化工设备学习资料.docx
《化工设备学习资料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工设备学习资料.docx（41页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
化工设备学习资料
化工设备学习资料
设备
一、容积设备
（一）反应釜
1、定义
广义理解即有物理或化学反应的容器，通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速混配功能。
2、主要结构组成
反应釜主要由釜体、夹套（盘管）、搅拌器、传动装置、轴封装置、支承等组成。
3、加热/冷却方式
可分为电加热、热水加热、导热油循环加热、远红外加热等。
4、分类
按材质可分为碳钢反应釜、不锈钢反应釜、搪玻璃（搪瓷）反应釜、钢衬反应釜等。
（二）精馏塔
1、精馏过程简介
精馏塔供汽液两相接触进行相际传质，位于塔顶的冷凝器使蒸气得到部分冷凝,部分凝液作为回流液返回塔底,其余馏出液是塔顶产品。
位于塔底的再沸器使液体部分汽化，蒸气沿塔上升，余下的液体作为塔底产品。
进料加在塔的中部,进料中的液体和上塔段来的液体一起沿塔下降，进料中的蒸气和下塔段来的蒸气一起沿塔上升。
在整个精馏塔中，汽液两相逆流接触，进行相际传质。
液相中的易挥发组分进入汽相，汽相中的难挥发组分转入液相。
对不形成恒沸物的物系，只要设计和操作得当，馏出液将是高纯度的易挥发组分，塔底产物将是高纯度的难挥发组分。
进料口以上的塔段，把上升蒸气中易挥发组分进一步提浓，称为精馏段；进料口以下的塔段，从下降液体中提取易挥发组分，称为提馏段。
两段操作的结合，使液体混合物中的两个组分较完全地分离，生产出所需纯度的两种产品。
2、主要组成部分
（1）塔体
塔的主体结构，塔设备的外壳，常见的塔体由等直径、等高度的圆筒及上下封头组成，对于大型设备，为了节省材料也有采用不等直径、不等厚度的塔体。
（2）再沸器
顾名思义是使液体再一次汽化。
再沸器是一个能够交换热量同时有汽化功能的一种特殊换热器，器类型主要分为热虹吸式、釜式和强制循环式。
再沸器通过气相管与液相管与塔体相连，塔内物料从液相管进入再沸器被加热汽化再通过气相管进入塔体。
叔丁基车间再沸器皆为立式悬挂虹吸式再沸器，加热介质为导热油或蒸汽（上进下出与液体走向形成对流）。
（3）分布器
分布器是填料塔内极为重要的内件，为了减少液体的不良分布所引起的放大效应，充分发挥调料的效率必须在填料塔中安装液体分布器，把液体均匀的分布于填料层顶部。
分布器分布过程为：
液体进入收集槽，通过收集槽侧边的溢流孔溢流到分布锯齿上。
需注意的是，叔丁基精馏塔全为内回流，可通过观察分布器上液体分布情况（如观察是否液体溢出收集槽）确定回流大小。
（4）填料
填料为填料塔的重要内件，填料具有比表面积大的特点，在精馏过程中为气相与液相物质、能量交换提供场所。
填料从结构可分为散装填料和规整填料。
为适应不同的使用环境，又有金属材质、陶瓷材质和塑料材质的。
叔丁基精馏塔使用皆为规整板波纹填料，其中尾气处理吸收塔和中和塔因为使用环境为酸和碱，因此所用填料为陶瓷板波纹填料。
3、精馏塔操作要义
（1）液位稳定：
精馏塔的上升量与再沸器的汽化量直接相关，而液位是再沸器内物料汽化稳定连续均匀的重要保障。
另外，液位稳定与否也说明了进出料流量是否平衡；
（2）真空稳定：
叔丁基多数精馏塔稳定上升量的保证即是真空差的稳定，真空不稳必然导致真空差的不稳（导热油难以及时调节），进而影响到组分含量的不稳。
叔丁基多数塔为负压精馏操作，而真空是操作稳定的第一前提；
（3）温度稳定：
温度稳定是以真空稳定为前提的，对于连续操作的精馏塔，在真空稳定的前提下，温度的稳定与否可以看出组分含量是否稳定，是精馏操作的重要参考数据。
同样对于不完全连续操作的精馏塔（如叔丁基3#塔），在真空及真空差恒定的情况下，塔釜温度的变化也可间接得知塔釜组分的变化情况；
（4）进出料平衡：
