第四章-設(shè)備的工藝設(shè)計及化工設(shè)備圖課件

第四章設(shè)備的工藝設(shè)計與選型

分類：

1）一類稱標準設(shè)備或定型設(shè)備；2）一類稱非標準設(shè)備或非定型設(shè)備。

化工設(shè)備工藝設(shè)計，對于定型和標準設(shè)備來說就是選型，對于非標準設(shè)備來說就是通過化工計算，提出型式、材料、尺寸和其它一些要求，由化工設(shè)備專業(yè)進行工程機械加工設(shè)計，由有關(guān)機械加工廠制造。

1.標準設(shè)備或定型設(shè)備，是成批系列生產(chǎn)的設(shè)備，可現(xiàn)成購買。標準設(shè)備有產(chǎn)品目錄或手冊樣本，有各種型號，有不同生產(chǎn)廠家。工藝設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)生產(chǎn)需要，計算并選擇某種型號，以便訂貨。2.非定型標準設(shè)備，需專門設(shè)計和特殊設(shè)備。非標準設(shè)備也是化工廠生產(chǎn)中大量存在的設(shè)備，它是化工廠生產(chǎn)的一種特色，非標準設(shè)備工藝設(shè)計就是根據(jù)工藝要求，通過工藝計算提出、材料、尺寸和其他一些具體要求。再由化工設(shè)備專業(yè)進行機械設(shè)計，由有關(guān)工廠進行制造。在設(shè)計非標準設(shè)備時，應(yīng)盡量采用已經(jīng)標準化的圖紙。第四章設(shè)備的工藝設(shè)計與選型分類：1.標準設(shè)備或定型設(shè)1設(shè)備工藝設(shè)計的內(nèi)容

1．結(jié)合流程確定化工單元操作所需設(shè)備類型；

2．確定設(shè)備材質(zhì)；3．確定設(shè)備的設(shè)計參數(shù)；4．確定標準設(shè)備的型號和臺數(shù)；

5．確定標準圖的圖號和型號；6．非標設(shè)備，向(機械設(shè)計)專業(yè)提設(shè)計條件；7．匯總列出設(shè)備一覽表。8.同設(shè)備專業(yè)設(shè)計人員進行圖紙會簽。

設(shè)備工藝設(shè)計的內(nèi)容1．結(jié)合流程確定化工單元操作所需設(shè)備2第二節(jié)物料輸送設(shè)備分類液體物料輸送設(shè)備各種泵2.氣體物料輸送、壓縮、制冷設(shè)備風機、壓縮機、真空泵、制冷機等3.液體物料輸送設(shè)備第二節(jié)物料輸送設(shè)備分類3第三節(jié)泵的設(shè)計與選型通常把提升液體、輸送液體或使液體增加壓力，即把原動機的機械能變?yōu)橐后w能量從而達到抽送液體目的的機器統(tǒng)稱為泵。第三節(jié)泵的設(shè)計與選型通常把提升液體、輸送液體或使4（1）泵型（1）泵型5泵的不同用途、不同的輸送液體介質(zhì)、不同流量、揚程的范圍，泵的結(jié)構(gòu)型式也不一樣，材料也不同。選用時考慮物料基本性質(zhì)、生產(chǎn)的工藝過程和動力、環(huán)境等流量大而揚程不高→單級離心泵流量不大而揚程高→多級離心泵或往復(fù)泵輸送有腐蝕性介質(zhì)→耐腐蝕泵輸送昂貴液體、劇毒或具有放射性能的液體→完全不泄漏、無軸封的屏蔽泵要求精確進料→計量泵或塞住泵泵的不同用途、不同的輸送液體介質(zhì)、不同流量、揚程的范圍，泵的6（2）選泵的流量和揚程①流量的確定和計算選泵時以最大流量為基礎(chǔ)，正常流量乘安全系數(shù)。②揚程的確定和計算單位重量液體通過泵所獲得的能量叫揚程。即用來克服兩端（進出口）容器的位能差，兩端容器上靜壓力差，兩端全系統(tǒng)的管道、管件和裝置的阻力損失，以及兩端的速度差引起的動能差。（伯努利方程計算）計算結(jié)果要放大5%~10%。（2）選泵的流量和揚程7（3）確定泵的安裝高度（4）確定泵的臺數(shù)和備用率一般只設(shè)一臺泵。輸送泥漿或含有固體顆粒及其他雜質(zhì)的泵和一些重要操作崗位用泵應(yīng)設(shè)有備用泵。對于大型的連續(xù)化流程，可適當提高泵的備用率，而對于間歇操作，泵的維修簡易，操作很成熟的常常不考慮備用泵。（3）確定泵的安裝高度8（5）校核泵的軸功率泵的樣本上給定的功率和效率是水試驗結(jié)果，輸送介質(zhì)不是清水時，應(yīng)考慮密度、粘度、等對泵的流量、揚程性能的影響。離心泵的軸功率是指電機輸入到泵軸的功率。流體從泵獲得的實際功率為泵的有效功率，由泵的流量和揚程求得有效功率與軸功率的比值為離心泵的效率（5）校核泵的軸功率有效功率與軸功率的比值為離心泵的效率9各種泵的特性各種泵的特性10第三節(jié)泵的設(shè)計與選型泵的技術(shù)指標：

1．型號；2．揚程；3．流量；4．必需汽蝕余量；5．功率與效率。第三節(jié)泵的設(shè)計與選型泵的技術(shù)指標：11選泵的工作方法和基本程序1．列出選泵的崗位和介質(zhì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；2.確定選泵的流量和揚程；3．選擇泵的類型，確定具體型號；

4．換算泵的性能；

5．確定泵的安裝高度；

6．確定泵的臺數(shù)和備用率；7．校核泵的軸功率選定泵的材料及軸封；8．確定冷卻水或驅(qū)動蒸汽的耗用量；9．選用電動機；10．填寫選泵規(guī)格表。

選泵的工作方法和基本程序1．列出選泵的崗位和介質(zhì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)12第四節(jié)氣體輸送、壓縮設(shè)備的設(shè)計與選型

一、分類(1)通風機(壓力<0.115MPa,分軸流風機和離心風機）(2)鼓風機(壓力0.115～0.4MPa,羅茨鼓風機和離心鼓風機）(3)壓縮機(壓力>0.4MPa,離心式、螺桿式、往復(fù)式）

(4)制冷機(壓力>0.4MPa,活塞式、離心式、螺桿式、溴化鋰吸收式、氨吸收式）(5)真空泵(壓力接近0MPa,往復(fù)式、水環(huán)、液環(huán)、旋片、噴射）第四節(jié)氣體輸送、壓縮設(shè)備的設(shè)計與選型一、分類13通風機通風機14通風機的選用

一、主要用途用于通風、干燥過程；軸流風機因風壓小，流量大，只用于通風換氣，如涼水塔，空冷器的通風。二、主要技術(shù)參數(shù)1）風量m3/h2)風壓Pa3)功率kw4)效率%

通風機的選用一、主要用途15鼓風機鼓風機16壓縮機壓縮機17制冷機制冷機18第五節(jié)換熱設(shè)備的設(shè)計與選型第五節(jié)換熱設(shè)備的設(shè)計與選型19換熱器換熱器201.按換熱器作用原理分類（1）直接接觸（混合）式換熱器換熱時，熱冷流體發(fā)生接觸和混合，如涼水塔、噴射冷凝器等（2）間壁式換熱器如管殼式換熱器、板式換熱器等。（3）蓄熱式換熱器熱、冷流體交替與固體蓄熱體發(fā)生接觸傳熱。如回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器等。（4）中間載熱體式換熱器通過載熱體在兩個間壁式換熱器之間循環(huán)，實現(xiàn)熱量傳遞。如熱管式換熱器。

一、換熱器的分類1.按換熱器作用原理分類一、換熱器的分類212.按傳熱面形狀和結(jié)構(gòu)分類（1）管式換熱器熱冷流體通過管子壁面進行傳熱。如管殼式、套管式、蛇管式換熱器等。（2）板式換熱器熱冷流體通過板面進行傳熱。如平板式、螺旋板式、板翅式換熱器等。（3）特殊形式換熱器根據(jù)工藝特殊要求設(shè)計。

一、換熱器的分類2.按傳熱面形狀和結(jié)構(gòu)分類一、換熱器的分類22換熱器性能比較表5.5換熱器性能比較表5.523換熱器設(shè)計的一般原則（1）基本要求滿足工藝操作條件能長期運轉(zhuǎn)安全可靠不泄漏維修清洗方便滿足工藝要求的傳熱面積盡量有較高的傳熱效率流體阻力盡量小滿足工藝布置的安裝尺寸等要求換熱器設(shè)計的一般原則24（2）流速①流速較高，可提高傳熱效率，有利于沖刷污垢和沉積；②但流速不能過大，流速過大磨損嚴重，甚至造成設(shè)備振動，影響操作和使用壽命，能量消耗也將增加。流體在直管內(nèi)的常見流速可查看相關(guān)經(jīng)驗數(shù)據(jù)。（2）流速25（3）介質(zhì)流程清洗方便------易結(jié)垢流體走管程流體壓力------高壓流體走管程減少腐蝕機會------腐蝕性大的流體走管程毒性物質(zhì)的泄漏------毒性大的走管程熱能的合理利用------冷卻時，熱流體走殼程蒸汽加熱情況------蒸汽走殼程：排不凝氣、冷凝液，潔凈，減少熱應(yīng)力。流體的粘性------粘性大者走殼程，利用折流擋板增大湍動。（3）介質(zhì)流程26（4）終端溫差考慮換熱器的經(jīng)濟合理和傳熱效率：①終端的溫差應(yīng)在20℃以上；②用水或其他冷卻介質(zhì)冷卻時，冷端溫差可以小一些，但不要低于5℃；③當用冷卻劑冷凝工藝流體時，冷卻劑的進口溫度應(yīng)當高于工藝流體中最高凝點組分的5℃以上；④空冷器的最小溫差應(yīng)大于20℃；⑤冷凝含有惰性氣體的流體時，冷卻劑出口溫度至少比冷凝組分的露點低5℃。（4）終端溫差27（5）壓力降壓力降一般隨操作壓力不同而有一個大致的范圍，參見相關(guān)數(shù)據(jù)。（6）傳熱系數(shù)傳熱面兩側(cè)的傳熱膜系數(shù)相差很大時，a值較小的一側(cè)將成為控制傳熱效果的主要因素，設(shè)計換熱器時，應(yīng)設(shè)法增大該側(cè)的a。計算傳熱面積時，常以a小的一側(cè)為準。（7）污垢系數(shù)（8）盡量選用標準設(shè)計和標準系列（5）壓力降28管殼式換熱器的設(shè)計和系列選用管殼式換熱器是一種傳統(tǒng)的標準換熱設(shè)備，它具有制造方便、選材面廣、適應(yīng)性強、處理量大、清洗方便、運行可靠、能承受高溫高壓等優(yōu)點，是工廠中應(yīng)用最廣泛的換熱設(shè)備管殼式換熱器的設(shè)計和系列選用管殼式換熱器是一種傳統(tǒng)29第四章--設(shè)備的工藝設(shè)計及化工設(shè)備圖課件30塔器的選型與設(shè)計

