǎn)：重要，其本身又具

2、有其以下特點(diǎn)：u生產(chǎn)的連續(xù)性很強(qiáng)生產(chǎn)的連續(xù)性很強(qiáng)u介質(zhì)的腐蝕性強(qiáng)、設(shè)備維護(hù)難度大介質(zhì)的腐蝕性強(qiáng)、設(shè)備維護(hù)難度大u原料品種多、大多是危險(xiǎn)化學(xué)品原料品種多、大多是危險(xiǎn)化學(xué)品u工藝條件苛刻、溫度和壓力的變化大工藝條件苛刻、溫度和壓力的變化大u單元操作多，設(shè)備種類(lèi)復(fù)雜單元操作多，設(shè)備種類(lèi)復(fù)雜u生產(chǎn)技術(shù)含量高、管理難度大生產(chǎn)技術(shù)含量高、管理難度大二、化工設(shè)備的概念二、化工設(shè)備的概念u 化工設(shè)備化工設(shè)備 指指主要主要作用部件是靜止的或者只有很少運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，作用部件是靜止的或者只有很少運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，如各種容器（槽、罐等）、反應(yīng)釜、換熱器、塔器、普如各種容器（槽、罐等）、反應(yīng)釜、換熱器、塔器、普通干燥器、蒸發(fā)器

3、，反應(yīng)爐、電解槽、結(jié)晶設(shè)備、吸附通干燥器、蒸發(fā)器，反應(yīng)爐、電解槽、結(jié)晶設(shè)備、吸附設(shè)備、普通分離設(shè)備以及離子交換設(shè)備等，又稱(chēng)設(shè)備、普通分離設(shè)備以及離子交換設(shè)備等，又稱(chēng)“靜設(shè)靜設(shè)備備”。u化工機(jī)器（化工機(jī)械）化工機(jī)器（化工機(jī)械） 指主要作用部件為運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，如各種粉碎機(jī)，過(guò)指主要作用部件為運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，如各種粉碎機(jī)，過(guò)濾機(jī)，離心分離機(jī)、旋轉(zhuǎn)窯、攪拌機(jī)、旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)以及濾機(jī)，離心分離機(jī)、旋轉(zhuǎn)窯、攪拌機(jī)、旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)以及流體輸送機(jī)械等，又稱(chēng)流體輸送機(jī)械等，又稱(chēng)“動(dòng)設(shè)備動(dòng)設(shè)備”?；せぴO(shè)備設(shè)備1.1.各種物料泵各種物料泵 2.2.各種風(fēng)機(jī)各種風(fēng)機(jī)3.3.各種空壓機(jī)各種空壓機(jī) 4.4.各種冷凍機(jī)各種冷凍機(jī) 5

4、.5.各種真空泵各種真空泵動(dòng)設(shè)備動(dòng)設(shè)備靜設(shè)備靜設(shè)備1 1、常壓容器、常壓容器2 2、壓力容器、壓力容器三、壓力容器及分類(lèi)三、壓力容器及分類(lèi) 壓力壓力容器容器一般是指在工業(yè)生產(chǎn)中用來(lái)完成一般是指在工業(yè)生產(chǎn)中用來(lái)完成反應(yīng)、傳熱、傳質(zhì)、反應(yīng)、傳熱、傳質(zhì)、分離、貯存分離、貯存等工藝過(guò)程，并等工藝過(guò)程，并承受承受0.1MPa0.1MPa表壓以上壓力表壓以上壓力的密閉容的密閉容器。器。特種設(shè)備安全監(jiān)察條例特種設(shè)備安全監(jiān)察條例中明確指出壓力容器的定義為：中明確指出壓力容器的定義為：壓力容器，是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)壓力容器，是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備，備，其范圍規(guī)定為最高

5、工作壓力大于或者其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于等于0.1MPa0.1MPa（表壓）表壓），且壓力與容積的乘積大于或者且壓力與容積的乘積大于或者等于等于2.5MPaL2.5MPaL的的氣體、液化氣體氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體的固定式容器和和最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體的固定式容器和移動(dòng)式容器；移動(dòng)式容器；盛裝公稱(chēng)工作壓力大于或者盛裝公稱(chēng)工作壓力大于或者等于等于0.2MPa0.2MPa（表壓），表壓），且壓力與容積的乘積大于或者且壓力與容積的乘積大于或者等于等于1.0MPaL1.0MPaL的的氣體、液化氣體氣體、液化氣體和標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)等于或者和標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)等于或

6、者低于低于6060液體的氣瓶；氧艙等。液體的氣瓶；氧艙等。 、壓力容器的定義、壓力容器的定義II.壓力容器的基本組成 壓力容器主要由壓力容器主要由筒體、封頭、密封裝置、開(kāi)孔接筒體、封頭、密封裝置、開(kāi)孔接管、支座管、支座及及安全附件安全附件這六大部件即構(gòu)成了一臺(tái)壓力這六大部件即構(gòu)成了一臺(tái)壓力容器的外殼。對(duì)于儲(chǔ)存用的容器，這一外殼即為容容器的外殼。對(duì)于儲(chǔ)存用的容器，這一外殼即為容器本身；對(duì)于用于化學(xué)反應(yīng)、傳熱、分離等工藝過(guò)器本身；對(duì)于用于化學(xué)反應(yīng)、傳熱、分離等工藝過(guò)程的容器，則須在外殼內(nèi)裝入工藝所要求的內(nèi)件，程的容器，則須在外殼內(nèi)裝入工藝所要求的內(nèi)件，才能構(gòu)成一個(gè)完整的產(chǎn)品。才能構(gòu)成一個(gè)完整的產(chǎn)品

7、。 介質(zhì)危害性指介質(zhì)的毒性、易燃性、腐蝕性、氧化性等，介質(zhì)危害性指介質(zhì)的毒性、易燃性、腐蝕性、氧化性等，其中影響壓力容器分類(lèi)的主要是毒性和易燃性。其中影響壓力容器分類(lèi)的主要是毒性和易燃性。A A、毒性、毒性B B、易燃性、易燃性 可燃?xì)怏w或蒸汽與空氣的混合物遇著明火能夠發(fā)生爆炸可燃?xì)怏w或蒸汽與空氣的混合物遇著明火能夠發(fā)生爆炸的濃度范圍稱(chēng)爆炸濃度極限，爆炸時(shí)的最低濃度稱(chēng)為爆炸下的濃度范圍稱(chēng)爆炸濃度極限，爆炸時(shí)的最低濃度稱(chēng)為爆炸下限，最高濃度稱(chēng)為爆炸上限，爆炸極限一般用可燃?xì)怏w或蒸限，最高濃度稱(chēng)為爆炸上限，爆炸極限一般用可燃?xì)怏w或蒸汽在混合物中的體積分?jǐn)?shù)表示。爆炸下限小于汽在混合物中的體積分?jǐn)?shù)表示

8、。爆炸下限小于10%10%，或爆炸上，或爆炸上限和下限之差值大于等于限和下限之差值大于等于20%20%的介質(zhì)，一般稱(chēng)為易燃介質(zhì)。的介質(zhì)，一般稱(chēng)為易燃介質(zhì)。 按按壓力等級(jí)分類(lèi)壓力等級(jí)分類(lèi) 按承壓方式可分為內(nèi)壓容器與外壓容器。內(nèi)壓容器又按承壓方式可分為內(nèi)壓容器與外壓容器。內(nèi)壓容器又可按設(shè)計(jì)壓力分為可按設(shè)計(jì)壓力分為四個(gè)等級(jí)四個(gè)等級(jí)： 按容器在生產(chǎn)中的作用分類(lèi)按容器在生產(chǎn)中的作用分類(lèi) 按根據(jù)壓力容器在生產(chǎn)工藝過(guò)程中的作用，可分為按根據(jù)壓力容器在生產(chǎn)工藝過(guò)程中的作用，可分為反反應(yīng)壓力容器、換熱壓力容器、分離壓力容器、儲(chǔ)存壓力容應(yīng)壓力容器、換熱壓力容器、分離壓力容器、儲(chǔ)存壓力容器器4 4種。種。按安裝方式