进出料平衡包含两层意思，一是进出料流量相等，其直接导致的结果就是液位的稳定，二是进出料组分含量的稳定，如某一塔进料流量稳定的情况下，若轻组分含量发生变化，则其塔顶采出流量即需调整，否则长时间操作就会影响塔釜组分含量。
（三）列管式换热器
1、管程壳程
在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另一种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程。
2、主要构成
封头、壳体、管板、换热管、折流板等。
3、分类
按结构分可分为固定管板式、浮头式、填料函式、U型管式等，按功能可划分为冷凝器、预热器、再沸器等。
4、其他说明
（1）为防止换热流体在壳程中短路，和增大换热流体流速，多数换热器在壳体内都嵌有数个与换热管垂直的折流板；
（2）换热器最重要的参数为换热面积，其直接影响换热器的换热能力；
（3）影响换热效果的因素包括：
换热流体与被换热流体的温度差、换热介质流速、换热面积、换热管内外结垢情况等。
（四）膜过滤器
1、滤膜
膜过滤器的核心原件是滤膜，这是一种制备在微孔承托层（支撑体）上的布满更微小孔隙的薄膜。
2、操作方法
这里介绍干燥除盐膜过滤器使用方法，正常使用时，从膜过滤器侧边上口进入，盐分被滤膜阻挡，物料从过滤器底部流出，在膜过滤器进口管或上封头装有压力变送器，当膜外侧盐分聚集较多时，压力也随之变大，此时可切换另一膜过滤器使用，此过滤器关闭侧边上进料口和底阀，打开上封头反洗进料阀门，打开侧边底部反洗出料阀门将膜管外侧盐分冲出，即可恢复使用。
（五）储罐
1、分类
（1）拱顶式：
拱顶储罐是指罐顶为球冠状、罐体为圆柱形的一种钢制容器。
拱顶储罐制造简单、造价低廉，所以在国内外许多行业应用最为广泛，最常用的容积为1000-10000m³；
（2）内浮顶式：
内浮顶储罐是在拱顶储罐内部增设浮顶而成，罐内增设浮顶可减少介质的挥发损耗，外部的拱顶又可以防止雨水、积雪及灰尘等进入罐内，保证罐内介质清洁（大罐区1#混酚大罐、7#低沸大罐）；
（3）卧式：
卧式储罐的容积一般都小于100m³，通常用于生产环节（原3#釜采罐、异丁烯储罐）。
二、动设备
（一）离心泵
1、原理
（1）叶轮被泵轴带动旋转，对位于叶片间的流体做功，流体受离心作用，由叶轮中心被抛向外围。
当流体到达叶轮外周时，流速非常高；
（2）泵壳汇集从各叶片间被抛出的液体，这些液体在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的方向流动，使流体的动能转化为静压能，减小能量损失。
所以泵壳的作用不仅在于汇集液体，它更是一个能量转换装置；
（3）液体吸上原理：
依靠叶轮高速旋转，迫使叶轮中心的液体以很高的速度被抛开，从而在叶轮中心形成低压，低位槽中的液体因此被源源不断地吸上。
2、重要参数
（1）型号：
如IS60-50-160IS表示单级单吸清水离心泵，60表示泵进口管径，50表示泵出口管径，160表示泵叶轮直径，常见泵名称对照表如下：
字母表示
名称
字母表示
名称
B
单级单吸悬臂式离心泵
IH
单级单吸化工离心泵
D
节段式多级泵
WB
高扬程横轴污水泵
F
耐腐蚀泵
SG
管道离心泵
R
热水泵
ISW
卧式管道离心泵
S
单级双吸式离心泵
FSB
氟塑料合金离心泵
IS
单级单吸清水离心泵
IHF
氟塑料合金化工离心泵
（2）流量Q：
单位m³/h，表示每小时输送流体体积；
（3）扬程H：
单位m，泵的有效压头，即单位量液体在重力场中从泵获得的能量（通俗理解为泵能输送流体的高度）。
3、基本构造
叶轮、泵体（泵壳）、泵轴、轴承、机械密封、联轴器等。
4、气蚀分析及解决措施
离心泵发生汽蚀是由于液道入口附近某些局部低压区的压力降低到液体饱和蒸汽压，导致部分液体汽化所致。
所以，凡能使局部压力降低到液体汽化压力的因素都可能是诱发汽蚀的原因。
产生汽蚀的条件应从吸入装置的特性，泵本身的结构以及所输送的液体性质三方面加以考虑。
（1）结构措施：
采用双吸叶轮，以减小经过叶轮的流速，从而减小泵的汽蚀余量；在大型高扬程泵前装设增压前置泵，以提高进液压力；叶轮特殊设计，以改善叶片入口处的液流状况；在离心叶轮前面增设诱导轮；以提高进入叶轮的液流压力；