塔設(shè)備是一種應(yīng)用極為廣泛的氣液、液液傳質(zhì)設(shè)備，主要應(yīng)用于化工、醫(yī)藥等行業(yè)中的吸收、精餾、萃取等工段。第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型塔器的選型與設(shè)計第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型31塔的類型：按接觸方式分連續(xù)接觸式，填料塔逐級接觸式，板式塔第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型1．板式塔諸如篩板塔、柵板塔、舌形板塔、斜孔板塔、波紋板塔、泡罩塔、浮閥塔、噴射板塔、穿流板塔、浮動噴射板塔等。

2．填料塔如金屬鮑爾環(huán)填料塔、波網(wǎng)填料塔。常用的填料有拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、矩鞍型填料、階梯型填料、波紋填料、波網(wǎng)(絲網(wǎng))填料、螺旋環(huán)、十字環(huán)填料等。塔的類型：第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型1．板式塔2．填料塔32浮閥塔浮閥塔33板式塔第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型板式塔第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型34波紋填料鮑爾環(huán)填料填料塔第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型波紋填料鮑爾環(huán)填料填料塔第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型351．塔型選擇基本原則①生產(chǎn)能力大，彈性好。②滿足工藝要求，分離效率高。③運轉(zhuǎn)可靠性高，操作、維修方便。④結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，造價較低。⑤塔壓降小。對于真空塔或要求塔壓降低的塔來說，壓降小的意義更為明顯。通常選擇塔型未必能滿足所有的原則，應(yīng)抓住主要矛盾，最大限度滿足工藝要求。第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型1．塔型選擇基本原則第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型36第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型（三）設(shè)計一般步驟1．確定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（進料量、組成，狀態(tài)；產(chǎn)品的質(zhì)量和收率；物性數(shù)據(jù)等）。

2．選擇合適的工藝流程。

3．選擇塔設(shè)備的形式。

4．確定塔的操作壓力及溫度。

5．計算塔高塔徑。

6．塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計。7．塔的流體力學(xué)計算。第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型（三）設(shè)計一般步驟372．填料塔設(shè)計程序(1)匯總設(shè)計參數(shù)和物性數(shù)據(jù)處理。(2）選用填料。填料是填料塔內(nèi)汽一液接觸的核心元件。填料類型和填料層的高度直接影響傳質(zhì)效果。因而，選擇填料是填料塔設(shè)計的一個重要內(nèi)容。(3)確定塔徑D

式中

V——氣體的體積流量，m3/s；u——操作氣速，m/s。（4）計算填料塔壓降。（5）驗算。塔內(nèi)的噴淋密度應(yīng)按實際塔徑驗算塔內(nèi)的噴淋密度是否大于最小噴淋密度。如果噴淋密度太小，將不能保證填料充分潤濕，應(yīng)重新調(diào)整計算。第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型2．填料塔設(shè)計程序式中

V——氣體的體積流量，m3/s；u38（7）計算塔的總高度HH=Hd+Z+(n-1)Hf+Hb式中

Hd——塔頂空間高度（不包括封頭），mHf——液體再分布器的空間高度，m

Hb——塔底空間高度，m

n——填料層分層數(shù)。(6）計算填料層高度Z。填料層高度的計算是填料塔設(shè)計中重要的一環(huán)。有許多計算方法和經(jīng)驗公式，通常采用“傳質(zhì)單元法”和“等板高度法”。第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型（7）計算塔的總高度HH=Hd+Z+(n-1)Hf+Hb式中39(8）塔的其他附件設(shè)計和選定①支撐板。填料層底部支撐板常被設(shè)計者忽視，而造成阻力過大，特別是孔板式支撐尤為明顯。一般要求滿足兩個條件，即自由截面積不小于填料的空隙率，支撐板強度足以支承填料重量。②液體噴淋裝置。它直接影響到塔內(nèi)填料表面的有效利用率。噴淋裝置形式很多，常見的有彎管式、缺口管式、多孔直管式、蓮蓬頭式噴灑器、分布盤等。③液體再分布裝置。為了防止液相沿塔壁運行，每隔一定高度要有液體再分布裝置。常見的有截錐式和升氣管式分布器。④氣體分布器。為保證氣體分布的均勻性，對于價500mm以下的小塔，進氣管可伸至塔中心，末端截成45o向下，使氣流轉(zhuǎn)折而上；對于大塔，可以制成向下的喇叭形擴大口，或制成盤管式。⑤除霧器。當空塔氣速較大時，塔頂噴淋裝置可能產(chǎn)生濺液或者工藝過程嚴格要求氣相中不允許夾帶霧沫，則應(yīng)設(shè)計除霧裝置。常用除霧裝置有折板除霧器、絲網(wǎng)除霧器、旋流板除霧器，或者在液相噴淋裝置與氣體出口之間裝有一段干填料實施填料除霧等。(9)繪制塔設(shè)備結(jié)構(gòu)圖，向設(shè)備專業(yè)提供工藝設(shè)計條件繪制塔設(shè)備簡圖，并標注必要的尺寸，注明各管口的位置等。第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型(8）塔的其他附件設(shè)計和選定第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型403．板式塔設(shè)計程序(1)匯總設(shè)計參數(shù)和物性數(shù)據(jù)。(2)選擇板式塔的塔板結(jié)構(gòu)常根據(jù)物料特性、分離要求來確定塔板結(jié)構(gòu)。

為了便于設(shè)備設(shè)計和制造，在滿足工藝要求條件下，原化工部有關(guān)部門將一些塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)加以系列化，設(shè)計時可以直接選用。(3)進行工藝計算(4)塔徑計算(5)塔節(jié)上人孔、手孔的確定。(6)塔高確定。(7)塔內(nèi)流體力學(xué)核算，作負荷性能圖。(8)輔助裝置選型設(shè)計。(9)繪制塔設(shè)備草圖和設(shè)備設(shè)計條件圖，包括支承、開口方位、人孔、手孔位置等。第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型3．板式塔設(shè)計程序第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型41第七節(jié)貯罐容器的設(shè)計與選型一、貯罐的類型

1.根據(jù)形狀來劃分（方形貯罐、圓筒形罐、球形罐和特殊形貯罐(如橢圓形、半橢圓形)每種型式又按封頭形式不同，分為若干種型式。常見的封頭有平板、錐形、球形、碟形、橢圓形等。有些容器如氣柜、浮頂式貯罐、其頂部(封頭)是可以升降浮動的。）

2.按制造材質(zhì)分（有鋼，有色金屬和非金屬材質(zhì)之分。）

3.按用途分（貯存，計量，回流，中間周轉(zhuǎn)，緩沖，混合等）第七節(jié)貯罐容器的設(shè)計與選型一、貯罐的類型42平底平蓋貯罐例如：立式平底平蓋容器，設(shè)計壓力為常壓，公稱容積VN0.06m2，公稱直徑DN400。標記為：R21A-00-1平底平蓋貯罐例如：43平底錐蓋貯罐平底錐蓋貯罐44立式圓底圓蓋貯罐立式圓底圓蓋貯罐45立式錐底橢圓蓋貯罐立式錐底橢圓蓋貯罐46臥式橢圓封頭貯罐臥式橢圓封頭貯罐47臥式橢圓封頭貯罐臥式橢圓封頭貯罐48貯罐設(shè)計的一般程序1.匯集工藝設(shè)計數(shù)據(jù)2.選擇容器材料3.容器型式的選用4.容積計算5.確定貯罐基本尺寸6.選擇標準型號7.開口和支座8.繪制設(shè)備草圖(條件圖)標注尺寸，提出設(shè)計條件和訂貨要求貯罐設(shè)計的一般程序1.匯集工藝設(shè)計數(shù)據(jù)49第八節(jié)反應(yīng)器選型設(shè)計第八節(jié)反應(yīng)器選型設(shè)計50反應(yīng)器設(shè)計要點

在反應(yīng)器設(shè)計時，除了通常說的要求“合理、先進、安全、經(jīng)濟”的原則，還要，考慮下列設(shè)計要點：

1．保證物料轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)時間。2．滿足物料和反應(yīng)的熱傳遞要求。3．設(shè)計適當?shù)臄嚢杵骱皖愃谱饔玫臋C構(gòu)。4．注意材質(zhì)選用和機械加工要求。反應(yīng)器設(shè)計要點在反應(yīng)器設(shè)計時，除了通常說的要求“合理51在化工生產(chǎn)中，化學(xué)反應(yīng)的種類很多，操作條件差異很大，物料的聚集狀態(tài)也各不相同，使用反應(yīng)器的種類也是多種多樣。一般可按用途、操作方式、結(jié)構(gòu)型式等進行分類，最常見的是按結(jié)構(gòu)型式分類，可分為釜式反應(yīng)器、管式反應(yīng)器、塔式反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器等。反應(yīng)設(shè)備的類型在化工生產(chǎn)中，化學(xué)反應(yīng)的種類很多，操作條件差異很大，物料的聚521.釜式反應(yīng)器