9、分類(lèi)按安裝方式分類(lèi)u固定式壓力容器；固定式壓力容器；u移動(dòng)式壓力容器。移動(dòng)式壓力容器。移動(dòng)式壓力容器移動(dòng)式壓力容器按安全技術(shù)管理分類(lèi)按安全技術(shù)管理分類(lèi) TSG R0004-2009TSG R0004-2009固定式壓力容器安全技術(shù)固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察監(jiān)察規(guī)程規(guī)程根據(jù)介質(zhì)、設(shè)計(jì)壓力和容積三個(gè)因素根據(jù)介質(zhì)、設(shè)計(jì)壓力和容積三個(gè)因素進(jìn)行壓力容器分類(lèi)，共分三類(lèi)壓力容器。進(jìn)行壓力容器分類(lèi)，共分三類(lèi)壓力容器。(1)(1)第一組介質(zhì)：毒性程度為極度危害、高度危第一組介質(zhì)：毒性程度為極度危害、高度危害的化學(xué)介質(zhì)，易爆介質(zhì)，液化氣體。害的化學(xué)介質(zhì)，易爆介質(zhì)，液化氣體。 (2)(2)第二組介質(zhì)：除第一組以外的

10、介質(zhì)第二組介質(zhì)：除第一組以外的介質(zhì)。a a、對(duì)于、對(duì)于第一組介質(zhì)，壓力容器的分類(lèi)見(jiàn)圖第一組介質(zhì)，壓力容器的分類(lèi)見(jiàn)圖A-1A-1； b b、對(duì)于、對(duì)于第二組介質(zhì)，壓力容器的分類(lèi)見(jiàn)圖第二組介質(zhì)，壓力容器的分類(lèi)見(jiàn)圖A-2A-2。圖圖A-1 A-1 壓力容器類(lèi)別劃分圖壓力容器類(lèi)別劃分圖第二組介質(zhì)第二組介質(zhì)四、反應(yīng)設(shè)備四、反應(yīng)設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備概述、反應(yīng)設(shè)備概述 在在器內(nèi)實(shí)現(xiàn)一個(gè)或幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)，并使反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)一個(gè)或幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)，并使反應(yīng)物通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榉磻?yīng)產(chǎn)物的物通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榉磻?yīng)產(chǎn)物的設(shè)備，稱(chēng)為反設(shè)備，稱(chēng)為反應(yīng)設(shè)備。應(yīng)設(shè)備。原原 料料前處理前處理化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)后處理后處理產(chǎn)產(chǎn) 品品排排 污污排

11、排 氣氣循循 環(huán)環(huán)化工生產(chǎn)的典型流程化工生產(chǎn)的典型流程、反應(yīng)器分類(lèi)、反應(yīng)器分類(lèi)a)按聚集狀態(tài)分類(lèi)按聚集狀態(tài)分類(lèi)反應(yīng)器反應(yīng)器均相均相非均相非均相氣相反應(yīng)器：石油烴裂解的管式爐就是氣相反氣相反應(yīng)器：石油烴裂解的管式爐就是氣相反應(yīng)器應(yīng)器液相反應(yīng)器：如生產(chǎn)乙酸乙酯的設(shè)備就是液相反液相反應(yīng)器：如生產(chǎn)乙酸乙酯的設(shè)備就是液相反應(yīng)器應(yīng)器氣氣液：苯烴化制乙苯是采用氣液：苯烴化制乙苯是采用氣液相反應(yīng)器液相反應(yīng)器氣氣固：乙烯直接氧化制環(huán)氧乙烷是采用氣固：乙烯直接氧化制環(huán)氧乙烷是采用氣固相反應(yīng)器固相反應(yīng)器液液液液液液固固氣氣液液固固槽形（釜式）槽形（釜式）固定床固定床反應(yīng)器反應(yīng)器 管管式式流化床流化床 塔式塔式b)按

12、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)按反應(yīng)器結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)移動(dòng)床移動(dòng)床釜式攪拌反應(yīng)器 槽形（釜式）反應(yīng)器槽形（釜式）反應(yīng)器：主要用于液相均相、液相非均相或：主要用于液相均相、液相非均相或氣液相反應(yīng)?？砷g歇操作，也可連續(xù)操作。由殼體、攪拌氣液相反應(yīng)。可間歇操作，也可連續(xù)操作。由殼體、攪拌器和換熱裝置等組成。器和換熱裝置等組成。 塔式反應(yīng)器塔式反應(yīng)器：指高徑比較大的反應(yīng)設(shè)備。廣泛用于氣液：指高徑比較大的反應(yīng)設(shè)備。廣泛用于氣液相反應(yīng)、液液相反應(yīng)。相反應(yīng)、液液相反應(yīng)。 管式反應(yīng)器管式反應(yīng)器：用于氣相或液相連續(xù)反應(yīng)，由于管子能承受：用于氣相或液相連續(xù)反應(yīng)，由于管子能承受較高的壓力，用于加壓下的反應(yīng)尤為適合。較高的壓力，用于

13、加壓下的反應(yīng)尤為適合。 固定床反應(yīng)器固定床反應(yīng)器：流體通過(guò)靜態(tài)催化劑顆粒進(jìn)行反應(yīng)的反應(yīng)：流體通過(guò)靜態(tài)催化劑顆粒進(jìn)行反應(yīng)的反應(yīng)器，多用于氣固相反應(yīng)，一般固體為催化劑，氣體為反器，多用于氣固相反應(yīng)，一般固體為催化劑，氣體為反應(yīng)物料。應(yīng)物料。 流化床反應(yīng)器流化床反應(yīng)器：固體在反應(yīng)器內(nèi)呈流化狀態(tài)。主要用于氣：固體在反應(yīng)器內(nèi)呈流化狀態(tài)。主要用于氣固相催化反應(yīng)。固相催化反應(yīng)。 移動(dòng)床反應(yīng)器移動(dòng)床反應(yīng)器：固體顆粒自反應(yīng)器頂部連續(xù)加入，自上而固體顆粒自反應(yīng)器頂部連續(xù)加入，自上而下移動(dòng)，由底部卸出，反應(yīng)流體與顆粒成逆流接觸。下移動(dòng)，由底部卸出，反應(yīng)流體與顆粒成逆流接觸。、機(jī)械、機(jī)械攪拌式攪拌式反應(yīng)器反應(yīng)器 攪拌

14、攪拌容器又稱(chēng)攪拌容器又稱(chēng)攪拌罐，它由罐體、夾套和罐，它由罐體、夾套和附件等構(gòu)成，其中罐體附件等構(gòu)成，其中罐體和夾套均包括筒體、上和夾套均包括筒體、上封頭和下封頭；附件包封頭和下封頭；附件包括各管接頭、儀表、人括各管接頭、儀表、人孔和支座等。攪拌容器孔和支座等。攪拌容器的主要作用是為反應(yīng)物的主要作用是為反應(yīng)物料提供容積，并為反應(yīng)料提供容積，并為反應(yīng)過(guò)程提供溫度和壓力。過(guò)程提供溫度和壓力。 、管式反應(yīng)器、管式反應(yīng)器 管式反應(yīng)器管式反應(yīng)器的應(yīng)用條件的應(yīng)用條件：需要的反應(yīng)時(shí)間較需要的反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)；反應(yīng)過(guò)程放出或吸入的熱量較大；或反應(yīng)過(guò)長(zhǎng)；反應(yīng)過(guò)程放出或吸入的熱量較大；或反應(yīng)過(guò)程在高溫、高壓條件下進(jìn)行。