（2）泵的安装高度，泵的安装高度越高，泵的入口压力越低，降低泵的安装高度可以提高泵的入口压力，因此，合理的确定泵的安装高度可以避免泵产生汽蚀；
（3）吸液管路的阻力，在吸液管路中设置的弯头、阀门等管件越多，管路阻力越大，泵的入口压力越低，因此，尽量减少一些不必要的管件或尽可能的增大吸液管直径，减少管路阻力，可以防止泵产生汽蚀；
（4）泵的几何尺寸，由于液体在泵入口处具有的动能和静压能可以相互转换，其值保持不变。
入口液体流速高时，压力低，流速低时，压力高，因此，增大泵入口的通流面积，降低叶轮的入口速度，可以防止泵产生汽蚀；
（5）液体的密度，输送密度越大的液体时泵的吸上高度就越小，当用已安装好的输送密度较小液体的泵改送密度较大的液体时，泵就可能产生汽蚀，但用输送密度较大液体的泵改送密度较小的液体时，泵的入口压力较高，不会产生汽蚀。
（6）输送液体的温度，温度升高时液体的饱和蒸气压升高。
在泵的入口压力不变的情况下，输送液体的温度升高时，液体的饱和蒸气压可能升高至等于或高于泵的入口压力，泵就会产生汽蚀；
（7）吸液池液面压力，吸液池液面压力较高时，泵的入口压力也随之升高，反之，泵的入口压力则较低，泵就容易产生汽蚀；
（8）输送液体的易挥发性在相同的温度下较易挥发的液体其饱和蒸汽压较高，因此，输送易挥发液体时的泵容易产生汽蚀；
（9）其他措施：
采用耐汽蚀破坏的材料制造泵的过流部分元件，降低泵的转速。
5、巡检时注意事项
（1）振动大：
安装原因、泵内有异物、气蚀（气蚀穿孔）、轴连接异常；
（2）异响：
异响一般与振动同时出现，原因相似；
（3）温度高：
此处指电机，温度高可能是电机散热困难，或泵负荷大。
（二）齿轮泵
1、原理
齿轮泵是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。
由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空间，当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间的体积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮合侧的空间的体积从大变小，而将液体挤入管路中去。
吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的。
齿轮泵的排出口的压力完全取决于泵出口处阻力的大小。
2、基本构造
泵体、主（从）动齿轮、泵轴、轴承、机械密封、联轴器等
3、注意事项
泵启动前出口阀门必须开启。
4、故障分析：
（1）不出料：
物料粘度大，泵无法咬合；
（2）异响：
联轴器偏心或润滑不良，轴封处安装不良，电动机故障等；
（3）电流过大：
出口压力过高，流体年度过大，轴封装配不良等；
（4）突然停止：
电机过载保护，联轴器损坏，出口压力过高连锁反应，泵内咬入异物。
（三）液环泵
1、原理
在泵体中装有适量的水作为工作液。
当叶轮旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。
叶轮安装轴不在泵体中心（偏心），水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插入深度）。
此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。
如果以叶轮的下部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。
2、结构（如图）
3、注意事项：
（1）泵启动需前开启出口阀门，开启进水阀门、冷却水阀门，启动后缓慢开启进口阀门，防止泵瞬间负荷过大；
（2）水环泵抽真空效果不佳分析：
供水量不足，供水温度高，供水中轻组分含量高（如叔丁基车间水环泵水中含大量低沸），叶轮与分配板之间的间隙过大，机械密封破损导致漏水漏气，叶轮磨损过多，循环
升级会员 