化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)

1、整理ppt,1,化工設(shè)備基礎(chǔ),整理ppt,2,整理ppt,4,整理ppt,5,模塊一 化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí),任務(wù)二 化工生產(chǎn)與化工設(shè)備的關(guān)系,任務(wù)三 化工生產(chǎn)對(duì)化工設(shè)備的基本要求,新內(nèi)容簡(jiǎn)介,任務(wù)四 化工容器的結(jié)構(gòu)與分類,任務(wù)一 課程知識(shí)構(gòu)架及學(xué)習(xí)目標(biāo),整理ppt,6,理論知識(shí) 化工設(shè)備基本知識(shí) 化工設(shè)備力學(xué)基礎(chǔ) 機(jī)械傳動(dòng)與聯(lián)接(自學(xué)) 壓力容器 塔設(shè)備 換熱器 攪拌反應(yīng)釜 化工管路,一、知識(shí)構(gòu)架,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 、碳鋼熱處理實(shí)驗(yàn) 、拉伸壓縮實(shí)驗(yàn) 、水壓試驗(yàn) 4、外壓容器失穩(wěn)實(shí)驗(yàn),任務(wù)一 課程知識(shí)構(gòu)架及學(xué)習(xí)目標(biāo),整理ppt,7,二、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、了解材料、工程結(jié)構(gòu)、力學(xué)和機(jī)械傳動(dòng)與聯(lián)接方面的基本知識(shí) 、

2、掌握常用化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)、應(yīng)用 3、初步掌握化工設(shè)備結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的基本知識(shí)。,整理ppt,8,課程安排與要求,一、課程安排,68學(xué)時(shí),1、實(shí)驗(yàn)： 34次 2、平時(shí)作業(yè) 3、課堂提問 4、實(shí)驗(yàn)報(bào)告,二、要求,1、實(shí)驗(yàn)、平時(shí)作業(yè)不能缺，否則沒成績(jī)。 2、課堂紀(jì)律 不能曠課 否則沒成績(jī) 3、良好學(xué)風(fēng) 4、學(xué)習(xí)方法 課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí) 完成一定數(shù)量的 習(xí)題 學(xué)會(huì)知識(shí)的綜合應(yīng)用,整理ppt,9,化工生產(chǎn)過程不僅取決于化學(xué)工藝過程，而且與化工機(jī)械裝備密切相關(guān)。 介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，由反應(yīng)器提供符合反應(yīng)條件要求的空間 質(zhì)量傳遞通常在塔設(shè)備中完成 熱量傳遞在換熱器中進(jìn)行 能量轉(zhuǎn)換由泵、壓縮機(jī)等裝置承擔(dān) 化工

3、機(jī)械技術(shù)的進(jìn)步能促進(jìn)新工藝的誕生和實(shí)施 大型壓縮機(jī)和超高壓容器的研制成功，使人造金剛石的構(gòu)想成為現(xiàn)實(shí),化工工藝發(fā)展不斷要求新裝備,任務(wù)二 化工生產(chǎn)與化工機(jī)械設(shè)備的關(guān)系,整理ppt,10,化工過程：,對(duì)原料進(jìn)行化學(xué)和物理加工， 以獲得有利產(chǎn)品的過程。,設(shè)備：完成某種單元過程的裝置。,整理ppt,11,二甲醚,空 氣,壓 縮 機(jī),反 應(yīng) 器,吸 收 塔,離子交換塔,甲醛成品,(反應(yīng)),(傳熱),(壓縮),(分離),(離子交換),壓 縮 機(jī),冷 卻 塔,甲醛生產(chǎn),Ag CH3OH(氣)+(1/2)O2(氣)HCHO(氣)+H2O(氣) 973K,整理ppt,12,二氧化碳,水 蒸 汽,天然氣,壓 縮

4、 機(jī),轉(zhuǎn) 化 爐,冷卻塔,合成反應(yīng)器,分 餾 塔,冷 凝 塔,甲 醇,反 應(yīng),傳 熱,壓 縮,反 應(yīng),分 離,傳 熱,甲醇生產(chǎn),CO+2H2=CH3OH CO2+3H2=CH3OH+H2O,整理ppt,13, 千萬噸級(jí)大煉油廠 大型塔器國(guó)外最大常壓塔9m，減壓塔16m。 大型換熱器國(guó)外最大15000m2，國(guó)內(nèi)只有4000m2，,29,化工工藝發(fā)展不斷要求新裝備,百萬噸級(jí)大乙烯 大型離心壓氣機(jī)單機(jī)45,000KW，要求高可靠性，高壽命。 大型低溫球罐(-30，1.72MPa)國(guó)外最大3700m3雙層結(jié)構(gòu)，低溫鋼。,整理ppt,14,化工設(shè)備的特點(diǎn),功能原理的多樣化 須進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)計(jì) 外部殼體多是