15、程在高溫、高壓條件下進(jìn)行。 一種呈管狀、長(zhǎng)徑比很大的連續(xù)操作反應(yīng)器。一種呈管狀、長(zhǎng)徑比很大的連續(xù)操作反應(yīng)器。這種反應(yīng)器可以很長(zhǎng)，如丙烯二聚的反應(yīng)器管長(zhǎng)這種反應(yīng)器可以很長(zhǎng)，如丙烯二聚的反應(yīng)器管長(zhǎng)以公里計(jì)。反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)可以是單管，也可以是以公里計(jì)。反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)可以是單管，也可以是多管并聯(lián)；可以是空管，如管式裂解爐，也可以多管并聯(lián)；可以是空管，如管式裂解爐，也可以是在管內(nèi)填充顆粒狀催化劑的填充管，以進(jìn)行多是在管內(nèi)填充顆粒狀催化劑的填充管，以進(jìn)行多相催化反應(yīng)。相催化反應(yīng)。水平管式反應(yīng)器盤(pán)管式反應(yīng)器多管并聯(lián)管式反應(yīng)器多管并聯(lián)管式反應(yīng)器、塔式反應(yīng)器、塔式反應(yīng)器 塔式反應(yīng)器是指高徑比較塔式反應(yīng)器是指高徑比較

16、大的反應(yīng)設(shè)備。大的反應(yīng)設(shè)備。廣泛應(yīng)用于廣泛應(yīng)用于氣氣液相反應(yīng)和液液相反應(yīng)和液液相反應(yīng)。液相反應(yīng)。在氣液相反應(yīng)過(guò)程中，至少有在氣液相反應(yīng)過(guò)程中，至少有一種反應(yīng)物在氣相，另一些反一種反應(yīng)物在氣相，另一些反應(yīng)物則在液相，氣相中的反應(yīng)應(yīng)物則在液相，氣相中的反應(yīng)物必須傳遞至液相，在液相中物必須傳遞至液相，在液相中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。有時(shí)，反應(yīng)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。有時(shí)，反應(yīng)物都存在于氣相，它們一齊傳遞都存在于氣相，它們一齊傳遞到催化劑溶液中進(jìn)行反應(yīng)。氣到催化劑溶液中進(jìn)行反應(yīng)。氣液相反應(yīng)屬于非均相反應(yīng)過(guò)程。液相反應(yīng)屬于非均相反應(yīng)過(guò)程。處理氣液相反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)器處理氣液相反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)器稱(chēng)為氣液相反應(yīng)器。稱(chēng)為氣液相反應(yīng)

17、器。填料塔反應(yīng)器填料塔反應(yīng)器板式塔反應(yīng)器板式塔反應(yīng)器回流的作用？回流的作用？噴淋塔反應(yīng)器噴淋塔反應(yīng)器 噴淋塔反應(yīng)器噴淋塔反應(yīng)器結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，液體以細(xì)小液滴的方式分散于氣體中，氣體為連續(xù)相，液體為分散相，具有相接觸面積大和氣相壓降小等優(yōu)點(diǎn)。適用于瞬間、界面和快速反應(yīng)，也適用于生成固體的反應(yīng)。噴淋塔反應(yīng)器具有持液量小和液側(cè)傳質(zhì)系數(shù)過(guò)小，氣相和液相返混較為嚴(yán)重的缺點(diǎn)。鼓泡塔反應(yīng)器鼓泡塔反應(yīng)器塔式反應(yīng)器特塔式反應(yīng)器特征征： 反反應(yīng)器高度為直徑的數(shù)倍以至十幾應(yīng)器高度為直徑的數(shù)倍以至十幾倍；倍； 內(nèi)部常設(shè)置能增加兩相接觸的構(gòu)件，如填料，篩板等；內(nèi)部常設(shè)置能增加兩相接觸的構(gòu)件，如填料，篩板等； 適適用于兩種

18、流體相反應(yīng)的過(guò)程。如氣液反應(yīng)、液液反應(yīng)。用于兩種流體相反應(yīng)的過(guò)程。如氣液反應(yīng)、液液反應(yīng)。、固定床反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器 催化劑以固相裝填在反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)物流以催化劑以固相裝填在反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)物流以氣氣相或液相相或液相通過(guò)催化劑床層，在催化劑表面進(jìn)行化學(xué)通過(guò)催化劑床層，在催化劑表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的裝置稱(chēng)固定床反應(yīng)器。反應(yīng)的裝置稱(chēng)固定床反應(yīng)器。 固定床反應(yīng)器在石油加工、石油化工工業(yè)應(yīng)用固定床反應(yīng)器在石油加工、石油化工工業(yè)應(yīng)用十分廣泛，例如：乙烯氧化制環(huán)氧乙烷、乙苯脫氫十分廣泛，例如：乙烯氧化制環(huán)氧乙烷、乙苯脫氫制苯乙烯等都在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行。制苯乙烯等都在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行。特征特征：反反應(yīng)器內(nèi)填充

19、有固定不動(dòng)的固體顆粒。應(yīng)器內(nèi)填充有固定不動(dòng)的固體顆粒。 可可以是催化劑，也以是催化劑，也可可 以以是固體反應(yīng)物。是固體反應(yīng)物。 適用于適用于氣固催化反應(yīng)，固相加工反應(yīng)，應(yīng)用氣固催化反應(yīng)，固相加工反應(yīng)，應(yīng)用非常廣泛。非常廣泛。 固定床反應(yīng)器根據(jù)換熱方式不同固定床反應(yīng)器根據(jù)換熱方式不同, ,可分為三種型式可分為三種型式: :(1)(1)換熱式固定床反應(yīng)器換熱式固定床反應(yīng)器列管式固定床反應(yīng)器列管式固定床反應(yīng)器特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1）結(jié)構(gòu)型式類(lèi)似于列管式）結(jié)構(gòu)型式類(lèi)似于列管式換熱器。換熱器。2 2）管內(nèi)裝填催化劑，反應(yīng)）管內(nèi)裝填催化劑，反應(yīng)物料自上而下通過(guò)床層；管物料自上而下通過(guò)床層；管間為載熱體，與管內(nèi)

20、物料進(jìn)間為載熱體，與管內(nèi)物料進(jìn)行換熱，以維持所需的溫度行換熱，以維持所需的溫度條件。條件。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1 1、返混小，流、返混小，流體同催化劑可體同催化劑可進(jìn)行有效接觸，進(jìn)行有效接觸，當(dāng)反應(yīng)伴有串當(dāng)反應(yīng)伴有串聯(lián)副反應(yīng)時(shí)可聯(lián)副反應(yīng)時(shí)可得較高選擇性。得較高選擇性。2 2、催化劑機(jī)械、催化劑機(jī)械損耗小。損耗小。3 3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1 1、傳熱差，反應(yīng)放熱量很大時(shí)，即使是列管式反應(yīng)器也可能出現(xiàn)飛溫（反應(yīng)溫度失、傳熱差，反應(yīng)放熱量很大時(shí)，即使是列管式反應(yīng)器也可能出現(xiàn)飛溫（反應(yīng)溫度失去控制，急劇上升，超過(guò)允許范圍）。去控制，急劇上升，超過(guò)允許范圍）。2 2、操作過(guò)程中催化劑不能更換，

21、催化劑需要頻繁再生的反應(yīng)一般不宜使用，常代之、操作過(guò)程中催化劑不能更換，催化劑需要頻繁再生的反應(yīng)一般不宜使用，常代之以流化床反應(yīng)器或移動(dòng)床反應(yīng)器。固定床反應(yīng)器中的催化劑不限于顆粒狀，網(wǎng)狀催以流化床反應(yīng)器或移動(dòng)床反應(yīng)器。固定床反應(yīng)器中的催化劑不限于顆粒狀，網(wǎng)狀催化劑早已應(yīng)用于工業(yè)上。目前，蜂窩狀、纖維狀催化劑也已被廣泛使用。化劑早已應(yīng)用于工業(yè)上。目前，蜂窩狀、纖維狀催化劑也已被廣泛使用。（2 2）絕熱式固定床反應(yīng)器）絕熱式固定床反應(yīng)器 絕熱式固定床反應(yīng)器絕熱式固定床反應(yīng)器 特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1）床層與外界沒(méi)有熱量）床層與外界沒(méi)有熱量交換。交換。2 2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，但適