釜式反應(yīng)器也稱槽式、鍋式反應(yīng)器，它是各類反應(yīng)器中結(jié)構(gòu)較為簡單且應(yīng)用較廣的一種。主要應(yīng)用于液—液均相反應(yīng)過程。在化工生產(chǎn)中，既適用于間歇操作過程，又可單釜或多釜串聯(lián)用于連續(xù)操作過程，但在間歇生產(chǎn)過程應(yīng)用最多。釜式反應(yīng)器具有適用的溫度和壓力范圍寬、適應(yīng)性強、操作彈性大、連續(xù)操作時溫度濃度容易控制、產(chǎn)品質(zhì)量均一等特點。但用在較高轉(zhuǎn)化率工藝要求時，需要較大容積。通常在操作條件比較緩和的情況下操作，如常壓、溫度較低且低于物料沸點時，應(yīng)用此類反應(yīng)器最為普遍。1.釜式反應(yīng)器

532.管式反應(yīng)器

管式反應(yīng)器主要用于氣相、液相、氣—液相連續(xù)反應(yīng)過程。操作時，物料自一端連續(xù)加入，在管中連續(xù)反應(yīng)，從另一端連續(xù)流出，便達到了要求的轉(zhuǎn)化率。由于管式反應(yīng)器能承受較高的壓力，故用于加壓反應(yīng)尤為合適。此種反應(yīng)器具有容積小、比表面大、返混少、反應(yīng)混合物連續(xù)性變化、易于控制等優(yōu)點。但若反應(yīng)速度較慢時，則有所需管子長、壓降較大等不足。管式反應(yīng)器的長徑比較大，與釜式反應(yīng)器相比在結(jié)構(gòu)上差異較大，有直管式、盤管式、多管式等。2.管式反應(yīng)器

54管式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖管式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖553.塔式反應(yīng)器塔式反應(yīng)器的長徑比介于釜式和管式之間。主要用于氣—液反應(yīng)，常用的有鼓泡塔、填料塔、板式塔。最常用的是鼓泡塔式反應(yīng)器。3.塔式反應(yīng)器561—分布格板；2—夾套；3—氣體分布器；4—塔體；5—擋板；6—塔外換熱器；7—液體捕集器；8—擴大段鼓泡塔反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖1—分布格板；2—夾套；3—氣體分布器；4—塔體；鼓泡塔反應(yīng)57

4.固定床反應(yīng)器固定床反應(yīng)器是指流體通過靜止不動的固體物料所形成的床層而進行化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備。以氣-固反應(yīng)的固定床反應(yīng)器最常見。

4.固定床反應(yīng)器585.流化床反應(yīng)器細小的固體顆粒被流動著的流體攜帶，具有像流體一樣自由流動的性質(zhì)，此種現(xiàn)象稱為固體的流態(tài)化。一般把反應(yīng)器和在其中呈流態(tài)化的固體催化劑顆粒合在一起，稱為流化床反應(yīng)器。流化床反應(yīng)器多用于氣-固反應(yīng)過程。當原料氣通過反應(yīng)器催化劑床層時，催化劑顆粒受氣流作用而懸浮起來呈翻滾沸騰狀，原料氣在處于流態(tài)化的催化劑表面進行化學(xué)反應(yīng)，此時的催化劑床層即為流化床，也叫沸騰床。流化床反應(yīng)器的形式很多，但一般都有殼體、內(nèi)部構(gòu)件、固體顆粒裝卸設(shè)備及氣體分布、傳熱、氣固分離裝置等構(gòu)成。流化床反應(yīng)器也可根據(jù)床層結(jié)構(gòu)分為圓筒式、圓錐式和多管式等類型。5.流化床反應(yīng)器59釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計1.釜式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)(1)釜體及封頭(2)換熱裝置(3)攪拌器(4)軸密封裝置(5)工藝接管釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計1.釜式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)60釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計2.釜式反應(yīng)器的選型設(shè)計步驟(1)確定反應(yīng)釜操作方式(2)匯總設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(3)計算反應(yīng)釜體積(4)確定反應(yīng)釜體積和臺數(shù)(5)反應(yīng)釜直徑和筒體高度、封頭確定(6)傳熱面積計算和核校(7)攪拌器設(shè)計(8)管口和開孔設(shè)計，確定其它設(shè)施(9)軸密封裝置(10)畫出反應(yīng)器工藝設(shè)計草圖(條件圖)，或選出型號。釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計2.釜式反應(yīng)器的選型設(shè)計步驟61經(jīng)驗法計算反應(yīng)器體積1.間歇槽式反應(yīng)器體積的計算

VR＝V0τ/或VR＝Gτ//ρ

VR——反應(yīng)器的有效體積，m3；V0——平均每小時加入物料的體積，m3／h；τ/——每批操作所需的時間，h;G——平均每小時加入物料的質(zhì)量，kg／h；ρ——反應(yīng)物料的密度，kg／m3。經(jīng)驗法計算反應(yīng)器體積1.間歇槽式反應(yīng)器體積的計算62經(jīng)驗法計算反應(yīng)器體積反應(yīng)器的體積：

VP＝VR/ψ

式中：VP——反應(yīng)器體積，m3；ψ一裝填系數(shù)。通常由經(jīng)驗確定。一般采用0.7～0.75。經(jīng)驗法計算反應(yīng)器體積反應(yīng)器的體積：631.筒體的高徑比夾套反應(yīng)器罐體尺寸示意

攪拌反應(yīng)器的高徑比種類罐內(nèi)物料類型高徑比H/Di一般攪拌罐液-液相、液-固相1～1.3氣-液相1～2聚合釜懸浮液、乳化液2.08～3.85發(fā)酵罐類發(fā)酵液1.7～2.5在已知反應(yīng)器的操作容積后，首先要確定罐體適宜的高徑比，這需要考慮以下幾點。（1）由于攪拌功率在一定條件下與攪拌器直徑的5次方成正比，所以從減少攪拌功率的角度考慮，高徑比可取得大一些。（2）若采用夾套傳熱結(jié)構(gòu)，從傳熱角度看，希望高徑比可取得大一些；當容積一定時，高徑比大、罐體就高，盛料部分表面積大、傳熱面積也就大。（3）要考慮物料的狀態(tài)，對發(fā)酵類物料，為了使通入罐內(nèi)的空氣與發(fā)酵物料充分接觸，高徑比應(yīng)取得大一些。1.筒體的高徑比夾套反應(yīng)器罐體尺寸示意攪拌反應(yīng)器的高徑比罐64為了便于計算，在初步確定H/Di后，可先忽略封頭的容積，近似計算出罐體的容積。即≈由此導(dǎo)出內(nèi)直徑為：

將式（1）計算的結(jié)果圓整為標準直徑，再代入式（2）中計算出罐體的高度，即

式中V—罐體容積，mm3；

V0—罐體操作容積，V0=ηV，mm3；

η—裝料系數(shù)；

Vk—兩封頭容積，mm3。再將按式（2）計算出來的H值圓整，看H/Di是否符合表5-2的要求，若差別較大，則需要重新調(diào)整直徑和高度，直至滿足一切為止。（1）（2）2.直徑及高度確定為了便于計算，在初步確定H/Di后，可先忽略封頭的容積，近似65第九節(jié)分離設(shè)備的選型主要分離設(shè)備1）離心機；2）過濾機；3）除塵器。第九節(jié)分離設(shè)備的選型66第四章設(shè)備的工藝設(shè)計及化工設(shè)備圖第四章設(shè)備的工藝設(shè)計及化工設(shè)備圖67第三節(jié)化工設(shè)備圖一、化工設(shè)備圖的基本知識

(1)工程圖表示設(shè)備的化工工藝特性、使用特性、制造要求的圖紙。它依據(jù)工藝數(shù)據(jù)表編成，用于基礎(chǔ)設(shè)計審核、設(shè)備詢價、訂貨和制造，以及向相關(guān)專業(yè)提出設(shè)計條件。圖紙布置見圖4-1.

