設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)及化工設(shè)備圖實(shí)用教案

1、第一節(jié)第一節(jié) 化工設(shè)備選用化工設(shè)備選用(xunyng)(xunyng)的的一般原則一般原則化工(hugng)設(shè)計(jì)化工設(shè)備(shbi)分為兩類： 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備(shbi)或定型設(shè)備(shbi) 非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備(shbi)或非定型設(shè)備(shbi)化工設(shè)備選用（選型和工藝設(shè)計(jì)）第1頁/共40頁第一頁，共40頁。第一節(jié)第一節(jié) 化工設(shè)備選用化工設(shè)備選用(xunyng)(xunyng)的一般原的一般原則則化工(hugng)設(shè)計(jì)一、設(shè)備分類（兩類）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備或定型(dng xng)設(shè)備 是成批系列生產(chǎn)的設(shè)備，可現(xiàn)成購買。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備有產(chǎn)品目錄或手冊(cè)樣本，有各種型號(hào)，有不同生產(chǎn)廠家。工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)生產(chǎn)需要，計(jì)算并選擇

2、某種型號(hào)，以便訂貨。非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備或非定型(dng xng)設(shè)備 需專門設(shè)計(jì)和特殊設(shè)備。非標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)設(shè)備工藝設(shè)計(jì)就是根據(jù)工藝要求，通過工藝計(jì)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(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)，由有關(guān)工廠進(jìn)行制造。在設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備時(shí)，應(yīng)盡量采用已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的圖紙。第2頁/共40頁第二頁，共40頁。第一節(jié)第一節(jié) 化工設(shè)備選用化工設(shè)備選用(xunyng)(xunyng)的一般原的一般原則則化工(hugng)設(shè)計(jì)二、選型和工藝設(shè)計(jì)的原則(yunz)： 合理性：即設(shè)備必須滿足工藝要求，設(shè)備與工藝流程、生產(chǎn)規(guī)模、工藝操作條件、工藝控制

3、水平相適應(yīng)，又能充分發(fā)揮設(shè)備的能力。 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、收率、效率要盡可能達(dá)到先進(jìn)水平。第3頁/共40頁第三頁，共40頁。第一節(jié)第一節(jié) 化工設(shè)備選用化工設(shè)備選用(xunyng)(xunyng)的一般原的一般原則則安全性：要求安全性：要求(yoqi)安全可靠、操作穩(wěn)定、彈性好、安全可靠、操作穩(wěn)定、彈性好、無事故隱患。對(duì)工藝和建筑、地基、廠房等無苛刻要無事故隱患。對(duì)工藝和建筑、地基、廠房等無苛刻要求求(yoqi)；工人在操作時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度小，盡量避免；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)備附件附高溫高壓高空作業(yè)，盡量不用有毒

4、有害的設(shè)備附件附料。料。經(jīng)濟(jì)性：設(shè)備投資節(jié)省，設(shè)備易于加工、維修、更新，經(jīng)濟(jì)性：設(shè)備投資節(jié)省，設(shè)備易于加工、維修、更新，沒有特殊的維護(hù)要求沒有特殊的維護(hù)要求(yoqi)，運(yùn)行費(fèi)用減少。引進(jìn)，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，并易先進(jìn)設(shè)備，亦應(yīng)反復(fù)對(duì)比報(bào)價(jià)，考察設(shè)備性能，并易于被國(guó)內(nèi)消化吸收改進(jìn)利用，避免盲目性。于被國(guó)內(nèi)消化吸收改進(jìn)利用，避免盲目性。化工(hugng)設(shè)計(jì)第4頁/共40頁第四頁，共40頁。第一節(jié)第一節(jié) 化工設(shè)備選用的一般化工設(shè)備選用的一般(ybn)(ybn)原則原則化工(hugng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)性：化工過程是一個(gè)完整的系統(tǒng)，設(shè)備設(shè)計(jì)系統(tǒng)性：化工過程是一個(gè)完整