22、用熱效應(yīng)不大或催但適用熱效應(yīng)不大或催化劑對(duì)溫度要求不高的化劑對(duì)溫度要求不高的反應(yīng)。反應(yīng)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：流體沿軸向自上而下流體沿軸向自上而下流經(jīng)床層，床層同外界無(wú)熱流經(jīng)床層，床層同外界無(wú)熱交換。交換。特點(diǎn)：特點(diǎn)：流體沿徑向流過(guò)床層，流體沿徑向流過(guò)床層，可采用離心流動(dòng)或向心流動(dòng)，可采用離心流動(dòng)或向心流動(dòng)，床層同外界無(wú)熱交換。床層同外界無(wú)熱交換。（3 3）自熱式固定床反應(yīng)器）自熱式固定床反應(yīng)器 以冷的原料作為載熱體，使冷原料本身預(yù)熱到反應(yīng)所需以冷的原料作為載熱體，使冷原料本身預(yù)熱到反應(yīng)所需的溫度，然后進(jìn)入床層進(jìn)行反應(yīng)。的溫度，然后進(jìn)入床層進(jìn)行反應(yīng)。自熱式固定床反應(yīng)器自熱式固定床反應(yīng)器u使用前提：使用前

23、提：放熱反應(yīng)，熱量大致平衡。放熱反應(yīng)，熱量大致平衡。固定床反應(yīng)器的特點(diǎn)：固定床反應(yīng)器的特點(diǎn)：1 1）固定床反應(yīng)器之所以成為氣固相催化反應(yīng)器的固定床反應(yīng)器之所以成為氣固相催化反應(yīng)器的主要型式，是和它具有的下述優(yōu)點(diǎn)分不開(kāi)的。主要型式，是和它具有的下述優(yōu)點(diǎn)分不開(kāi)的。2 2）床層極薄、流速很低，床層內(nèi)流體軸向流動(dòng)可床層極薄、流速很低，床層內(nèi)流體軸向流動(dòng)可看成理想置換流動(dòng)，因而化學(xué)反應(yīng)速度快，因此，看成理想置換流動(dòng)，因而化學(xué)反應(yīng)速度快，因此，為完成同樣生產(chǎn)任務(wù)，所需要的催化劑用量和反應(yīng)為完成同樣生產(chǎn)任務(wù)，所需要的催化劑用量和反應(yīng)器體積小。器體積小。3 3）流體停留時(shí)間可以嚴(yán)格控制，溫度分布可以適流體停留

24、時(shí)間可以嚴(yán)格控制，溫度分布可以適當(dāng)調(diào)節(jié)，因而有利于提高化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇當(dāng)調(diào)節(jié)，因而有利于提高化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性。固定床中催化劑不易磨損，可在高溫高壓下操性。固定床中催化劑不易磨損，可在高溫高壓下操作。作。、流化床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器特征：反應(yīng)器內(nèi)固體粒子可以象流體特征：反應(yīng)器內(nèi)固體粒子可以象流體一樣被流化起來(lái)。一樣被流化起來(lái)。適用于氣固，液固，氣液固反應(yīng)。適用于氣固，液固，氣液固反應(yīng)。Eg:Eg:催化劑快速失活需立即再生的：催化劑快速失活需立即再生的：催化催化裂化裝置；裂化裝置；強(qiáng)放熱反應(yīng)：強(qiáng)放熱反應(yīng)：丙烯氨氧化，萘氧化，丙烯氨氧化，萘氧化，丁烯氧化脫氫；丁烯氧化脫氫；固相加工反應(yīng)

25、：固相加工反應(yīng)：黃鐵礦，閃鋅礦的焙黃鐵礦，閃鋅礦的焙燒，石灰石的煅燒等。燒，石灰石的煅燒等。（1 1）流化床工作原理）流化床工作原理 氣體從反應(yīng)器底部的氣體分布板、分布管進(jìn)入，將反應(yīng)器床氣體從反應(yīng)器底部的氣體分布板、分布管進(jìn)入，將反應(yīng)器床層上固體催化劑顆粒流化如液體沸騰狀，在流化狀態(tài)中進(jìn)行反層上固體催化劑顆粒流化如液體沸騰狀，在流化狀態(tài)中進(jìn)行反應(yīng)。應(yīng)。（2 2）流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)）流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu) 流化床由流化床由濃相段濃相段、稀相段稀相段和和擴(kuò)大段擴(kuò)大段三部三部分組成。流化床的下部稱(chēng)為濃相段，或稱(chēng)密分組成。流化床的下部稱(chēng)為濃相段，或稱(chēng)密相段，化學(xué)反應(yīng)主要在此段進(jìn)行。在濃相段相段，化學(xué)反應(yīng)主

26、要在此段進(jìn)行。在濃相段部裝有氣體分布板，它有以下作用：支承床部裝有氣體分布板，它有以下作用：支承床層上的催化劑或其它固體顆粒；分流作用，層上的催化劑或其它固體顆粒；分流作用，使氣體通過(guò)分布板的孔均勻分布在床層的整使氣體通過(guò)分布板的孔均勻分布在床層的整個(gè)截面上，造成良好的起始流化床稀相段也個(gè)截面上，造成良好的起始流化床稀相段也裝有冷卻水管，目的是將反應(yīng)溫度降至規(guī)定裝有冷卻水管，目的是將反應(yīng)溫度降至規(guī)定的溫度以下，以終止反應(yīng)。稀相段之上為擴(kuò)的溫度以下，以終止反應(yīng)。稀相段之上為擴(kuò)大段。擴(kuò)大段內(nèi)裝有旋風(fēng)分離器，以分離并大段。擴(kuò)大段內(nèi)裝有旋風(fēng)分離器，以分離并回收被反應(yīng)氣體帶走的催化劑細(xì)粒?；厥毡环磻?yīng)氣體

27、帶走的催化劑細(xì)粒。、移動(dòng)床反應(yīng)器、移動(dòng)床反應(yīng)器u當(dāng)催化劑由于積炭而迅速失活時(shí)，可以在移動(dòng)床當(dāng)催化劑由于積炭而迅速失活時(shí)，可以在移動(dòng)床反應(yīng)器中周期性地或連續(xù)地使催化劑緩緩離開(kāi)反應(yīng)反應(yīng)器中周期性地或連續(xù)地使催化劑緩緩離開(kāi)反應(yīng)器去再生，然后通過(guò)機(jī)械傳送或氣動(dòng)傳輸返回反應(yīng)器去再生，然后通過(guò)機(jī)械傳送或氣動(dòng)傳輸返回反應(yīng)器。移動(dòng)床中催化劑的磨損比流化床少。但由于混器。移動(dòng)床中催化劑的磨損比流化床少。但由于混合不均勻以及傳熱性能差，不適于放熱反應(yīng)。合不均勻以及傳熱性能差，不適于放熱反應(yīng)。u 這類(lèi)反應(yīng)器應(yīng)用于石油煉制中的催化裂化。后來(lái)這類(lèi)反應(yīng)器應(yīng)用于石油煉制中的催化裂化。后來(lái)又推廣到連續(xù)再生的催化重整工藝中。在

28、反應(yīng)器外又推廣到連續(xù)再生的催化重整工藝中。在反應(yīng)器外再生催化劑，避免了為再生使工業(yè)裝置頻繁停工，再生催化劑，避免了為再生使工業(yè)裝置頻繁停工，并可使催化劑在更為苛刻的條件下工作。并可使催化劑在更為苛刻的條件下工作。移動(dòng)床反應(yīng)器（魯奇爐）移動(dòng)床反應(yīng)器（魯奇爐）特征特征：固體顆粒固體顆粒自反應(yīng)器頂部連自反應(yīng)器頂部連續(xù)加入，自上而續(xù)加入，自上而下移動(dòng)，由底部下移動(dòng)，由底部卸出卸出。反應(yīng)。反應(yīng)流體流體與顆粒成逆流接與顆粒成逆流接觸觸。適用適用：催化劑需催化劑需要連續(xù)再生的催要連續(xù)再生的催化反應(yīng)、固相加化反應(yīng)、固相加工反應(yīng)。工反應(yīng)。五、塔設(shè)備五、塔設(shè)備、塔設(shè)備簡(jiǎn)介、塔設(shè)備簡(jiǎn)介 塔設(shè)備是能夠?qū)崿F(xiàn)蒸餾和吸收兩