第三節(jié)化工設(shè)備圖一、化工設(shè)備圖的基本知識(1)工程圖68圖4-1工程圖的布置圖4-1工程圖的布置69圖4-2裝配圖的布置圖4-2裝配圖的布置70(2)施工圖供設(shè)備制造、安裝、生產(chǎn)使用的圖紙(最終使用為竣工圖)，施工圖由下列部分組成：a.裝配圖表示設(shè)備的全貌、組成和特性的圖樣，它表達設(shè)備各主要部分的結(jié)構(gòu)特征、裝配和連接關(guān)系、特征尺寸、外形尺寸、安裝尺寸及對外連接尺寸、技術(shù)要求等。b.部件圖表示可拆或不可拆部件的結(jié)構(gòu)、尺寸，以及所屬零部件之間的關(guān)系、技術(shù)特性和技術(shù)要求等資料的圖樣。(2)施工圖71（a）（b）圖4-3部件圖的布置（a）（b）圖4-3部件圖的布置72c.零件圖

表示零件的形狀、尺寸、加工，以及熱處理和檢驗等資料的圖樣。

圖4-4零件圖的布置（a）（b）c.零件圖

表示零件的形狀、尺寸、加工，以及熱73d.零部件圖

由零件圖、部件圖組成的圖樣。 圖4-5零部件圖的布置 圖4-6特殊工具圖的布置d.零部件圖

由零件圖、部件圖組成的圖樣。74e.表格圖用表格表示多個形狀相同．尺寸不同的零件的圖樣。f.特殊工具圖表示設(shè)備安裝、試壓和維修時使用的特殊工具的圖樣。

e.表格圖用表格表示多個形狀相同．尺寸不同的零件的圖樣。75g.標準圖(或通用圖)

指國家部門和各設(shè)計單位編制的化工設(shè)備上常用零部件的標準圖和通用圖。圖4-7標準圖的布置 g.標準圖(或通用圖)

指國家部門和各設(shè)計單位編制的76h.梯子平臺圖

支承于設(shè)備外壁上的梯子、平臺結(jié)構(gòu)的圖樣。圖4-8梯子平臺圖和預(yù)焊件圖的布置h.梯子平臺圖

支承于設(shè)備外壁上的梯子、平臺結(jié)構(gòu)77i.預(yù)焊件圖設(shè)備外壁上保溫、梯子、平臺、管線支架等安裝前在設(shè)備外壁上需預(yù)先焊接的零件的圖樣。j.管口方位圖設(shè)備上管口、支耳、吊耳、人孔吊柱、板式塔降液波板、換熱器折流板缺口位置；地腳螺栓、接地板、梯子及銘牌等方位的圖樣。k.技術(shù)要求設(shè)備在制造、試驗、驗收時應(yīng)遵守的條款和文件。i.預(yù)焊件圖78l.計算書設(shè)備強度、剛度等的計算文件。當用計算機計算時，應(yīng)將輸入數(shù)據(jù)和計算結(jié)果作為計算文件。m.說明書設(shè)備結(jié)構(gòu)原理、技術(shù)特性、制造、安裝、運輸、使用、維護、檢修及其它需說明的文件。n.圖紙目錄每個設(shè)備的圖紙及技術(shù)文件的全套設(shè)計文件的清單。l.計算書79(3)圖紙的幅面和文字

工程圖一般為A2或A3；施工圖一般為A1，A1、A2、A3、A4的加長或加寬幅面盡量不用。A3幅面不允許單獨豎放，A4幅面不允許橫放，A5幅面不允許單獨存在。字體應(yīng)符合GB/T14691規(guī)定，采用下列字體。a．文字、漢字為仿宋體，拉丁字母(英文字母)為B型直體。b．阿拉伯數(shù)字為B型直體1、2、3……。c．放大圖序號為B型直體羅馬數(shù)字I、II、III……。d．焊縫序號為阿拉伯數(shù)字。e.焊縫符號及代號按國標或行業(yè)標準。f．標題放大圖用漢字表示。g．剖視圖、向視圖符號以大寫英文字母表示：如A向、A—A、B—B等。(3)圖紙的幅面和文字工程圖一般為A2或A3；80表4-6常用管口符號管口名稱或用途手孔液位計口液位開關(guān)口液位變送器口人孔壓力計口壓力變送器口在線分析口安全閥接口溫度計口溫度計口(現(xiàn)場)裙座排氣口裙座入口管口符號HWLSLTMPIPTQESVTETIVSWh．管口符號以大寫的英文字母A、B、C……表示。常用管口符號推薦按表所示。同一用途、規(guī)格的管口，數(shù)量以下標1、2、3表示．如TI1~2、LG1~2等。表4-6常用管口符號手孔液位計口液位開關(guān)口液位變送器口人孔81二、化工設(shè)備圖的基本內(nèi)容

一份完整的化工設(shè)備圖，除繪有設(shè)備本身的各種視圖外，應(yīng)有如下基本內(nèi)容:

1.標題欄2.明細欄3.管口表4.設(shè)計數(shù)據(jù)表5.技術(shù)要求6.簽署欄7.注8.其他二、化工設(shè)備圖的基本內(nèi)容一份完整的化工設(shè)821．標題欄

本欄主要為說明本張圖紙的主題，包括：設(shè)計單位名稱，設(shè)備(項目)名稱，本張圖紙名稱，圖號，資質(zhì)等級，比例，圖紙張數(shù)(共

張、第

張)等，可分為4種。圖4-9（a）標題欄1的內(nèi)容和尺寸標題欄1（又名圖紙標題欄）。1．標題欄

本欄主要為說明本張圖紙的主題，包括：設(shè)計單位名稱83b.標題欄2（又名技術(shù)文件標題欄），用于技術(shù)文件(專用技術(shù)要求、計算書、說明書、圖紙目錄等)的首頁。圖4-9（b）標題欄2的內(nèi)容和尺寸b.標題欄2（又名技術(shù)文件標題欄），用于技術(shù)文件(專用技術(shù)要84c.標題欄3(又名工程圖標題欄)，用于工程圖。圖4-9（c）標題欄3的內(nèi)容和尺寸c.標題欄3(又名工程圖標題欄)，用于工程圖。圖4-9（c）85d.標題欄4(又名標準圖標題欄)，用于標準圖(復(fù)用圖)。

圖4-9（d）標題欄4的內(nèi)容和尺寸d.標題欄4(又名標準圖標題欄)，用于標準圖(復(fù)用圖)。圖862.明細欄

明細表是說明組成本張圖紙的各部件的詳細情況，分為3種。

明細欄1，用于裝配圖及零件圖。2.明細欄

明細表是說明組成本張圖紙的各部件的詳細情87b.明細欄2，用于零部件圖。c.明細欄3，用于管口零件明細欄。b.明細欄2，用于零部件圖。c.明細欄3，用于管口零件明細欄883.管口表管口表是將本設(shè)備的各管口用英文小寫字母從上至下按順序填入表中，以明確各管的位置和規(guī)格等，具體見下表（兩個尺寸中，小尺寸用于工程圖，大尺寸用于施工圖，下同）：3.管口表894.設(shè)計數(shù)據(jù)表設(shè)計數(shù)據(jù)表是化工設(shè)備圖的一個重要組成部分，補充替代了以往“技術(shù)特性表”。它將設(shè)備的主要設(shè)計、制造、使用的主要參數(shù)(設(shè)計壓力、工作壓力、設(shè)計溫度、工作溫度、各部件的材質(zhì)、焊縫系數(shù)、腐蝕裕度、物料名稱、容器類別及專用化工設(shè)備的接觸物料的特性等)技術(shù)特性以以列表供施工、檢驗、生產(chǎn)中執(zhí)行。又分為工程圖用和施工圖用設(shè)計數(shù)據(jù)表。4.設(shè)計數(shù)據(jù)表設(shè)計數(shù)據(jù)表是化工設(shè)備圖的一個重要組成部分，補90第四章--設(shè)備的工藝設(shè)計及化工設(shè)備圖課件915.技術(shù)要求(1)通用技術(shù)條件通用技術(shù)條件是同類化工設(shè)備在加工、制造、焊接、裝配、檢驗、包裝、防腐、運輸?shù)确矫娴募夹g(shù)規(guī)范，已形成標準，在技術(shù)要求中直接引用。在書寫時，只需注寫“本設(shè)備按×××××(具體寫上某標準的名稱及代號)制造、試驗和驗收”即可。(2)焊接要求化工設(shè)備的焊接工藝十分廣泛，在技術(shù)要求中，通常對焊接接頭型式，焊接方法，焊條(焊絲)、焊劑等提出要求。(3)設(shè)備的檢驗一般有對主體設(shè)備的水壓和氣密性進行試驗，對焊縫的射線探傷，超聲波探傷、磁粉探傷等，這些項目都有相應(yīng)的試驗規(guī)范和技術(shù)指標。(4)其它要求a.機械加工和裝配方面的規(guī)定和要求。b.設(shè)備的油漆、防腐、保溫(冷)、運輸和安裝、填料等要求。5.技術(shù)要求926.簽署欄6.簽署欄937.注常寫在技術(shù)要求的下方。用來補充說明技術(shù)要求范圍外，但又必須作出交待的問題。8.其他(1)一些圖紙中列有修改表和選用表，供在設(shè)備修改及選用時填寫，以便隨時掌握設(shè)備變更和選用的情況。(2)相關(guān)的圖紙簡單目錄，方便檢索。(3)為明確責任，便于聯(lián)系多數(shù)圖紙還在圖左上側(cè)內(nèi)外輪廓線間，列出描圖、校核、及會簽簽字欄。(4)具體細節(jié)請參照GB4457-84、GB4458-84、GB4459-84、GB4460-84（機械制圖和技術(shù)制圖相關(guān)的國家標準）和HG/T20668-2000（化工設(shè)備設(shè)計文件編制規(guī)定）。

7.注常寫在技術(shù)要求的下方。用來補充說明技術(shù)要求范94三、化工設(shè)備圖的表達特點(一)化工設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)特點1.基本形體以回轉(zhuǎn)體為主2.各部結(jié)構(gòu)尺寸大小相差懸殊3.殼體上開孔和管口多4.廣泛采用標準化零部件5.采用焊接結(jié)構(gòu)多6.對材料有特殊要求7.防泄漏安全結(jié)構(gòu)要求高三、化工設(shè)備圖的表達特點(一)化工設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)特點1.基95(二)化工設(shè)備圖的視圖表達特點1.視圖配置靈活2.需注意細部結(jié)構(gòu)的表達(1)局部放大圖(也稱“節(jié)點詳圖”)(2)夸大畫法3.管口和開口數(shù)量多4.設(shè)備長寬比例懸殊的可采用斷開畫法5.簡化畫法使用多6.化工設(shè)備表面普遍采用鍍涂層或襯里加以保護7.部分設(shè)備和零件不需單獨繪制圖樣(二)化工設(shè)備圖的視圖表達特點1.視圖配置靈活961.視圖配置靈活設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)表達：立式設(shè)備一般為主、俯視圖；臥式設(shè)備一般為主、左(右)視圖；在明確表示物體的前提下，使視圖數(shù)量為最少；避免使用虛線表示物體的輪廓及棱線，避免重復(fù)；結(jié)構(gòu)形狀簡單，易于表達的零件，其零件圖可直接畫在裝配圖中適當位置。