5、的系統(tǒng)，設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)不能僅關(guān)注單一設(shè)備，避免因個(gè)別設(shè)備妨礙整時(shí)不能僅關(guān)注單一設(shè)備，避免因個(gè)別設(shè)備妨礙整個(gè)系統(tǒng)優(yōu)化；注重經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，還應(yīng)通盤考慮，個(gè)系統(tǒng)優(yōu)化；注重經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，還應(yīng)通盤考慮，保留保留(boli)適當(dāng)裕量，以免在日后擴(kuò)產(chǎn)和工藝適當(dāng)裕量，以免在日后擴(kuò)產(chǎn)和工藝調(diào)整時(shí)成為系統(tǒng)調(diào)整時(shí)成為系統(tǒng)“瓶頸瓶頸”。設(shè)備選型和工藝設(shè)計(jì)的原則：設(shè)備選型和工藝設(shè)計(jì)的原則： 綜合考慮合理性、先進(jìn)性、安全性、經(jīng)濟(jì)性綜合考慮合理性、先進(jìn)性、安全性、經(jīng)濟(jì)性和系統(tǒng)性的原則，審慎研究，認(rèn)真設(shè)計(jì)。和系統(tǒng)性的原則，審慎研究，認(rèn)真設(shè)計(jì)。第5頁/共40頁第五頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng

6、)設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備或定型設(shè)備 是成批系列生產(chǎn)的設(shè)備，有產(chǎn)品目錄或手冊(cè)樣本，有各種型號(hào)，有不同生產(chǎn)廠家。工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)(gnj)生產(chǎn)需要，計(jì)算并選擇和確定某種型號(hào)。 為正確、方便地進(jìn)行化工設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)，介紹常用的化工設(shè)備的選用及設(shè)計(jì)方法:第6頁/共40頁第六頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì) 一、泵的選用與設(shè)計(jì)程序 ( 1 ）確定泵型 ( 2 ）確定選泵的流量和揚(yáng)程 ( 3 ）確定泵的安裝高度。 ( 4 ）確定泵的臺(tái)數(shù)和備用率。 （5）校核泵的功率 （6）確定驅(qū)動(dòng)形式 （7）選用電動(dòng)機(jī) （8）填寫(tinxi)選泵規(guī)格表第7頁/共40頁第七頁，共40

7、頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì) 二 換熱設(shè)備的設(shè)計(jì)和選用 1 換熱器設(shè)計(jì)的一般原則 ： ( 1 ）基本要求 ；( 2 ）介質(zhì)流程 ； ( 3 ）終端溫差 ；( 4 ）流速(li s) ； ( 5 ）壓力降 ；( 6 ）傳熱系數(shù) ； ( 7 ）污垢系數(shù) ；( 8 ）盡量選用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)系列第8頁/共40頁第八頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì)2 管殼式換熱器的設(shè)計(jì)和系列(xli)選用（ 1 ）匯總設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、分析設(shè)計(jì)任務(wù) 根據(jù)工藝衡算和工藝物料的要求、特性，獲得物料流量、溫度、壓力和化學(xué)性質(zhì)、物性參數(shù)，取得有關(guān)設(shè)備的負(fù)荷、

8、流程中的地位與流程中其他設(shè)備的關(guān)系等數(shù)據(jù)。（ 2 ）設(shè)計(jì)換熱流程 在換熱設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將換熱的工藝流程仔細(xì)探討，以利于充分利用熱量，充分利用熱源。第9頁/共40頁第九頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì)（ 3 ）選擇換熱器的材質(zhì) 根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性能和其他有關(guān)性能，按照(nzho)操作壓力，溫度，材料規(guī)格和制造價(jià)格，綜合選擇。（ 4 ）選擇換熱器類型 根據(jù)熱負(fù)荷和選用的換熱器材料，選定某一種類型。（ 5 ）確定換熱器中冷熱流體的流向 據(jù)熱載體的性質(zhì)，換熱任務(wù)和換熱器的結(jié)構(gòu)，決定采用并流，逆流或錯(cuò)流折流等。第10頁/共40頁第十頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用