5、壓力容器 化機(jī)電技術(shù)緊密結(jié)合 設(shè)備結(jié)構(gòu)大型化 噸量大 尺寸大 溫度高 目前國(guó)內(nèi)：合成氨年產(chǎn)量達(dá)30多萬噸 尿素高達(dá)60多 萬噸 國(guó)外：合成氨年產(chǎn)量達(dá)60多萬噸 尿素高達(dá)100多萬噸 合成氨塔的直徑達(dá)3000mm 12.5萬m3 儲(chǔ)油罐高達(dá)20m,整理ppt,15,化工生產(chǎn)的特點(diǎn) 生產(chǎn)的連續(xù)性強(qiáng) 處理物料大多是氣體、液體和粉體，處理過程如傳質(zhì)、傳熱、化學(xué)反應(yīng)可連續(xù)進(jìn)行，為了提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本，化工生產(chǎn)過程一般采用連續(xù)的工藝流程。在連續(xù)性的過程中，每一生產(chǎn)環(huán)節(jié)都非常重要，若出現(xiàn)事故，將破壞連續(xù)性生產(chǎn) 生產(chǎn)條件苛刻 介質(zhì)腐蝕性強(qiáng)：有很多介質(zhì)具有腐蝕性。例如，酸、堿、鹽一類的介質(zhì)，對(duì)金屬或非金屬物

6、件的腐蝕，使機(jī)器與設(shè)備的使用壽命大為降低。腐蝕生成物的沉積，可能堵塞機(jī)器與設(shè)備的通道，破壞正常的工藝條件，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行,任務(wù)三 化工生產(chǎn)對(duì)化工設(shè)備的基本要求,整理ppt,16,溫度和壓力變化大：溫度和壓力變化大，溫度從深冷到高溫，壓力從真空到數(shù)百兆帕。使得有的設(shè)備要承受高溫或高壓，有的設(shè)備要承受低溫或低壓。溫度和壓力的不同，影響到設(shè)備的工作條件和材料選擇 介質(zhì)大多易燃易爆有毒性：如氨氣、氫氣、苯蒸氣等均屬此類。還有不少介質(zhì)有較強(qiáng)的毒副作用，如二氧化硫、二氧化氮、硫化氫、一氧化碳等。這些易燃、易爆、有毒性的介質(zhì)一旦泄漏，不僅會(huì)造成環(huán)境的污染，而且還可能造成人員傷亡和重大事故的發(fā)生 生產(chǎn)原理

7、的多樣性：生產(chǎn)過程按作用原理可分為質(zhì)量傳遞、熱量傳遞、能量傳遞和化學(xué)反應(yīng)等若干類型。同一類型中功能原理也多種多樣，如傳熱設(shè)備的傳熱過程，按傳熱機(jī)理又可分為熱傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。故化工設(shè)備的用途、操作條件、結(jié)構(gòu)形式也千差萬別 生產(chǎn)的技術(shù)含量高：既包含了先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，又需要先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，還離不開先進(jìn)的控制與檢測(cè)手段。并呈現(xiàn)出學(xué)科綜合，專業(yè)復(fù)合，化、機(jī)、電一體化的發(fā)展勢(shì)態(tài),整理ppt,17,化工生產(chǎn)對(duì)化工設(shè)備的基本要求 安全性要求 工藝性要求 使用性能要求 經(jīng)濟(jì)性能要求,整理ppt,18,安全性能要求,足夠的強(qiáng)度：材料強(qiáng)度是指載荷作用下材料抵抗永久變形和斷裂的能力。屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度是鋼材常用的強(qiáng)度

8、判據(jù)。 良好的韌性 ：韌性是指材料斷裂前吸收變形能量的能力。由于原材料制造（特別是焊接）和使用（如疲勞、應(yīng)力腐蝕）等方面的原因，化工設(shè)備的構(gòu)件常帶有各種各樣的缺陷，如裂紋、氣孔、夾渣等。如果材料韌性差，可就能因其本身的缺陷或在波動(dòng)載荷作用下發(fā)生脆性破斷。 足夠的剛度和抗失穩(wěn)的能力：剛度是指設(shè)備在外力作用下，抵抗變形保持原有形狀的能力 良好的抗腐蝕性：材料被酸、堿、鹽腐蝕后，不僅會(huì)導(dǎo)致壁厚減薄，最終會(huì)破壞 可靠的密封性：密封性是指化工設(shè)備防止介質(zhì)泄漏的能力，介質(zhì)泄漏，可能造成環(huán)境污染，還可能引起中毒、燃燒、爆炸,整理ppt,19,使用性能要求,結(jié)構(gòu)合理、制造簡(jiǎn)單：結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)要合理，材料利用

9、率高，制造方法要有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化、成批生產(chǎn) 運(yùn)輸安裝方便：對(duì)于大型設(shè)備要考慮運(yùn)行的可行性，運(yùn)載工具的能力、空間大小、碼頭深度、橋梁和路面的承載能力、吊裝設(shè)備的噸位。大型、特殊要求設(shè)備要考慮現(xiàn)場(chǎng)組裝的條件和方法 操作、控制、維護(hù)簡(jiǎn)便：操作程序和方法要盡量簡(jiǎn)單，能設(shè)有防止誤操作的報(bào)警裝置。設(shè)備上要有測(cè)量、報(bào)警和調(diào)節(jié)裝置。操作過程出現(xiàn)超溫、超壓等時(shí)，能報(bào)警，并可對(duì)操作狀態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)。,整理ppt,20,1. 單位生產(chǎn)能力,技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求,2. 消耗系數(shù),3. 設(shè)備價(jià)格,4. 管理成本,5. 產(chǎn)品總成本,整理ppt,21,壓力容器-,滿足介質(zhì)壓力，介質(zhì)容積及其乘積等 要求的容器。,相關(guān)知識(shí) 化工機(jī)