1.視圖配置靈活設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)表達：立式設(shè)備一般為主、俯視圖972.需注意細部結(jié)構(gòu)的表達使用局部放大圖和夸大畫法來表達這些細部結(jié)構(gòu)并標注尺寸。(1)局部放大圖(也稱“節(jié)點詳圖”)表達細部結(jié)構(gòu)時，可畫成局部視圖、剖視或剖面等形式。放大比例可按規(guī)定比例，也可不按比例作適當放大，但都要標注清楚。(2)夸大畫法對于折流板、管板、殼體壁厚、墊片及各種管壁厚，在按總體比例縮小。難以表達其厚度，可作適當?shù)目浯螽嫵觥?.需注意細部結(jié)構(gòu)的表達使用局部放大圖和夸大畫法來表達這些細983.斷開和分層畫法

塔、換熱器及貯罐等設(shè)備，使用斷開畫法如內(nèi)部結(jié)構(gòu)仍未表達清楚，可將某塔節(jié)(層)用局部放大的方法表達。如設(shè)備總體形象表達不完整時，可用縮小比例、單線條畫出設(shè)備的整體外形圖或剖視圖。在整體圖上，應(yīng)標注總高尺寸、各主要零部件的定位尺寸及各管口的標高尺寸。塔盤應(yīng)按順序從下至上編號，且應(yīng)注明塔盤間距尺寸。3.斷開和分層畫法塔、換熱器及貯罐等設(shè)備，使用斷開畫法99簡化塔和斷開畫法簡化塔和斷開畫法1004.多次旋轉(zhuǎn)的表達方法管口、開口及其它附件，使用多次旋轉(zhuǎn)的表達方法。將設(shè)備周向分布的接管及其它附件，分別按不同方向旋轉(zhuǎn)到與正投影面平行的位置，得到反映它們實形的視圖。在不同的視圖中同一接管或附件應(yīng)用相同的大寫英文字母編號。被旋轉(zhuǎn)的接管及其它附件在主視圖上不應(yīng)相互重疊。4.多次旋轉(zhuǎn)的表達方法管口、開口及其它附件，使用多次旋轉(zhuǎn)的1015.管口方位的表達方法

化工設(shè)備殼體上眾多的管口和附件方位的確定，在安裝、制造等方面都至關(guān)重要。（各管口的方位表達參看章末附圖）用基本視圖和一些輔助視圖可表達清楚化工設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)形狀的，可用管口方位圖來表達設(shè)備的各管口及其它附件如地腳螺栓等的分布的情況，并注寫管口方位見圖號××管口方位圖。5.管口方位的表達方法化工設(shè)備殼體上眾多的管口和附件方位的1026.簡化畫法采用了各種簡化畫法可減少繪圖工作量，提高繪圖效率法蘭連接面型式的畫法6.簡化畫法采用了各種簡化畫法可減少繪圖工作量，提高繪圖效率103帶薄襯層的接管法蘭（以局部剖視圖表示）法蘭連接的螺栓、螺母和墊片的畫法帶薄襯層的接管法蘭（以局部剖視圖表示）法蘭連接的螺栓、螺母104(2)標準化零部件已有標準圖，不必詳細畫出，可按比例畫出反映其特征外形的簡圖。在明細表中注寫其名稱、規(guī)格、標準號等。(3)外購部件只畫其外形輪廓簡圖。要求在明細表中注寫名稱、規(guī)格、主要性能參數(shù)和“外購”字樣等。(2)標準化零部件105液面計的畫法和標注(4)液面計可用點劃線示意表達，并用粗實線畫出“＋”符號表示其安裝位置。

液面計的畫法和標注(4)液面計106(5)有規(guī)律分布的重復(fù)結(jié)構(gòu)按同心圓排列的管板、折流板或塔板的孔眼畫法按規(guī)則排列的孔眼畫法(5)有規(guī)律分布的重復(fù)結(jié)構(gòu)按同心圓排列的管板、折流板或塔板的107對孔數(shù)要求不嚴格的多孔板畫法（必須用局部放大圖表示孔眼的排列和大?。讛?shù)要求不嚴格的多孔板畫法（必須用局部放大圖表示孔眼的排列108填料、填充物的畫法（a、b為同一規(guī)格和堆放方法，c為不同規(guī)格或堆放方法）填料、填充物的畫法（a、b為同一規(guī)格和堆放方法，c為不同規(guī)格1097.化工設(shè)備鍍涂層和襯里剖面的畫法

(1)薄涂層

(2)薄襯層7.化工設(shè)備鍍涂層和襯里剖面的畫法(1)薄涂層(2)薄110(3)厚涂層(4)厚襯層(3)厚涂層(4)厚襯層1118.不需單獨繪制圖樣的部分設(shè)備和零件采用國家標準、專業(yè)標準等標準的零部件和外購件；鉚焊件、澆鑄件、膠合件等；需要一起備模劃線、分塊鑄造的蓖子板和分塊焊接的蓖子板等鑄件，在部件上表示出為制造零件所需的一切資料。尺寸符合標準的螺栓、螺母、墊圈、法蘭等連接零件，在明細欄中注明規(guī)格和材料，并在備注欄內(nèi)注明“尺寸按xxx標準”字樣。兩個簡單的對稱零件，在不致造成施工錯誤的情況下，可以只畫出其中一個。形狀相同、結(jié)構(gòu)簡單可用同一圖樣表示清楚的，一般不超過10個不同可變參數(shù)的零件，可用表格圖繪制；8.不需單獨繪制圖樣的部分設(shè)備和零件112(三)化工設(shè)備單線圖1.單線圖中殼體厚度標注(三)化工設(shè)備單線圖1.單線圖中殼體厚度標注1132.法蘭連接、接管補強板等的單線圖2.法蘭連接、接管補強板等的單線圖1143、法蘭、法蘭蓋、螺栓、螺母、墊片的單線圖3、法蘭、法蘭蓋、螺栓、螺母、墊片的單線圖1154、吊耳、環(huán)首螺絲、頂絲4、吊耳、環(huán)首螺絲、頂絲1165.吊柱5.吊柱1176.支座、接地板6.支座、接地板1187、換熱器7、換熱器119U形管的表達和列表格式U形管的表達和列表格式120U形管裝配圖的側(cè)視圖U形管裝配圖的側(cè)視圖1218.塔器塔盤簡化法進料管畫法梯子簡化法8.塔器塔盤簡化法進料管畫法梯子簡化法122氣囪簡化法塔底引出管話支撐筋的簡化法地腳螺栓座的簡化法氣囪簡化法塔底引出管話支撐筋的簡化法地腳螺栓座的簡化法123三、化工設(shè)備圖的件號和尺寸件號和尺寸標注標注應(yīng)符合國標機械制圖規(guī)定(GB4458.2和GB4458.4)件號:應(yīng)盡量編排在主視圖上，并由其左下方開始，按件號順序順時針整齊地沿垂直方向或水平排列；可布滿四周，但應(yīng)盡量編排在圖形的左方和上方，并安排在外形尺寸線的內(nèi)側(cè)。若有遺漏或增添的件號應(yīng)在外圈編排補足。

三、化工設(shè)備圖的件號和尺寸件號和尺寸標注標注應(yīng)符合國標機械制124尺寸標注

化工設(shè)備標注尺寸類型尺寸標注化工設(shè)備標注尺寸類型125厚度尺寸標注方法接管伸出長度的尺寸標注傾斜設(shè)備的尺寸標注厚度尺寸標注方法接管伸出長度的尺寸標注傾斜設(shè)備的尺寸標注126四、化工設(shè)備圖的繪制(一)化工設(shè)備圖的視圖選擇1.選擇主視圖2.確定其他基本視圖3.選擇輔助視圖和各種表達方法四、化工設(shè)備圖的繪制(一)化工設(shè)備圖的視圖選擇127(二)化工設(shè)備圖的繪制方法及步驟1.確定繪圖比例、選擇圖幅、布圖2.畫圖3.尺寸和焊縫代號標注4.編寫零部件序號和管口符號5.填寫明細欄和管口表6.填寫設(shè)計數(shù)據(jù)表、標題欄等。(二)化工設(shè)備圖的繪制方法及步驟1.確定繪圖比例、選擇圖幅、128五、化工設(shè)備圖的閱讀（一）化工設(shè)備圖閱讀的基本要求了解設(shè)備的性能，作用和工作原理；了解設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)、局部結(jié)構(gòu)及各零件之間的裝配關(guān)系和安裝要求；了解設(shè)備各零部件的主要形狀、材料、結(jié)構(gòu)尺寸及強度尺寸和制造要求；了解設(shè)備在設(shè)計、制造、檢驗和安裝等方面的技術(shù)要求。五、化工設(shè)備圖的閱讀（一）化工設(shè)備圖閱讀的基本要求129（二）閱讀化工設(shè)備圖的方法和步驟1.概括了解通過標題欄，了解設(shè)備名稱、規(guī)格、材料、重量、繪圖比例等內(nèi)容。通過明細欄、管口表、設(shè)計數(shù)據(jù)表及技術(shù)要求等，了解設(shè)備零部件和接管的名稱、數(shù)量，了解設(shè)備在設(shè)計、施工方面的要求。對照零部件序號和管口符號在設(shè)備圖上查找到其所在位置。2.視圖分析對視圖進行分析了解表達設(shè)備所采用的視圖數(shù)量和表達方法，找出各視圖、剖視等的位置及各自的表達重點。從設(shè)備圖的主視圖入手，結(jié)合其他基本視圖、詳細了解設(shè)備的裝配關(guān)系、形狀、結(jié)構(gòu)、各接管及零部件方位。并結(jié)合輔助視圖了解各局部相應(yīng)部位的形狀、結(jié)構(gòu)的細節(jié)。（二）閱讀化工設(shè)備圖的方法和步驟1303．零部件分析按明細表中的序號，將零部件逐一從視圖中找出，了解其主要結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、與主體或其他零部件的裝配關(guān)系等。對組合體應(yīng)從其部件裝配圖中了解其結(jié)構(gòu)。4．設(shè)備分析通過對視圖和零部件的分析、對設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)全面了解，并結(jié)合有關(guān)技術(shù)資料，進一步了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點、工作原理和操作過程等內(nèi)容?；ぴO(shè)備圖閱讀舉例