29、種分離操作的氣液傳質(zhì)設(shè)備，塔設(shè)備是能夠?qū)崿F(xiàn)蒸餾和吸收兩種分離操作的氣液傳質(zhì)設(shè)備，廣泛廣泛地應(yīng)用于化工、石油化工、石油等工業(yè)中。地應(yīng)用于化工、石油化工、石油等工業(yè)中。其結(jié)構(gòu)形式基本上可以分為其結(jié)構(gòu)形式基本上可以分為板式塔和填料塔兩大類(lèi)。板式塔和填料塔兩大類(lèi)。雖然這兩種塔既能用于蒸餾操作也適用于吸收雖然這兩種塔既能用于蒸餾操作也適用于吸收操作，但在工業(yè)生產(chǎn)中，操作，但在工業(yè)生產(chǎn)中，當(dāng)處理量大時(shí)多采用板式塔，而當(dāng)處理量小時(shí)當(dāng)處理量大時(shí)多采用板式塔，而當(dāng)處理量小時(shí)多采用填料塔，當(dāng)然也有例外。多采用填料塔，當(dāng)然也有例外。對(duì)于一個(gè)具體地工藝過(guò)程，選用何種塔對(duì)于一個(gè)具體地工藝過(guò)程，選用何種塔型為宜，尚需根據(jù)

30、兩類(lèi)塔型各自地特點(diǎn)和工藝本身地要求而定。型為宜，尚需根據(jù)兩類(lèi)塔型各自地特點(diǎn)和工藝本身地要求而定。、塔設(shè)備的分類(lèi)塔設(shè)備的分類(lèi)塔設(shè)備的形式很多，為了便于比較和選擇，將塔設(shè)備進(jìn)行分類(lèi)。分類(lèi)方塔設(shè)備的形式很多，為了便于比較和選擇，將塔設(shè)備進(jìn)行分類(lèi)。分類(lèi)方式有很多種：式有很多種：u 按操作壓力分：按操作壓力分：常壓塔、減壓塔和加壓塔；常壓塔、減壓塔和加壓塔；u 按所完成的工藝過(guò)程分：按所完成的工藝過(guò)程分：精餾塔、吸收塔、解析塔、萃取塔、反應(yīng)塔精餾塔、吸收塔、解析塔、萃取塔、反應(yīng)塔和干燥塔；和干燥塔；u 按塔內(nèi)件結(jié)構(gòu)分：按塔內(nèi)件結(jié)構(gòu)分：板式塔、填料塔。板式塔、填料塔。、塔設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)、塔設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)

31、塔設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)有塔設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)有內(nèi)內(nèi)件、塔體、支座、人孔或手孔、件、塔體、支座、人孔或手孔、除沫器、接管、吊柱、扶梯、操作平臺(tái)等。除沫器、接管、吊柱、扶梯、操作平臺(tái)等。a a. . 塔體（外殼）塔體（外殼）由圓筒（等徑或不等徑）、上、下封由圓筒（等徑或不等徑）、上、下封頭構(gòu)成。工作時(shí)承受內(nèi)壓或外壓及溫度；風(fēng)載荷；地震載荷；頭構(gòu)成。工作時(shí)承受內(nèi)壓或外壓及溫度；風(fēng)載荷；地震載荷；偏置構(gòu)件的偏心重力載荷等。偏置構(gòu)件的偏心重力載荷等。b. b. 支座支座塔設(shè)備高大沉重，一般采用裙式支座。塔設(shè)備高大沉重，一般采用裙式支座。c. c. 人孔人孔不同的塔設(shè)備，人孔或手孔的結(jié)構(gòu)及位置等也不同的塔設(shè)備，人孔

32、或手孔的結(jié)構(gòu)及位置等也不相同。不相同。d. d. 接管接管有進(jìn)、出液管、進(jìn)、出氣管、回流管、取樣管、有進(jìn)、出液管、進(jìn)、出氣管、回流管、取樣管、儀表管、液位計(jì)管等。儀表管、液位計(jì)管等。e. e. 除沫器除沫器用于捕集夾帶在氣流中的液滴。用于捕集夾帶在氣流中的液滴。f. f. 吊柱吊柱安裝于塔頂，用于安裝、檢修時(shí)吊運(yùn)塔內(nèi)件安裝于塔頂，用于安裝、檢修時(shí)吊運(yùn)塔內(nèi)件。注：注：板式塔和填料塔板式塔和填料塔除內(nèi)件以外，其余構(gòu)除內(nèi)件以外，其余構(gòu)件是大致相同的。件是大致相同的。吊吊柱柱氣體氣體出口出口回流管回流管集油箱集油箱進(jìn)料管進(jìn)料管塔盤(pán)塔盤(pán)保溫支持保溫支持防渦流板防渦流板出料口出料口裙座裙座氣體入氣體入口管

33、口管殼體殼體人孔人孔梯子梯子平臺(tái)平臺(tái)破沫器破沫器回流液體分布管回流液體分布管液體分布器液體分布器填料壓圈填料壓圈填料填料填料支承填料支承液體收集器液體收集器液體再分布器液體再分布器氣體分布管氣體分布管填料塔與板式塔的比較填料塔與板式塔的比較填料塔板式塔、填料塔、填料塔 以以填料填料作為氣、液接觸和傳質(zhì)的基本構(gòu)件，液體作為氣、液接觸和傳質(zhì)的基本構(gòu)件，液體在填料表面呈膜狀自上而下流動(dòng)，氣體呈連續(xù)相自在填料表面呈膜狀自上而下流動(dòng)，氣體呈連續(xù)相自下而上與液體作遞向流動(dòng)，并進(jìn)行氣、液兩相間的下而上與液體作遞向流動(dòng)，并進(jìn)行氣、液兩相間的傳質(zhì)和傳熱。兩相的組分濃度和溫度沿塔高連續(xù)變傳質(zhì)和傳熱。兩相的組分濃度

34、和溫度沿塔高連續(xù)變化。填料塔屬于微分接觸型的氣、液傳質(zhì)設(shè)備化。填料塔屬于微分接觸型的氣、液傳質(zhì)設(shè)備。A A、散裝填料、散裝填料 安裝安裝以亂堆為主的填料，也可以整砌。具有一以亂堆為主的填料，也可以整砌。具有一定外形的顆粒體，根據(jù)形狀分為：環(huán)形、鞍形及環(huán)定外形的顆粒體，根據(jù)形狀分為：環(huán)形、鞍形及環(huán)鞍形。鞍形。B B、規(guī)整填料、規(guī)整填料 在在塔內(nèi)按均勻的幾何圖形規(guī)則、整齊地堆砌塔內(nèi)按均勻的幾何圖形規(guī)則、整齊地堆砌的填料。的填料。規(guī)整填料塔示意圖規(guī)整填料塔示意圖、板式塔、板式塔 以塔板作為氣、以塔板作為氣、液接觸和傳質(zhì)的基液接觸和傳質(zhì)的基本構(gòu)件，液體自上本構(gòu)件，液體自上而下流入各層塔板，而下流入各層

35、塔板，形成液池，氣體以形成液池，氣體以鼓泡或噴射的形式鼓泡或噴射的形式自下而上穿過(guò)各層自下而上穿過(guò)各層塔板的篩孔、液池，塔板的篩孔、液池，使氣、液兩相密切使氣、液兩相密切接觸而傳質(zhì)和傳熱。接觸而傳質(zhì)和傳熱。兩相的組分濃度呈兩相的組分濃度呈階梯式變化，板式階梯式變化，板式塔屬于逐級(jí)接觸型塔屬于逐級(jí)接觸型的氣、液傳質(zhì)設(shè)備。的氣、液傳質(zhì)設(shè)備。1 1）、各種塔板的特點(diǎn)）、各種塔板的特點(diǎn)2 2）、板式塔性能比較）、板式塔性能比較 板式塔示意圖板式塔示意圖塔體塔體進(jìn)口堰進(jìn)口堰受液盤(pán)受液盤(pán)降液管降液管塔板塔板出口堰出口堰、除沫器、除沫器、裙座、裙座塔體塔體無(wú)保溫時(shí)無(wú)保溫時(shí)排氣孔排氣孔裙座筒體裙座筒體人孔人孔