10、械-化工生產(chǎn)中所使用的機(jī)械設(shè)備的總稱，包括化工設(shè)備與化工機(jī)器 化工設(shè)備指靜止設(shè)備：各種塔、換熱器 化工機(jī)器指動(dòng)設(shè)備：各種壓縮機(jī)、泵等,任務(wù)四 化工容器的結(jié)構(gòu)與分類,整理ppt,22,化工容器-,化工生產(chǎn)中所使用的化工設(shè)備外部殼體的總稱,化工設(shè)備-,化工設(shè)備主要由化工容器和不同的設(shè)備內(nèi)件所組成,相關(guān)知識(shí),整理ppt,23,化工容器的結(jié)構(gòu)及作用,整理ppt,24,化工容器由哪幾部分組成?,主體：筒體、封頭 附件：開孔與接管、密封裝置、支座、安全裝 置等,化工容器的標(biāo)準(zhǔn)件 （三化：系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化）,各部分的作用是什么？,整理ppt,25,容器的分類,按承壓性質(zhì)分類 按承壓性質(zhì)可將容器分為內(nèi)壓

11、容器和外壓容器兩類。 容器的內(nèi)部介質(zhì)壓力大于外界壓力時(shí)為內(nèi)壓容器。反之，則為外壓容器。 真空容器是指內(nèi)部壓力小于一個(gè)絕對(duì)大氣壓(0.1MPa)的外壓容器。,整理ppt,26,內(nèi)壓容器按其設(shè)計(jì)壓力，可劃分為低壓、中壓、高壓和超高壓四個(gè)壓力等級(jí)。高壓容器的設(shè)計(jì)計(jì)算方法、材料選擇、制造技術(shù)及檢驗(yàn)要求與中、低壓容器不同。本書只討論中、低壓容器的設(shè)計(jì)。,內(nèi)壓容器的分類,整理ppt,27,按原理與作用分 反應(yīng)容器R: 如反應(yīng)，分解塔，合成塔 換熱容器E: 熱交換器，蒸發(fā)器，冷凝器 分離類容器S：如洗滌塔，過濾器，吸收塔，干燥塔 儲(chǔ)存類容器C（其中球罐的代號(hào)為B）：如各種儲(chǔ)罐。,整理ppt,28,按容器的外

12、徑Do和內(nèi)徑Di的比值K不同，可將容器分為： a、 厚壁容器：K1.2 b 、薄壁容器：K1.2,按支承形式分-立式容器和臥式容器 按材料分-金屬容器和非金屬容器 按幾何形狀分-圓柱形、球形、橢圓形、錐形、矩形等 .,整理ppt,29,按工作溫度分 低溫容器 常溫容器 中溫容器 高溫容器 ,整理ppt,30,按監(jiān)察規(guī)程分(壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程),1、 最高工作壓力Pw0.1MPa,2、 內(nèi)直徑Di0.15m，且V0.025m3,3、 盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn) 的液體。,監(jiān)察規(guī)程的管轄范圍,壓力容器必備的三個(gè)條件：,根據(jù)容器的壓力等級(jí)、介質(zhì)毒性危害程度以及pV值

13、，壓力容器（不包括核能容器、船舶上的專用容器和直接受火焰加熱的容器）可分為三類。,整理ppt,31,三類容器,1、 高壓容器；,2 、低壓容器(毒性為極度或高度危害介質(zhì)的中壓和PV大于0.2MPam3)；,3、 中壓反應(yīng)容器(易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)且PV0.5MPam3)；,4、 中壓儲(chǔ)存容器(易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)且PV10MPam3)；,5、 高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；,6、 中壓搪玻璃壓力容器；,7 、球形（V50m3)和低溫儲(chǔ)存容器(V5m3)；,8、移動(dòng)式壓力容器。,整理ppt,32,1、一般中壓容器；,二類容器,2、 介質(zhì)為易燃或毒性程度為中度危害的低壓反應(yīng)容器和儲(chǔ)存容器；,3、 毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的低壓容器；,4 、低壓管殼式余熱鍋爐；,5、搪玻璃壓力容器。,整理ppt,33,GB5044職業(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí) (1)極度危害10mg/m3,氫氧化鈉、丙酮等,一類容器,1.非易燃或低毒的低壓反應(yīng)容器和儲(chǔ)存容器;,2 .除上述規(guī)定以外的低壓容器,整理ppt,34,易燃介質(zhì)是指 與空氣混合的爆炸下限小于，或爆炸上限下限之差大于