3．零部件分析化工設(shè)備圖閱讀舉例131第四章--設(shè)備的工藝設(shè)計及化工設(shè)備圖課件132作業(yè)1．請畫出化工廠設(shè)計的工作程序示意圖。2．可行性研究報告包含哪些內(nèi)容？3.某管道標注為“PG1310-300A1A-H”，表示什么意思？4.丙烷充分燃燒時要使空氣過量25％，燃燒反應(yīng)方程式為：試計算得到100摩爾燃燒產(chǎn)物（又稱煙道氣）需要加入的空氣的摩爾量。作業(yè)133第四章設(shè)備的工藝設(shè)計與選型

分類：

1）一類稱標準設(shè)備或定型設(shè)備；2）一類稱非標準設(shè)備或非定型設(shè)備。

化工設(shè)備工藝設(shè)計，對于定型和標準設(shè)備來說就是選型，對于非標準設(shè)備來說就是通過化工計算，提出型式、材料、尺寸和其它一些要求，由化工設(shè)備專業(yè)進行工程機械加工設(shè)計，由有關(guān)機械加工廠制造。

1.標準設(shè)備或定型設(shè)備，是成批系列生產(chǎn)的設(shè)備，可現(xiàn)成購買。標準設(shè)備有產(chǎn)品目錄或手冊樣本，有各種型號，有不同生產(chǎn)廠家。工藝設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)生產(chǎn)需要，計算并選擇某種型號，以便訂貨。2.非定型標準設(shè)備，需專門設(shè)計和特殊設(shè)備。非標準設(shè)備也是化工廠生產(chǎn)中大量存在的設(shè)備，它是化工廠生產(chǎn)的一種特色，非標準設(shè)備工藝設(shè)計就是根據(jù)工藝要求，通過工藝計算提出、材料、尺寸和其他一些具體要求。再由化工設(shè)備專業(yè)進行機械設(shè)計，由有關(guān)工廠進行制造。在設(shè)計非標準設(shè)備時，應(yīng)盡量采用已經(jīng)標準化的圖紙。第四章設(shè)備的工藝設(shè)計與選型分類：1.標準設(shè)備或定型設(shè)134設(shè)備工藝設(shè)計的內(nèi)容

1．結(jié)合流程確定化工單元操作所需設(shè)備類型；

2．確定設(shè)備材質(zhì)；3．確定設(shè)備的設(shè)計參數(shù)；4．確定標準設(shè)備的型號和臺數(shù)；

5．確定標準圖的圖號和型號；6．非標設(shè)備，向(機械設(shè)計)專業(yè)提設(shè)計條件；7．匯總列出設(shè)備一覽表。8.同設(shè)備專業(yè)設(shè)計人員進行圖紙會簽。

設(shè)備工藝設(shè)計的內(nèi)容1．結(jié)合流程確定化工單元操作所需設(shè)備135第二節(jié)物料輸送設(shè)備分類液體物料輸送設(shè)備各種泵2.氣體物料輸送、壓縮、制冷設(shè)備風機、壓縮機、真空泵、制冷機等3.液體物料輸送設(shè)備第二節(jié)物料輸送設(shè)備分類136第三節(jié)泵的設(shè)計與選型通常把提升液體、輸送液體或使液體增加壓力，即把原動機的機械能變?yōu)橐后w能量從而達到抽送液體目的的機器統(tǒng)稱為泵。第三節(jié)泵的設(shè)計與選型通常把提升液體、輸送液體或使137（1）泵型（1）泵型138泵的不同用途、不同的輸送液體介質(zhì)、不同流量、揚程的范圍，泵的結(jié)構(gòu)型式也不一樣，材料也不同。選用時考慮物料基本性質(zhì)、生產(chǎn)的工藝過程和動力、環(huán)境等流量大而揚程不高→單級離心泵流量不大而揚程高→多級離心泵或往復(fù)泵輸送有腐蝕性介質(zhì)→耐腐蝕泵輸送昂貴液體、劇毒或具有放射性能的液體→完全不泄漏、無軸封的屏蔽泵要求精確進料→計量泵或塞住泵泵的不同用途、不同的輸送液體介質(zhì)、不同流量、揚程的范圍，泵的139（2）選泵的流量和揚程①流量的確定和計算選泵時以最大流量為基礎(chǔ)，正常流量乘安全系數(shù)。②揚程的確定和計算單位重量液體通過泵所獲得的能量叫揚程。即用來克服兩端（進出口）容器的位能差，兩端容器上靜壓力差，兩端全系統(tǒng)的管道、管件和裝置的阻力損失，以及兩端的速度差引起的動能差。（伯努利方程計算）計算結(jié)果要放大5%~10%。（2）選泵的流量和揚程140（3）確定泵的安裝高度（4）確定泵的臺數(shù)和備用率一般只設(shè)一臺泵。輸送泥漿或含有固體顆粒及其他雜質(zhì)的泵和一些重要操作崗位用泵應(yīng)設(shè)有備用泵。對于大型的連續(xù)化流程，可適當提高泵的備用率，而對于間歇操作，泵的維修簡易，操作很成熟的常常不考慮備用泵。（3）確定泵的安裝高度141（5）校核泵的軸功率泵的樣本上給定的功率和效率是水試驗結(jié)果，輸送介質(zhì)不是清水時，應(yīng)考慮密度、粘度、等對泵的流量、揚程性能的影響。離心泵的軸功率是指電機輸入到泵軸的功率。流體從泵獲得的實際功率為泵的有效功率，由泵的流量和揚程求得有效功率與軸功率的比值為離心泵的效率（5）校核泵的軸功率有效功率與軸功率的比值為離心泵的效率142各種泵的特性各種泵的特性143第三節(jié)泵的設(shè)計與選型泵的技術(shù)指標：

1．型號；2．揚程；3．流量；4．必需汽蝕余量；5．功率與效率。第三節(jié)泵的設(shè)計與選型泵的技術(shù)指標：144選泵的工作方法和基本程序1．列出選泵的崗位和介質(zhì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；2.確定選泵的流量和揚程；3．選擇泵的類型，確定具體型號；

4．換算泵的性能；

5．確定泵的安裝高度；

6．確定泵的臺數(shù)和備用率；7．校核泵的軸功率選定泵的材料及軸封；8．確定冷卻水或驅(qū)動蒸汽的耗用量；9．選用電動機；10．填寫選泵規(guī)格表。

選泵的工作方法和基本程序1．列出選泵的崗位和介質(zhì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)145第四節(jié)氣體輸送、壓縮設(shè)備的設(shè)計與選型

一、分類(1)通風機(壓力<0.115MPa,分軸流風機和離心風機）(2)鼓風機(壓力0.115～0.4MPa,羅茨鼓風機和離心鼓風機）(3)壓縮機(壓力>0.4MPa,離心式、螺桿式、往復(fù)式）

(4)制冷機(壓力>0.4MPa,活塞式、離心式、螺桿式、溴化鋰吸收式、氨吸收式）(5)真空泵(壓力接近0MPa,往復(fù)式、水環(huán)、液環(huán)、旋片、噴射）第四節(jié)氣體輸送、壓縮設(shè)備的設(shè)計與選型一、分類146通風機通風機147通風機的選用

一、主要用途用于通風、干燥過程；軸流風機因風壓小，流量大，只用于通風換氣，如涼水塔，空冷器的通風。二、主要技術(shù)參數(shù)1）風量m3/h2)風壓Pa3)功率kw4)效率%

通風機的選用一、主要用途148鼓風機鼓風機149壓縮機壓縮機150制冷機制冷機151第五節(jié)換熱設(shè)備的設(shè)計與選型第五節(jié)換熱設(shè)備的設(shè)計與選型152換熱器換熱器1531.按換熱器作用原理分類（1）直接接觸（混合）式換熱器換熱時，熱冷流體發(fā)生接觸和混合，如涼水塔、噴射冷凝器等（2）間壁式換熱器如管殼式換熱器、板式換熱器等。（3）蓄熱式換熱器熱、冷流體交替與固體蓄熱體發(fā)生接觸傳熱。如回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器等。（4）中間載熱體式換熱器通過載熱體在兩個間壁式換熱器之間循環(huán)，實現(xiàn)熱量傳遞。如熱管式換熱器。

一、換熱器的分類1.按換熱器作用原理分類一、換熱器的分類1542.按傳熱面形狀和結(jié)構(gòu)分類（1）管式換熱器熱冷流體通過管子壁面進行傳熱。如管殼式、套管式、蛇管式換熱器等。（2）板式換熱器熱冷流體通過板面進行傳熱。如平板式、螺旋板式、板翅式換熱器等。（3）特殊形式換熱器根據(jù)工藝特殊要求設(shè)計。