36、螺栓座螺栓座基礎(chǔ)環(huán)基礎(chǔ)環(huán)有保溫時(shí)排氣孔有保溫時(shí)排氣孔引出管通道引出管通道排液孔排液孔保溫支撐圈保溫支撐圈、填料塔與板式塔的比較填料塔與板式塔的比較 對(duì)于許多逆流氣液接觸過(guò)程，填料塔和板式塔都是可以適用對(duì)于許多逆流氣液接觸過(guò)程，填料塔和板式塔都是可以適用的，必須根據(jù)具體情況進(jìn)行選用。填料塔和板式塔有許多不同點(diǎn)，的，必須根據(jù)具體情況進(jìn)行選用。填料塔和板式塔有許多不同點(diǎn)，了解這些不同點(diǎn)對(duì)于合理選用塔設(shè)備很有幫助。了解這些不同點(diǎn)對(duì)于合理選用塔設(shè)備很有幫助。填料塔操作范圍較小，特別是對(duì)于液體負(fù)荷變化更為敏感。填料塔操作范圍較小，特別是對(duì)于液體負(fù)荷變化更為敏感。當(dāng)當(dāng)液體負(fù)荷較小時(shí)，填料表面不能很好地潤(rùn)濕，

37、傳質(zhì)就效果急劇下液體負(fù)荷較小時(shí)，填料表面不能很好地潤(rùn)濕，傳質(zhì)就效果急劇下降；當(dāng)液體負(fù)荷過(guò)大時(shí)，則容易產(chǎn)生液泛。設(shè)計(jì)良好的板式塔，降；當(dāng)液體負(fù)荷過(guò)大時(shí)，則容易產(chǎn)生液泛。設(shè)計(jì)良好的板式塔，則具有大得多的操作范圍。則具有大得多的操作范圍。填料塔不宜于處理易聚合或含有固體懸浮物的物料，填料塔不宜于處理易聚合或含有固體懸浮物的物料，而某些類(lèi)而某些類(lèi)型的板式塔（如大孔徑篩板、泡罩塔等）則可以有效地處理這種型的板式塔（如大孔徑篩板、泡罩塔等）則可以有效地處理這種物質(zhì)。另外，板式塔的清洗亦比填料塔方便。物質(zhì)。另外，板式塔的清洗亦比填料塔方便。當(dāng)氣液接觸過(guò)程中需要冷卻以移除反應(yīng)熱或溶解熱時(shí)，填料塔當(dāng)氣液接觸過(guò)程

38、中需要冷卻以移除反應(yīng)熱或溶解熱時(shí)，填料塔因涉及液體均布問(wèn)題而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。因涉及液體均布問(wèn)題而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。板式塔可方便地在塔板上板式塔可方便地在塔板上安裝冷卻盤(pán)管。同理，當(dāng)有側(cè)線(xiàn)出料時(shí)，填料塔也不如板式塔方安裝冷卻盤(pán)管。同理，當(dāng)有側(cè)線(xiàn)出料時(shí)，填料塔也不如板式塔方便。便。以前亂堆填料塔直徑很少大于以前亂堆填料塔直徑很少大于0.5m0.5m，后來(lái)又認(rèn)為不宜，后來(lái)又認(rèn)為不宜超過(guò)超過(guò)1.5m1.5m，根據(jù)近，根據(jù)近1010年來(lái)填料塔的發(fā)展?fàn)顩r，這一限制年來(lái)填料塔的發(fā)展?fàn)顩r，這一限制似乎不再成立。板式塔直徑一般不小于似乎不再成立。板式塔直徑一般不小于0.6m0.6m。關(guān)于板式塔的設(shè)計(jì)資料更容易得到而且

39、更為可靠，因關(guān)于板式塔的設(shè)計(jì)資料更容易得到而且更為可靠，因此板式塔的設(shè)計(jì)比較準(zhǔn)確，安全系數(shù)可取得更小。此板式塔的設(shè)計(jì)比較準(zhǔn)確，安全系數(shù)可取得更小。當(dāng)塔徑不很大時(shí)，填料塔因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而造價(jià)便宜。當(dāng)塔徑不很大時(shí)，填料塔因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而造價(jià)便宜。對(duì)于易起泡物系，填料塔更適合，因填料對(duì)泡沫有限對(duì)于易起泡物系，填料塔更適合，因填料對(duì)泡沫有限制和破碎的作用。制和破碎的作用。對(duì)于腐蝕性物系，填料塔更適合，因可采用瓷質(zhì)填料。對(duì)于腐蝕性物系，填料塔更適合，因可采用瓷質(zhì)填料。對(duì)熱敏性物系宜采用填料塔，因?yàn)樘盍纤?nèi)的滯液量對(duì)熱敏性物系宜采用填料塔，因?yàn)樘盍纤?nèi)的滯液量比板式塔少，物料在塔內(nèi)的停留時(shí)間短。比板式塔少，物料在

40、塔內(nèi)的停留時(shí)間短。填料塔的壓降比板式塔小，因而對(duì)真空操作更為適宜。填料塔的壓降比板式塔小，因而對(duì)真空操作更為適宜。六、換熱設(shè)備六、換熱設(shè)備、換熱器簡(jiǎn)介、換熱器簡(jiǎn)介 在煉油、化工生產(chǎn)中，絕大多數(shù)的工藝過(guò)程都有加在煉油、化工生產(chǎn)中，絕大多數(shù)的工藝過(guò)程都有加熱、冷卻和冷凝的過(guò)程，這些過(guò)程總稱(chēng)為換熱過(guò)程。傳熱、冷卻和冷凝的過(guò)程，這些過(guò)程總稱(chēng)為換熱過(guò)程。傳熱過(guò)程的進(jìn)行需要一定的設(shè)備來(lái)完成，這些使傳熱過(guò)程熱過(guò)程的進(jìn)行需要一定的設(shè)備來(lái)完成，這些使傳熱過(guò)程得以實(shí)現(xiàn)的設(shè)備就稱(chēng)之為換熱設(shè)備。得以實(shí)現(xiàn)的設(shè)備就稱(chēng)之為換熱設(shè)備。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，在化工廠中換熱設(shè)備的投資占全部工藝設(shè)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在化工廠中換熱設(shè)備的投資占全部工藝設(shè)備

41、總投資的備總投資的35354040, ,因?yàn)榻^大部分的化學(xué)反應(yīng)或傳因?yàn)榻^大部分的化學(xué)反應(yīng)或傳質(zhì)傳熱過(guò)程都與熱量的變化密切相關(guān)，如反應(yīng)過(guò)程中：質(zhì)傳熱過(guò)程都與熱量的變化密切相關(guān)，如反應(yīng)過(guò)程中：有的要放熱、有的要吸熱、要維持反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行，就有的要放熱、有的要吸熱、要維持反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行，就必須排除多余的熱量或補(bǔ)充所需的熱量。工藝過(guò)程中某必須排除多余的熱量或補(bǔ)充所需的熱量。工藝過(guò)程中某些廢熱或余熱也需要加以回收利用，以降低成本。些廢熱或余熱也需要加以回收利用，以降低成本。、衡量、衡量換熱器的指標(biāo)換熱器的指標(biāo)A.傳熱傳熱效率要高效率要高。B.結(jié)構(gòu)要緊湊。結(jié)構(gòu)要緊湊。C.要要節(jié)省材料。節(jié)省材料。D.流體流