9、(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì)（ 6 ）確定和計(jì)算平均溫差A(yù)tm 確定終端溫差，根據(jù)化學(xué)工程有關(guān)公式，算出平均溫差。（ 7 ）計(jì)算熱負(fù)荷Q 、流體給熱系數(shù)a 可用粗略估計(jì)的方法，估算( sun)管內(nèi)和管間流體的給熱系數(shù)a 1、a2 。（ 8 ）估計(jì)污垢熱阻系數(shù)并初算出傳熱系數(shù)K 在有關(guān)書中已詳細(xì)敘述，利用現(xiàn)有各種工藝算圖，將公式和經(jīng)驗(yàn)匯集在一起，可以方便地求取K 。在許多設(shè)計(jì)工作中，K 常常選取一些經(jīng)驗(yàn)值，作為粗算或試算的依據(jù)，許多手冊(cè)書籍中都羅列出各種條件下的K 的經(jīng)驗(yàn)值。但經(jīng)驗(yàn)值所列的數(shù)據(jù)范圍較寬，應(yīng)作試算，并與K 值的計(jì)算公式結(jié)果參照比較。第11頁/共40頁第十一頁，共40頁。第

10、二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì)（ 9 ）算出總傳熱面積A 。（ 10 ）調(diào)整溫度差，再算一次傳熱面積。 在工藝的允許范圍內(nèi)，調(diào)整介質(zhì)的進(jìn)出口溫度，或者(huzh)考慮到生產(chǎn)的特殊情況，重新計(jì)算Atm ，并重新計(jì)算A 值。（ 11 ）選用系列換熱器。根據(jù)兩次或三次改變溫度算出的傳熱面積A ，并考慮有10 一25 % 的安全系數(shù)，確定換熱器的選用傳熱面積A 。從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)系列換熱器型號(hào)中，選擇符合工藝要求和車間布置（立式或臥式）的換熱器，并確定設(shè)備的臺(tái)數(shù)。第12頁/共40頁第十二頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì)（ 12 ）驗(yàn)算換熱

11、器的壓力降。一般利用工藝算圖或由摩擦系數(shù)通過化學(xué)工程的公式計(jì)算。如果核算的壓力降不在工藝的允許范圍之內(nèi)，應(yīng)重選(zhn xun)設(shè)備。（ 13 ）校核傳熱系數(shù)K （ 14 ）畫出換熱器設(shè)備草圖。由設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)人員完成換熱器的詳細(xì)部件設(shè)計(jì) 。第13頁/共40頁第十三頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì) 三、貯罐容器的選型和設(shè)計(jì) （一）貯罐的選擇 按使用目的的不同，可分為貯存容器的計(jì)量(jling)、回流、中間周轉(zhuǎn)、緩沖、混合等工藝容器。 （二）設(shè)計(jì)貯罐的一般程序 （1）匯集工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。包括物料衡算和熱量衡算，貯存物料的溫度、壓力，最大使用壓力、最高使用溫度

12、、最低使用溫度，腐蝕性、毒性、蒸汽壓、進(jìn)出量、貯罐的工藝方案等。第14頁/共40頁第十四頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì)（ 2 ）選擇容器材料。對(duì)有腐蝕性的物料可選用不銹鋼等金屬材料，在溫度壓力允許時(shí)可用非金屬貯罐、搪瓷容器或由鋼制壓力容器襯膠、搪瓷、襯聚四氟乙烯等。 ( 3 ）容器型式(xn sh)的選用。我國(guó)已有許多化工貯罐實(shí)現(xiàn)了系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。在貯罐型式(xn sh)選用時(shí)，應(yīng)盡量選擇已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。 ( 4 ）容積計(jì)算。容積計(jì)算是貯罐工藝設(shè)計(jì)和尺寸設(shè)計(jì)的核心，它隨容器的用途而異。第15頁/共40頁第十五頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(x

13、unyng)化工(hugng)設(shè)計(jì)( 5 ）確定貯罐基本尺寸 根據(jù)物料密度、臥式或立式的基本要求、安裝場(chǎng)地的大小，確定貯罐的大體直徑。依據(jù)國(guó)家規(guī)定的設(shè)備零部件即筒體與封頭的規(guī)范，確定一個(gè)(y )尺寸。據(jù)此計(jì)算貯罐的長(zhǎng)度，核實(shí)長(zhǎng)徑比，如長(zhǎng)徑比太大，應(yīng)重新調(diào)整，直到大體滿意。( 6 ）選擇標(biāo)準(zhǔn)型號(hào) 各類容器有通用設(shè)計(jì)圖系列。根據(jù)計(jì)算初步確定它的直徑、長(zhǎng)度和容積，在有關(guān)手冊(cè)中查出與之符合或基本相符的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)。第16頁/共40頁第十六頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì)( 7 ）開口和支座 在選擇標(biāo)準(zhǔn)圖紙之后，要設(shè)計(jì)并核對(duì)設(shè)備的管口。在設(shè)備上考慮進(jìn)料、出料、溫度、