一、換熱器的分類2.按傳熱面形狀和結(jié)構(gòu)分類一、換熱器的分類155換熱器性能比較表5.5換熱器性能比較表5.5156換熱器設(shè)計的一般原則（1）基本要求滿足工藝操作條件能長期運轉(zhuǎn)安全可靠不泄漏維修清洗方便滿足工藝要求的傳熱面積盡量有較高的傳熱效率流體阻力盡量小滿足工藝布置的安裝尺寸等要求換熱器設(shè)計的一般原則157（2）流速①流速較高，可提高傳熱效率，有利于沖刷污垢和沉積；②但流速不能過大，流速過大磨損嚴重，甚至造成設(shè)備振動，影響操作和使用壽命，能量消耗也將增加。流體在直管內(nèi)的常見流速可查看相關(guān)經(jīng)驗數(shù)據(jù)。（2）流速158（3）介質(zhì)流程清洗方便------易結(jié)垢流體走管程流體壓力------高壓流體走管程減少腐蝕機會------腐蝕性大的流體走管程毒性物質(zhì)的泄漏------毒性大的走管程熱能的合理利用------冷卻時，熱流體走殼程蒸汽加熱情況------蒸汽走殼程：排不凝氣、冷凝液，潔凈，減少熱應(yīng)力。流體的粘性------粘性大者走殼程，利用折流擋板增大湍動。（3）介質(zhì)流程159（4）終端溫差考慮換熱器的經(jīng)濟合理和傳熱效率：①終端的溫差應(yīng)在20℃以上；②用水或其他冷卻介質(zhì)冷卻時，冷端溫差可以小一些，但不要低于5℃；③當用冷卻劑冷凝工藝流體時，冷卻劑的進口溫度應(yīng)當高于工藝流體中最高凝點組分的5℃以上；④空冷器的最小溫差應(yīng)大于20℃；⑤冷凝含有惰性氣體的流體時，冷卻劑出口溫度至少比冷凝組分的露點低5℃。（4）終端溫差160（5）壓力降壓力降一般隨操作壓力不同而有一個大致的范圍，參見相關(guān)數(shù)據(jù)。（6）傳熱系數(shù)傳熱面兩側(cè)的傳熱膜系數(shù)相差很大時，a值較小的一側(cè)將成為控制傳熱效果的主要因素，設(shè)計換熱器時，應(yīng)設(shè)法增大該側(cè)的a。計算傳熱面積時，常以a小的一側(cè)為準。（7）污垢系數(shù)（8）盡量選用標準設(shè)計和標準系列（5）壓力降161管殼式換熱器的設(shè)計和系列選用管殼式換熱器是一種傳統(tǒng)的標準換熱設(shè)備，它具有制造方便、選材面廣、適應(yīng)性強、處理量大、清洗方便、運行可靠、能承受高溫高壓等優(yōu)點，是工廠中應(yīng)用最廣泛的換熱設(shè)備管殼式換熱器的設(shè)計和系列選用管殼式換熱器是一種傳統(tǒng)162第四章--設(shè)備的工藝設(shè)計及化工設(shè)備圖課件163塔器的選型與設(shè)計

塔設(shè)備是一種應(yīng)用極為廣泛的氣液、液液傳質(zhì)設(shè)備，主要應(yīng)用于化工、醫(yī)藥等行業(yè)中的吸收、精餾、萃取等工段。第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型塔器的選型與設(shè)計第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型164塔的類型：按接觸方式分連續(xù)接觸式，填料塔逐級接觸式，板式塔第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型1．板式塔諸如篩板塔、柵板塔、舌形板塔、斜孔板塔、波紋板塔、泡罩塔、浮閥塔、噴射板塔、穿流板塔、浮動噴射板塔等。

2．填料塔如金屬鮑爾環(huán)填料塔、波網(wǎng)填料塔。常用的填料有拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、矩鞍型填料、階梯型填料、波紋填料、波網(wǎng)(絲網(wǎng))填料、螺旋環(huán)、十字環(huán)填料等。塔的類型：第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型1．板式塔2．填料塔165浮閥塔浮閥塔166板式塔第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型板式塔第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型167波紋填料鮑爾環(huán)填料填料塔第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型波紋填料鮑爾環(huán)填料填料塔第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型1681．塔型選擇基本原則①生產(chǎn)能力大，彈性好。②滿足工藝要求，分離效率高。③運轉(zhuǎn)可靠性高，操作、維修方便。④結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，造價較低。⑤塔壓降小。對于真空塔或要求塔壓降低的塔來說，壓降小的意義更為明顯。通常選擇塔型未必能滿足所有的原則，應(yīng)抓住主要矛盾，最大限度滿足工藝要求。第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型1．塔型選擇基本原則第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型169第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型（三）設(shè)計一般步驟1．確定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（進料量、組成，狀態(tài)；產(chǎn)品的質(zhì)量和收率；物性數(shù)據(jù)等）。

2．選擇合適的工藝流程。

3．選擇塔設(shè)備的形式。

4．確定塔的操作壓力及溫度。

5．計算塔高塔徑。

6．塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計。7．塔的流體力學(xué)計算。第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型（三）設(shè)計一般步驟1702．填料塔設(shè)計程序(1)匯總設(shè)計參數(shù)和物性數(shù)據(jù)處理。(2）選用填料。填料是填料塔內(nèi)汽一液接觸的核心元件。填料類型和填料層的高度直接影響傳質(zhì)效果。因而，選擇填料是填料塔設(shè)計的一個重要內(nèi)容。(3)確定塔徑D

式中

V——氣體的體積流量，m3/s；u——操作氣速，m/s。（4）計算填料塔壓降。（5）驗算。塔內(nèi)的噴淋密度應(yīng)按實際塔徑驗算塔內(nèi)的噴淋密度是否大于最小噴淋密度。如果噴淋密度太小，將不能保證填料充分潤濕，應(yīng)重新調(diào)整計算。第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型2．填料塔設(shè)計程序式中

V——氣體的體積流量，m3/s；u171（7）計算塔的總高度HH=Hd+Z+(n-1)Hf+Hb式中

Hd——塔頂空間高度（不包括封頭），mHf——液體再分布器的空間高度，m

Hb——塔底空間高度，m

n——填料層分層數(shù)。(6）計算填料層高度Z。填料層高度的計算是填料塔設(shè)計中重要的一環(huán)。有許多計算方法和經(jīng)驗公式，通常采用“傳質(zhì)單元法”和“等板高度法”。第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型（7）計算塔的總高度HH=Hd+Z+(n-1)Hf+Hb式中172(8）塔的其他附件設(shè)計和選定①支撐板。填料層底部支撐板常被設(shè)計者忽視，而造成阻力過大，特別是孔板式支撐尤為明顯。一般要求滿足兩個條件，即自由截面積不小于填料的空隙率，支撐板強度足以支承填料重量。②液體噴淋裝置。它直接影響到塔內(nèi)填料表面的有效利用率。噴淋裝置形式很多，常見的有彎管式、缺口管式、多孔直管式、蓮蓬頭式噴灑器、分布盤等。③液體再分布裝置。為了防止液相沿塔壁運行，每隔一定高度要有液體再分布裝置。常見的有截錐式和升氣管式分布器。④氣體分布器。為保證氣體分布的均勻性，對于價500mm以下的小塔，進氣管可伸至塔中心，末端截成45o向下，使氣流轉(zhuǎn)折而上；對于大塔，可以制成向下的喇叭形擴大口，或制成盤管式。⑤除霧器。當空塔氣速較大時，塔頂噴淋裝置可能產(chǎn)生濺液或者工藝過程嚴格要求氣相中不允許夾帶霧沫，則應(yīng)設(shè)計除霧裝置。常用除霧裝置有折板除霧器、絲網(wǎng)除霧器、旋流板除霧器，或者在液相噴淋裝置與氣體出口之間裝有一段干填料實施填料除霧等。(9)繪制塔設(shè)備結(jié)構(gòu)圖，向設(shè)備專業(yè)提供工藝設(shè)計條件繪制塔設(shè)備簡圖，并標注必要的尺寸，注明各管口的位置等。第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型(8）塔的其他附件設(shè)計和選定第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型1733．板式塔設(shè)計程序(1)匯總設(shè)計參數(shù)和物性數(shù)據(jù)。(2)選擇板式塔的塔板結(jié)構(gòu)常根據(jù)物料特性、分離要求來確定塔板結(jié)構(gòu)。

為了便于設(shè)備設(shè)計和制造，在滿足工藝要求條件下，原化工部有關(guān)部門將一些塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)加以系列化，設(shè)計時可以直接選用。(3)進行工藝計算(4)塔徑計算(5)塔節(jié)上人孔、手孔的確定。(6)塔高確定。(7)塔內(nèi)流體力學(xué)核算，作負荷性能圖。(8)輔助裝置選型設(shè)計。(9)繪制塔設(shè)備草圖和設(shè)備設(shè)計條件圖，包括支承、開口方位、人孔、手孔位置等。第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型3．板式塔設(shè)計程序第六節(jié)塔設(shè)備的設(shè)計與選型174第七節(jié)貯罐容器的設(shè)計與選型一、貯罐的類型

1.根據(jù)形狀來劃分（方形貯罐、圓筒形罐、球形罐和特殊形貯罐(如橢圓形、半橢圓形)每種型式又按封頭形式不同，分為若干種型式。常見的封頭有平板、錐形、球形、碟形、橢圓形等。有些容器如氣柜、浮頂式貯罐、其頂部(封頭)是可以升降浮動的。）

2.按制造材質(zhì)分（有鋼，有色金屬和非金屬材質(zhì)之分。）

3.按用途分（貯存，計量，回流，中間周轉(zhuǎn)，緩沖，混合等）第七節(jié)貯罐容器的設(shè)計與選型一、貯罐的類型175平底平蓋貯罐例如：立式平底平蓋容器，設(shè)計壓力為常壓，公稱容積VN0.06m2，公稱直徑DN400。標記為：R21A-00-1平底平蓋貯罐例如：176平底錐蓋貯罐平底錐蓋貯罐177立式圓底圓蓋貯罐立式圓底圓蓋貯罐178立式錐底橢圓蓋貯罐立式錐底橢圓蓋貯罐179臥式橢圓封頭貯罐臥式橢圓封頭貯罐180臥式橢圓封頭貯罐臥式橢圓封頭貯罐181貯罐設(shè)計的一般程序1.匯集工藝設(shè)計數(shù)據(jù)2.選擇容器材料3.容器型式的選用4.容積計算5.確定貯罐基本尺寸6.選擇標準型號7.開口和支座8.繪制設(shè)備草圖(條件圖)標注尺寸，提出設(shè)計條件和訂貨要求貯罐設(shè)計的一般程序1.匯集工藝設(shè)計數(shù)據(jù)182第八節(jié)反應(yīng)器選型設(shè)計第八節(jié)反應(yīng)器選型設(shè)計183反應(yīng)器設(shè)計要點