42、體在設(shè)備中的阻在設(shè)備中的阻力要小，即壓力降要小。力要小，即壓力降要小。E.要求要求結(jié)構(gòu)可靠、制結(jié)構(gòu)可靠、制造成本低，便于安裝、造成本低，便于安裝、檢修、使用檢修、使用周期長(zhǎng)周期長(zhǎng)。 由于要全部滿(mǎn)足由于要全部滿(mǎn)足上上述要求是非常困難的，述要求是非常困難的，因而產(chǎn)生了因而產(chǎn)生了各種各樣的各種各樣的換熱器，以適應(yīng)各種特?fù)Q熱器，以適應(yīng)各種特定的工藝條件定的工藝條件。、換熱器分類(lèi)、換熱器分類(lèi)（1 1）按按傳熱方式可分為傳熱方式可分為：直接接觸式、蓄熱式、直接接觸式、蓄熱式、間壁式。間壁式。（2 2）按）按其工藝用途可分為：冷卻器（其工藝用途可分為：冷卻器（coolercooler）、）、冷凝器（冷凝器（

43、condensercondenser）、加熱器（一般不發(fā)生相）、加熱器（一般不發(fā)生相變 ） （變 ） （ h e a t e rh e a t e r ） 、 蒸 發(fā) 器） 、 蒸 發(fā) 器 （ 發(fā) 生 相 變 ）（ 發(fā) 生 相 變 ）（evaporatorevaporator）、再沸器（）、再沸器（reboilerreboiler） 、廢熱、廢熱鍋爐鍋爐（waste waste heat boilerheat boiler） 。（3 3）按）按材料分類(lèi)：分為金屬材料和非金屬材料材料分類(lèi)：分為金屬材料和非金屬材料換熱器換熱器。直接接觸式換熱器直接接觸式換熱器蓄熱式換熱器蓄熱式換熱器管式換熱器管式

44、換熱器板式換熱器板式換熱器、列、列管式換熱器的基本結(jié)構(gòu)管式換熱器的基本結(jié)構(gòu)形式形式1 1）列）列管式換熱器的主要結(jié)構(gòu)：管式換熱器的主要結(jié)構(gòu)：殼體、管箱、管板、換熱管、折流擋板殼體、管箱、管板、換熱管、折流擋板以及以及其它附件其它附件組成。組成。2 2）列）列管式換熱器的工作原理：管式換熱器的工作原理：低溫低溫流流體（藍(lán)色體（藍(lán)色）由管箱進(jìn)入換熱管）由管箱進(jìn)入換熱管，高溫，高溫流流體體 （紅色）在（紅色）在管外流動(dòng)，由于兩種流體存在溫度差，于是通過(guò)管壁進(jìn)行管外流動(dòng)，由于兩種流體存在溫度差，于是通過(guò)管壁進(jìn)行熱量熱量交換交換。、列、列管式換熱器的主要類(lèi)型管式換熱器的主要類(lèi)型1 1）固定）固定管板式換

45、熱器管板式換熱器A A、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩塊管板均與殼體相焊接，并加入特點(diǎn)：兩塊管板均與殼體相焊接，并加入了了熱補(bǔ)償原件熱補(bǔ)償原件膨脹膨脹節(jié)。節(jié)。B B、優(yōu)點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、能承受較高的壓力，：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、能承受較高的壓力，造價(jià)低造價(jià)低，管程，管程清洗方便，管子損壞時(shí)易于堵管或清洗方便，管子損壞時(shí)易于堵管或更換。更換。C C、缺點(diǎn)、缺點(diǎn)：不易清洗殼程，殼體和管束中可能產(chǎn)生：不易清洗殼程，殼體和管束中可能產(chǎn)生較大的較大的熱應(yīng)力熱應(yīng)力。D D、適用、適用場(chǎng)合：適用于殼程介質(zhì)清潔，不易結(jié)垢，場(chǎng)合：適用于殼程介質(zhì)清潔，不易結(jié)垢，管程需清洗管程需清洗以及溫差以及溫差不大或溫差雖大但是殼程壓不

46、大或溫差雖大但是殼程壓力不大的場(chǎng)合力不大的場(chǎng)合。具有補(bǔ)償圈的固定管板式換熱器具有補(bǔ)償圈的固定管板式換熱器帶補(bǔ)償圈的列管式換熱器工作示意圖帶補(bǔ)償圈的列管式換熱器工作示意圖固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)圖固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)圖1排氣口 2封頭 3法蘭 4管板 5排氣口 6殼體 7列管 8支座 9定距管 10折流板 11膨脹節(jié) 12殼體接管 13排氣口 14封頭接管 15封頭 16排氣口 17法蘭 18管板 19排液口 20支座 21接管 22排液口 23入口管a、固定管板式換熱器、固定管板式換熱器 b、帶膨脹節(jié)的固定管板式換熱器、帶膨脹節(jié)的固定管板式換熱器 c、d、浮頭式換熱、浮頭式換熱 e、U形管式換熱器

47、形管式換熱器2 2）浮頭式換熱器浮頭式換熱器 兩端的管板，一端不與殼體相連，可自由沿管兩端的管板，一端不與殼體相連，可自由沿管長(zhǎng)方向浮動(dòng)。當(dāng)殼體與管束因溫度不同而引起熱膨長(zhǎng)方向浮動(dòng)。當(dāng)殼體與管束因溫度不同而引起熱膨脹時(shí)，管束連同浮頭可在殼體內(nèi)沿軸向自由伸縮，脹時(shí)，管束連同浮頭可在殼體內(nèi)沿軸向自由伸縮，可完全消除熱應(yīng)力?？赏耆裏釕?yīng)力。特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本高，消除了溫差應(yīng)力，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本高，消除了溫差應(yīng)力，是是應(yīng)用較多的一種結(jié)構(gòu)形式。應(yīng)用較多的一種結(jié)構(gòu)形式。 圖圖 6-2 6-2 浮頭式換熱器浮頭式換熱器1 1吊環(huán)；吊環(huán)； 2 2平蓋板；平蓋板； 3 3法蘭；法蘭； 4 4接口

48、；接口； 5 5管線(xiàn)接管；管線(xiàn)接管； 6 6分程板；分程板； 7 7殼體；殼體；8 8排氣口；排氣口；9 9接管；接管；1010接管；接管； 1111封頭；封頭；1212接管；接管； 13 13排氣口；排氣口； 14 14接管；接管； 1515支座；支座； 16 16內(nèi)封頭；內(nèi)封頭； 1717堰板；堰板； 18 18吊耳；吊耳； 19 19浮頭襯托；浮頭襯托； 20 20浮動(dòng)管板；浮動(dòng)管板； 21 21列管；列管； 2222折流板；折流板； 23 23定距管；定距管； 24 24支座；支座； 25 25接管；接管； 26 26排液口；排液口； 2727法蘭；法蘭； 28 28固定管板；固定管板

49、； 2929法蘭；法蘭； 30 30排液口；排液口； 31 31接管；接管； 3232管箱管箱浮頭式列管換熱器工作示意圖浮頭式列管換熱器工作示意圖3 3）U U形管式形管式換熱器換熱器 把每根管子都彎成把每根管子都彎成U U形，兩端固定在同一管板上，每根管子形，兩端固定在同一管板上，每根管子可自由伸縮，來(lái)解決熱補(bǔ)償問(wèn)題?？勺杂缮炜s，來(lái)解決熱補(bǔ)償問(wèn)題。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，管程不易清洗，常為潔凈流體，適用于高特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，管程不易清洗，常為潔凈流體，適用于高壓氣體的換熱。壓氣體的換熱。 U型管式列管換熱器工作示意圖型管式列管換熱器工作示意圖4 4）填料函式）填料函式換熱器換熱器 一端可以自由滑動(dòng)