14、壓力（真空）、放空、液面計(jì)、排液、放凈以及人孔、手孔、吊裝等裝置，并留有一定數(shù)目的備用孔。如標(biāo)準(zhǔn)圖紙的開孔及管口方位不符合工藝要求而又必須重新設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用標(biāo)準(zhǔn)系列型號(hào)在訂貨時(shí)加以說明并附有管口方位圖。容器的支承方式和支座的方位在標(biāo)準(zhǔn)圖系列上也是固定的，如位置和形式(xngsh)有變更時(shí)，則在利用標(biāo)準(zhǔn)圖訂貨時(shí)加以說明，并附有草圖。第17頁/共40頁第十七頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì)( 8 ）繪制設(shè)備草圖（條件圖），標(biāo)注尺寸，提出設(shè)計(jì)條件和訂貨要求 選用標(biāo)準(zhǔn)圖系列(xli)的有關(guān)圖紙，應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)圖的基礎(chǔ)上，提出管口方位、支座等的局部修改和要求，并附有

15、圖紙，作為訂貨的要求。如標(biāo)準(zhǔn)圖不能滿足工藝要求，應(yīng)重新設(shè)計(jì)，繪制設(shè)備容器的外形輪廓，標(biāo)注一切有關(guān)尺寸，包括容器管口的規(guī)格，并填寫“設(shè)計(jì)條件表”，由設(shè)備專業(yè)的人員，進(jìn)行非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)。 第18頁/共40頁第十八頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì) 四、塔器的選型與設(shè)計(jì) 1 塔型選擇基本原則 生產(chǎn)能力大，彈性好。隨著化工裝置大型化，生產(chǎn)能力要求盡量地大，而根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，工藝流程中精餾往往是限制環(huán)節(jié)。很多精餾塔設(shè)計(jì)中考慮諸如造價(jià)、結(jié)構(gòu)或壓降、分離效率等因素較多，而常常未將塔的操作彈性放在重要位置，從而(cng r)造成投產(chǎn)后設(shè)備不大適應(yīng)工藝條件和生產(chǎn)能力的較大波

16、動(dòng)。第19頁/共40頁第十九頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì) 滿足工藝要求，分離效率高。工藝上要分離的液體有很多特殊要求，如沸點(diǎn)低、難分離、有腐蝕性、有污垢物等，對(duì)塔型要慎加選擇。 運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性高，操作(cozu)、維修方便。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，造價(jià)較低。 塔壓降小。對(duì)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20頁/共40頁第二十頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì)2 填料塔設(shè)計(jì)程序（ 1 ）匯總設(shè)計(jì)參數(shù)和物性(w xn)數(shù)據(jù)處

17、理。包括全塔的物料平衡，塔的溫度、壓力，塔內(nèi)液相和氣相的流量，氣液相物料的密度、粘度、擴(kuò)散系數(shù)，汽液平衡數(shù)據(jù)、亨利常數(shù)、溶解度數(shù)據(jù)等；工藝要求包括工藝過程中要求塔分離后物料的純度、工藝物料衡算中要求塔的產(chǎn)率等。第21頁/共40頁第二十一頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì)（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(xiogu)。因而，選擇填料是填料塔設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容。（ 3 ）確定塔徑D 。（ 4 ）計(jì)算填料塔壓降。（ 5 ）驗(yàn)算塔內(nèi)的噴淋密度。應(yīng)按實(shí)際塔徑驗(yàn)算塔內(nèi)的噴淋密度是否大于最小噴淋密度。如果噴淋

18、密度太小，將不能保證填料充分潤(rùn)濕，應(yīng)重新調(diào)整計(jì)算。第22頁/共40頁第二十二頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì)（6 ）計(jì)算填料層高度Z 。填料層高度的計(jì)算是填料塔設(shè)計(jì)(shj)中重要的一環(huán)。有許多計(jì)算方法和經(jīng)驗(yàn)公式，通常采用“傳質(zhì)單元法”和“等板高度法”。（ 7 ）計(jì)算塔的總高度H （ 8 ）塔的其他附件設(shè)計(jì)(shj)和選定（9）繪制塔設(shè)備結(jié)構(gòu)圖第23頁/共40頁第二十三頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì)3 板式塔設(shè)計(jì)程序（ 1 ）匯總設(shè)計(jì)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