在反應(yīng)器設(shè)計時，除了通常說的要求“合理、先進、安全、經(jīng)濟”的原則，還要，考慮下列設(shè)計要點：

1．保證物料轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)時間。2．滿足物料和反應(yīng)的熱傳遞要求。3．設(shè)計適當?shù)臄嚢杵骱皖愃谱饔玫臋C構(gòu)。4．注意材質(zhì)選用和機械加工要求。反應(yīng)器設(shè)計要點在反應(yīng)器設(shè)計時，除了通常說的要求“合理184在化工生產(chǎn)中，化學(xué)反應(yīng)的種類很多，操作條件差異很大，物料的聚集狀態(tài)也各不相同，使用反應(yīng)器的種類也是多種多樣。一般可按用途、操作方式、結(jié)構(gòu)型式等進行分類，最常見的是按結(jié)構(gòu)型式分類，可分為釜式反應(yīng)器、管式反應(yīng)器、塔式反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器等。反應(yīng)設(shè)備的類型在化工生產(chǎn)中，化學(xué)反應(yīng)的種類很多，操作條件差異很大，物料的聚1851.釜式反應(yīng)器

釜式反應(yīng)器也稱槽式、鍋式反應(yīng)器，它是各類反應(yīng)器中結(jié)構(gòu)較為簡單且應(yīng)用較廣的一種。主要應(yīng)用于液—液均相反應(yīng)過程。在化工生產(chǎn)中，既適用于間歇操作過程，又可單釜或多釜串聯(lián)用于連續(xù)操作過程，但在間歇生產(chǎn)過程應(yīng)用最多。釜式反應(yīng)器具有適用的溫度和壓力范圍寬、適應(yīng)性強、操作彈性大、連續(xù)操作時溫度濃度容易控制、產(chǎn)品質(zhì)量均一等特點。但用在較高轉(zhuǎn)化率工藝要求時，需要較大容積。通常在操作條件比較緩和的情況下操作，如常壓、溫度較低且低于物料沸點時，應(yīng)用此類反應(yīng)器最為普遍。1.釜式反應(yīng)器

1862.管式反應(yīng)器

管式反應(yīng)器主要用于氣相、液相、氣—液相連續(xù)反應(yīng)過程。操作時，物料自一端連續(xù)加入，在管中連續(xù)反應(yīng)，從另一端連續(xù)流出，便達到了要求的轉(zhuǎn)化率。由于管式反應(yīng)器能承受較高的壓力，故用于加壓反應(yīng)尤為合適。此種反應(yīng)器具有容積小、比表面大、返混少、反應(yīng)混合物連續(xù)性變化、易于控制等優(yōu)點。但若反應(yīng)速度較慢時，則有所需管子長、壓降較大等不足。管式反應(yīng)器的長徑比較大，與釜式反應(yīng)器相比在結(jié)構(gòu)上差異較大，有直管式、盤管式、多管式等。2.管式反應(yīng)器

187管式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖管式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖1883.塔式反應(yīng)器塔式反應(yīng)器的長徑比介于釜式和管式之間。主要用于氣—液反應(yīng)，常用的有鼓泡塔、填料塔、板式塔。最常用的是鼓泡塔式反應(yīng)器。3.塔式反應(yīng)器1891—分布格板；2—夾套；3—氣體分布器；4—塔體；5—擋板；6—塔外換熱器；7—液體捕集器；8—擴大段鼓泡塔反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖1—分布格板；2—夾套；3—氣體分布器；4—塔體；鼓泡塔反應(yīng)190

4.固定床反應(yīng)器固定床反應(yīng)器是指流體通過靜止不動的固體物料所形成的床層而進行化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備。以氣-固反應(yīng)的固定床反應(yīng)器最常見。

4.固定床反應(yīng)器1915.流化床反應(yīng)器細小的固體顆粒被流動著的流體攜帶，具有像流體一樣自由流動的性質(zhì)，此種現(xiàn)象稱為固體的流態(tài)化。一般把反應(yīng)器和在其中呈流態(tài)化的固體催化劑顆粒合在一起，稱為流化床反應(yīng)器。流化床反應(yīng)器多用于氣-固反應(yīng)過程。當原料氣通過反應(yīng)器催化劑床層時，催化劑顆粒受氣流作用而懸浮起來呈翻滾沸騰狀，原料氣在處于流態(tài)化的催化劑表面進行化學(xué)反應(yīng)，此時的催化劑床層即為流化床，也叫沸騰床。流化床反應(yīng)器的形式很多，但一般都有殼體、內(nèi)部構(gòu)件、固體顆粒裝卸設(shè)備及氣體分布、傳熱、氣固分離裝置等構(gòu)成。流化床反應(yīng)器也可根據(jù)床層結(jié)構(gòu)分為圓筒式、圓錐式和多管式等類型。5.流化床反應(yīng)器192釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計1.釜式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)(1)釜體及封頭(2)換熱裝置(3)攪拌器(4)軸密封裝置(5)工藝接管釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計1.釜式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)193釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計2.釜式反應(yīng)器的選型設(shè)計步驟(1)確定反應(yīng)釜操作方式(2)匯總設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(3)計算反應(yīng)釜體積(4)確定反應(yīng)釜體積和臺數(shù)(5)反應(yīng)釜直徑和筒體高度、封頭確定(6)傳熱面積計算和核校(7)攪拌器設(shè)計(8)管口和開孔設(shè)計，確定其它設(shè)施(9)軸密封裝置(10)畫出反應(yīng)器工藝設(shè)計草圖(條件圖)，或選出型號。釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計2.釜式反應(yīng)器的選型設(shè)計步驟194經(jīng)驗法計算反應(yīng)器體積1.間歇槽式反應(yīng)器體積的計算

VR＝V0τ/或VR＝Gτ//ρ

VR——反應(yīng)器的有效體積，m3；V0——平均每小時加入物料的體積，m3／h；τ/——每批操作所需的時間，h;G——平均每小時加入物料的質(zhì)量，kg／h；ρ——反應(yīng)物料的密度，kg／m3。經(jīng)驗法計算反應(yīng)器體積1.間歇槽式反應(yīng)器體積的計算195經(jīng)驗法計算反應(yīng)器體積反應(yīng)器的體積：

VP＝VR/ψ

式中：VP——反應(yīng)器體積，m3；ψ一裝填系數(shù)。通常由經(jīng)驗確定。一般采用0.7～0.75。經(jīng)驗法計算反應(yīng)器體積反應(yīng)器的體積：1961.筒體的高徑比夾套反應(yīng)器罐體尺寸示意

攪拌反應(yīng)器的高徑比種類罐內(nèi)物料類型高徑比H/Di一般攪拌罐液-液相、液-固相1～1.3氣-液相1～2聚合釜懸浮液、乳化液2.08～3.85發(fā)酵罐類發(fā)酵液1.7～2.5在已知反應(yīng)器的操作容積后，首先要確定罐體適宜的高徑比，這需要考慮以下幾點。（1）由于攪拌功率在一定條件下與攪拌器直徑的5次方成正比，所以從減少攪拌功率的角度考慮，高徑比可取得大一些。（2）若采用夾套傳熱結(jié)構(gòu)，從傳熱角度看，希望高徑比可取得大一些；當容積一定時，高徑比大、罐體就高，盛料部分表面積大、傳熱面積也就大。（3）要考慮物料的狀態(tài)，對發(fā)酵類物料，為了使通入罐內(nèi)的空氣與發(fā)酵物料充分接觸，高徑比應(yīng)取得大一些。1.筒體的高徑比夾套反應(yīng)器罐體尺寸示意攪拌反應(yīng)器的高徑比罐197為了便于計算，在初步確定H/Di后，可先忽略封頭的容積，近似計算出罐體的容積。即≈由此導(dǎo)出內(nèi)直徑為：

將式（1）計算的結(jié)果圓整為標準直徑，再代入式（2）中計算出罐體的高度，即

式中V—罐體容積，mm3；

V0—罐體操作容積，V0=ηV，mm3；

η—裝料系數(shù)；

Vk—兩封頭容積，mm3。再將按式（2）計算出來的H值圓整，看H/Di是否符合表5-2的要求，若差別較大，則需要重新調(diào)整直徑和高度，直至滿足一切為止。（1）（2）2.直徑及高度確定為了便于計算，在初步確定H/Di后，可先忽略封頭的容積，近似198第九節(jié)分離設(shè)備的選型主要分離設(shè)備1）離心機；2）過濾機；3）除塵器。第九節(jié)分離設(shè)備的選型199第四章設(shè)備的工藝設(shè)計及化工設(shè)備圖第四章設(shè)備的工藝設(shè)計及化工設(shè)備圖200第三節(jié)化工設(shè)備圖一、化工設(shè)備圖的基本知識

(1)工程圖表示設(shè)備的化工工藝特性、使用特性、制造要求的圖紙。它依據(jù)工藝數(shù)據(jù)表編成，用于基礎(chǔ)設(shè)計審核、設(shè)備詢價、訂貨和制造，以及向相關(guān)專業(yè)提出設(shè)計條件。圖紙布置見圖4-1.

第三節(jié)化工設(shè)備圖一、化工設(shè)備圖的基本知識(1)工程圖201圖4-1工程圖的布置圖4-1工程圖的布置202圖4-2裝配圖的布置圖4-2裝配圖的布置203(2)施工圖供設(shè)備制造、安裝、生產(chǎn)使用的圖紙(最終使用為竣工圖)，施工圖由下列部分組成：a.裝配圖表示設(shè)備的全