50、，但密封是靠填料函，結(jié)構(gòu)比浮頭稍簡(jiǎn)一端可以自由滑動(dòng)，但密封是靠填料函，結(jié)構(gòu)比浮頭稍簡(jiǎn)單。在殼程流體壓力較高時(shí)，它易泄漏，特別對(duì)于易燃、易爆、單。在殼程流體壓力較高時(shí)，它易泄漏，特別對(duì)于易燃、易爆、易揮發(fā)有毒的流體是不適合的，化工廠內(nèi)很少應(yīng)用。易揮發(fā)有毒的流體是不適合的，化工廠內(nèi)很少應(yīng)用。填料函式換熱器填料函式換熱器活動(dòng)管活動(dòng)管板板填料壓蓋填料壓蓋填料填料填料函填料函縱向隔板縱向隔板填料函式換熱器填料函式換熱器5 5） 列管式換熱器的常見(jiàn)故障與處理方法列管式換熱器的常見(jiàn)故障與處理方法故障產(chǎn)生原因處理方法傳熱效率下降列管結(jié)垢清洗管子殼體內(nèi)不凝汽或冷凝液增多排放不凝汽和冷凝液列管、管路或閥門(mén)堵塞檢查

51、清理振動(dòng)殼程介質(zhì)流動(dòng)過(guò)快調(diào)節(jié)流量管路振動(dòng)所致加固管路管束與折流板的結(jié)構(gòu)不合理改進(jìn)設(shè)計(jì)機(jī)座剛度不夠加固機(jī)座管板與殼體連接處開(kāi)裂焊接質(zhì)量不好清除補(bǔ)焊外殼歪斜，連接管線(xiàn)拉力或推力過(guò)大重新調(diào)整找正腐蝕嚴(yán)重，外殼壁厚減薄鑒定后修補(bǔ)管束、脹口滲漏管子被折流板磨破堵塞或換管殼體和管束溫差過(guò)大補(bǔ)脹或焊接管口腐蝕或脹（脹）接質(zhì)量差換管或補(bǔ)脹、板式換熱器、板式換熱器 平板式換熱器平板式換熱器 冷熱流體在板片的兩側(cè)流過(guò)，通過(guò)板片換熱。板上可被壓制成多種形冷熱流體在板片的兩側(cè)流過(guò)，通過(guò)板片換熱。板上可被壓制成多種形狀的波紋，可增加剛性；提高湍動(dòng)程度；增加傳熱面積；易于液體的均勻狀的波紋，可增加剛性；提高湍動(dòng)程度；增加

52、傳熱面積；易于液體的均勻分布。分布。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：傳熱效率高，總傳熱系數(shù)大，結(jié)構(gòu)緊湊，操作靈活，安裝檢修方便。傳熱效率高，總傳熱系數(shù)大，結(jié)構(gòu)緊湊，操作靈活，安裝檢修方便。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：耐溫、耐壓性較差，易滲漏，處理量小。耐溫、耐壓性較差，易滲漏，處理量小。板式換熱器工作示意圖板式換熱器工作示意圖板式換熱器板式換熱器板翅式換熱器板翅式換熱器 板翅式換熱器是一種傳熱效果好，更為緊湊的板式板翅式換熱器是一種傳熱效果好，更為緊湊的板式換熱器。換熱器。 板翅式換熱器板翅式換熱器的基本結(jié)構(gòu)，是由于平隔板和各種型的基本結(jié)構(gòu)，是由于平隔板和各種型式的翅片構(gòu)成板束組裝而成。在兩塊平行薄金屬板（平式的翅片構(gòu)成板束組裝

53、而成。在兩塊平行薄金屬板（平隔板）間，夾入波紋狀或其他形狀的翅片，兩邊以側(cè)條隔板）間，夾入波紋狀或其他形狀的翅片，兩邊以側(cè)條密封，即組成為一個(gè)單元體。各個(gè)單元體又以不同的疊密封，即組成為一個(gè)單元體。各個(gè)單元體又以不同的疊積適當(dāng)排列，并用釬焊固定，成為常用的逆流或錯(cuò)流式積適當(dāng)排列，并用釬焊固定，成為常用的逆流或錯(cuò)流式板翅式換熱器組裝件，或稱(chēng)為板束。再將帶有集流進(jìn)出板翅式換熱器組裝件，或稱(chēng)為板束。再將帶有集流進(jìn)出口的集流箱焊接到板束上，就成為板翅式換熱器?？诘募飨浜附拥桨迨?，就成為板翅式換熱器。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)高度緊湊，傳熱效率高，允許較高的操作壓：結(jié)構(gòu)高度緊湊，傳熱效率高，允許較高的操作壓力。

54、力。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：制造工藝復(fù)雜，檢修清洗困難。：制造工藝復(fù)雜，檢修清洗困難。 板翅式換熱器板翅式換熱器螺旋板式換熱器工作示意圖螺旋板式換熱器工作示意圖七、儲(chǔ)存壓力容器及其它設(shè)備七、儲(chǔ)存壓力容器及其它設(shè)備、臥式圓柱形儲(chǔ)罐、臥式圓柱形儲(chǔ)罐 臥式圓柱形儲(chǔ)罐簡(jiǎn)稱(chēng)臥式儲(chǔ)罐或臥罐，可分為地面臥式儲(chǔ)臥式圓柱形儲(chǔ)罐簡(jiǎn)稱(chēng)臥式儲(chǔ)罐或臥罐，可分為地面臥式儲(chǔ)罐與地下臥式儲(chǔ)罐。罐與地下臥式儲(chǔ)罐。臥式圓柱形儲(chǔ)罐臥式圓柱形儲(chǔ)罐、立式平底筒形儲(chǔ)罐、立式平底筒形儲(chǔ)罐 這類(lèi)固定式儲(chǔ)罐屬于大型倉(cāng)儲(chǔ)式常壓或低壓存儲(chǔ)設(shè)備，主這類(lèi)固定式儲(chǔ)罐屬于大型倉(cāng)儲(chǔ)式常壓或低壓存儲(chǔ)設(shè)備，主要用于儲(chǔ)存壓力不大于要用于儲(chǔ)存壓力不大于0.1MPa0.1MPa的

55、消防水、石油、汽油等常溫條的消防水、石油、汽油等常溫條件下飽和蒸汽壓較低的物料。件下飽和蒸汽壓較低的物料?？煞譃榭煞譃楣潭攦?chǔ)罐固定頂儲(chǔ)罐和和浮頂儲(chǔ)罐浮頂儲(chǔ)罐。立式平底筒形儲(chǔ)罐立式平底筒形儲(chǔ)罐進(jìn)料口進(jìn)料口進(jìn)料口進(jìn)料口出料口出料口安裝液位計(jì)安裝液位計(jì)人孔人孔、球形儲(chǔ)罐、球形儲(chǔ)罐南極板南極板立桿立桿頂部平臺(tái)頂部平臺(tái)北極板北極板赤道帶板赤道帶板螺旋盤(pán)梯螺旋盤(pán)梯上溫帶板上溫帶板中間平臺(tái)中間平臺(tái)支柱支柱下溫帶板下溫帶板球形儲(chǔ)罐球形儲(chǔ)罐、壓力容器的安全附件、壓力容器的安全附件 壓力壓力容器的安全附件是為防止容器超溫、超壓、超負(fù)荷而裝設(shè)容器的安全附件是為防止容器超溫、超壓、超負(fù)荷而裝設(shè)在設(shè)備上的一種安全裝置。壓力容器的安全附件較多，但最常用的在設(shè)備上的一種安全裝置。壓力容器的安全附件較多，但最常用的安全附件有安全泄壓裝置（安全閥、爆破安全附件有安全泄壓裝置（安全閥、爆破片、防爆帽片、防爆帽）、壓力表、）、壓力表、液位計(jì)等液位計(jì)等。安全泄壓裝置安全泄壓裝置 安全安全泄壓裝置是為保證壓力容器安全運(yùn)行，防止它超壓的一種器具。泄壓裝置是為保證壓力容器安全運(yùn)行，防止它超壓的一種器具。常見(jiàn)常見(jiàn)的安全泄壓裝置有的安全泄壓裝置有安全閥、爆破片和防爆帽安全閥、爆破片和防爆帽。功能：功能：當(dāng)容器在正常工作壓力下運(yùn)行時(shí)，保持嚴(yán)密不漏，若容當(dāng)容器在正常工作壓力下運(yùn)行時(shí)，保持嚴(yán)密不漏，若容器內(nèi)壓力一旦超過(guò)規(guī)定，則