19、定塔板結(jié)構(gòu)。為了便于設(shè)備設(shè)計(jì)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(yxi)塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)加以系列化，設(shè)計(jì)時(shí)可以直接選用。第24頁/共40頁第二十四頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì)（ 3 ）進(jìn)行工藝(gngy)計(jì)算（ 4 ）塔徑計(jì)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(fù)荷性能圖（ 8） 輔助裝置選型設(shè)計(jì)（ 9）繪制塔設(shè)備草圖和設(shè)備設(shè)計(jì)條件第25頁/共40頁第二十五頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì) 五、反應(yīng)器的選型和設(shè)計(jì) 1 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(yodin)在反應(yīng)

20、器設(shè)計(jì)時(shí)，除了通常說的“合理、先進(jìn)、安全、經(jīng)濟(jì)”原則，在落實(shí)到具體問題時(shí)，考慮下列設(shè)計(jì)要點(diǎn)(yodin)： （ 1 ）保證物料轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)時(shí)間。設(shè)計(jì)者根據(jù)物料的轉(zhuǎn)化率和必要的反應(yīng)時(shí)間，在選擇反應(yīng)器型式時(shí)，可以作為重要依據(jù)；選型以后，可計(jì)算反應(yīng)器的有效容積，確定長(zhǎng)徑比及其他基本尺寸，決定設(shè)備的臺(tái)件數(shù)。第26頁/共40頁第二十六頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì)（ 2 ）滿足反應(yīng)的熱傳遞(chund)要求。化學(xué)反應(yīng)往往都有熱效應(yīng)，要及時(shí)移出或加入適量熱量，因此在設(shè)計(jì)反應(yīng)器時(shí)，要保證有足夠的傳熱面積，并有一套能適應(yīng)所設(shè)計(jì)傳熱方式的有關(guān)裝置。此外，在設(shè)計(jì)反應(yīng)器時(shí)

21、還要有一套溫度測(cè)控系統(tǒng)。（3 ）設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)臄嚢杵骰蝾愃谱饔玫臋C(jī)構(gòu) 物料在反應(yīng)器內(nèi)接觸，應(yīng)當(dāng)滿足工藝規(guī)定的要求，使物料處于湍流的狀態(tài)，有利于傳熱傳質(zhì)過程的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于釜式反應(yīng)器，依靠攪拌器來實(shí)現(xiàn)物料流動(dòng)和混合接觸；對(duì)于管式反應(yīng)器，往往由外加動(dòng)力調(diào)節(jié)物料的流量和流速。第27頁/共40頁第二十七頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì)（ 4 ）注意材質(zhì)選用和機(jī)械加工要求 反應(yīng)釜的材質(zhì)選用通常都是根據(jù)工藝介質(zhì)有無腐蝕性，或在反應(yīng)產(chǎn)物中防止鐵離子滲入、要求無銹，或要考慮反應(yīng)器在清洗(qngx)時(shí)可能碰到腐蝕性介質(zhì)等。此外，選擇材質(zhì)與反應(yīng)器的反應(yīng)溫度、加熱方法有關(guān)聯(lián)，與反應(yīng)

22、粒子的摩擦程度、摩擦消耗等因素也有關(guān)。第28頁/共40頁第二十八頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì)2 反應(yīng)釜設(shè)計(jì)程序（ 1 ）確定反應(yīng)釜操作方式 根據(jù)工藝流程的特點(diǎn)，確定反應(yīng)釜是連續(xù)操作還是間歇操作。（2 ）匯總設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 工藝計(jì)算依據(jù)如生產(chǎn)能力(shn chn nn l)、反應(yīng)時(shí)間、溫度、裝料系數(shù)、物料膨脹比、投料比、轉(zhuǎn)化率、投料變化情況以及物料和反應(yīng)產(chǎn)物的物性數(shù)據(jù)、化學(xué)性質(zhì)等。（ 3 ）計(jì)算反應(yīng)釜體積（ 4 ）確定反應(yīng)釜設(shè)計(jì)（選用）體積和臺(tái)數(shù)第29頁/共40頁第二十九頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì)（ 5

23、）反應(yīng)釜直徑和筒體高度、封頭確定（ 6 ）傳熱面積計(jì)算和校核 （ 7 ）攪拌器設(shè)計(jì) 對(duì)于攪拌器的選型根據(jù)液體粘度、釜的容積、操作目的和主要影響因素(yn s)來選型。（ 8 ）管口和開孔設(shè)計(jì)根據(jù)進(jìn)出料口，夾套開孔，釜底釜蓋開孔，有關(guān)儀器儀表接口，手孔、人孔等。（ 9 ）畫出反應(yīng)器設(shè)計(jì)草圖（條件圖），或選型型號(hào)。第30頁/共40頁第三十頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì)3 固定床反應(yīng)器設(shè)計(jì) 對(duì)于氣固相催化反應(yīng)的固定床來說，主要問題是催化劑的體積和用量，床層堆積方案、床徑和高度，傳熱面積。通常(tngchng)設(shè)計(jì)步驟如下 ：（ 1 ）匯總物料衡算和物性數(shù)據(jù)

24、 按工藝要求的年生產(chǎn)量算出要求的每小時(shí)進(jìn)料量。（2 ）計(jì)算床體體積第31頁/共40頁第三十一頁，共40頁。第二節(jié) 化工設(shè)備的選用(xunyng)化工(hugng)設(shè)計(jì)（ 3 ）計(jì)算床高和直徑（ 4 ）驗(yàn)算流體阻力(zl)和傳熱系數(shù)K （ 5 ）繪制反應(yīng)器設(shè)計(jì)條件圖第32頁/共40頁第三十二頁，共40頁。第三節(jié) 非定型(dng xng)設(shè)備設(shè)計(jì)的主要程序化工(hugng)設(shè)計(jì) 設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)，是化工工程設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)繁重、量大、技術(shù)(jsh)要求高的工作，其中標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和定型設(shè)備可根據(jù)工藝設(shè)計(jì)條件從有關(guān)資料中查出，直接列表，但非定型設(shè)備則要求進(jìn)行設(shè)計(jì) 。 設(shè)計(jì)的主要工作和程序 第33頁/共40頁第三

25、十三頁，共40頁。第三節(jié) 非定型(dng xng)設(shè)備設(shè)計(jì)的主要程序化工(hugng)設(shè)計(jì)（ 1 ）工藝流程上確定設(shè)備的化工單元類型。這一步在化工工藝流程設(shè)計(jì)時(shí)已大體確定，如使用旋風(fēng)分離器實(shí)現(xiàn)(shxin)氣固分離，用氣流干燥裝置實(shí)現(xiàn)(shxin)干燥，用離心機(jī)過濾進(jìn)行液固分離等。在經(jīng)過化工物料衡算之后，進(jìn)行設(shè)備工藝計(jì)算時(shí)，仍有可能確定更為先進(jìn)的化工單元過程和設(shè)備，從而對(duì)工藝流程提出修正和更改（ 2 ）確定設(shè)備材質(zhì)。根據(jù)工藝操作條件和設(shè)備的工藝要求，確定適應(yīng)要求的設(shè)備材質(zhì)。第34頁/共40頁第三十四頁，共40頁。第三節(jié) 非定型(dng xng)設(shè)備設(shè)計(jì)的主要程序化工(hugng)設(shè)計(jì)（ 3 ）匯集設(shè)計(jì)條件。根據(jù)物料衡算和熱量衡算，確定設(shè)備負(fù)荷、轉(zhuǎn)化率和效率要求(yoqi)，確立設(shè)備的工藝操作條件如溫度、壓力、流量、流速、投料方式和投料量、卸料、排渣形式、工作周期等，作為設(shè)備設(shè)計(jì)和工藝計(jì)算的主要依據(jù)。（ 4 ）選定設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)型式。根據(jù)各類設(shè)備的性能、使用特點(diǎn)和適用的范圍，依據(jù)各類規(guī)范、樣本和說明書、進(jìn)行權(quán)衡比較，確定該設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)型式。第35頁/共40頁第三十五頁，共40頁。第三節(jié) 非定型(dng xng)設(shè)備設(shè)計(jì)的主要程序