化工基礎(chǔ)知識(shí)課件

1、化工基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)丁家萬化三車間第一章 流體流動(dòng) 一、概述 1、流體：氣體和液體統(tǒng)稱為流體。 在化工生產(chǎn)中所處理的物料有很多是流體。根據(jù)生產(chǎn)要求，往往需要將這些流體按照生產(chǎn)程序從一個(gè)設(shè)備輸送到另一個(gè)設(shè)備?；S中，管路縱橫排列，與各種類型的設(shè)備連接，完成著流體輸送的任務(wù)。除了流體輸送外，化工生產(chǎn)中的傳熱、傳質(zhì)過程以及化學(xué)反應(yīng)大都是在流體流動(dòng)下進(jìn)行的。流體流動(dòng)狀態(tài)對(duì)這些單元操作有著很大影響。 在研究流體流動(dòng)時(shí)，常將流體視為由無數(shù)流體微團(tuán)組成的連續(xù)介質(zhì)。所謂流體微團(tuán)或流體質(zhì)點(diǎn)是指這樣的小塊流體：它的大小與容器或管道相比是微不足道的。第一章 流體流動(dòng)二、物體中常應(yīng)用的單位 1、密度：單位體積流體的質(zhì)量

2、，稱為流體的密度，其表達(dá)式為 = m/ V 式中 流體的密度，kg/m3； m 流體的質(zhì)量，kg； V 流體的體積，m3。 液體的密度隨壓力的變化甚?。O高壓力下除外），可忽略不計(jì)，故常稱液體為不可壓縮的流體，但其隨溫度稍有改變。氣體的密度隨壓力和溫度的變化較大。2、比容：單位質(zhì)量流體的體積，稱為流體的比容，用符號(hào)v表示，單位為m3/kg，亦即流體的比容是密度的倒數(shù)。第一章 流體流動(dòng)3、壓 力：流體垂直作用于單位面積上的力，稱為流體的壓強(qiáng)，簡 稱壓強(qiáng)。習(xí)慣上稱為壓力。 在法定單位制中，壓力的單位是N/m2，稱為帕斯卡，以Pa表示。但長期以來采用的單位為atm（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）。它們之間的換算關(guān)系為

3、： 1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)=101300Pa=760mmHg=101.3X103KPa 1MPa=1000KPa 0.1MPa=1公斤 1巴(bar)=100,000帕(Pa)=10牛頓/平方厘米=0.1MPa 1psi=0.006895MPa=6.895KPa 第一章 流體流動(dòng)4、基準(zhǔn)：壓力可以有不同的計(jì)量基準(zhǔn)（1）絕對(duì)壓力和表壓：絕對(duì)壓力以零壓力（絕對(duì)真空）為基準(zhǔn)，表壓則以當(dāng)?shù)卮髿鈮簽榛鶞?zhǔn)。（2）真空度：真空度也以當(dāng)?shù)卮髿鈮簽榛鶞?zhǔn)，但真空度與表壓的計(jì)算方向相反，即低于大氣壓的數(shù)值稱為真空度。 真空度與絕對(duì)壓力的關(guān)系，可用下式表示 表壓絕對(duì)壓力大氣壓力 當(dāng)被測(cè)流體的絕對(duì)壓力小于大氣壓時(shí)，其低

4、于大氣壓的數(shù)值稱為真空度（vacuum），即 真空度大氣壓力絕對(duì)壓力 第一章 流體流動(dòng)1：流量與流速（一）流量 （1） 體積流量：單位時(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道任一截面的體積，稱為體積流量，以V表示，其單位為m3/s。（2） 質(zhì)量流量： 單位時(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道任一截面的質(zhì)量，稱為質(zhì)量流量以G表示，其單位為kg/s。體積流量與質(zhì)量流量之間的關(guān)系為（二）流速 （1）平均流速：流速是指單位時(shí)間內(nèi)液體質(zhì)點(diǎn)在流動(dòng)方向上所流經(jīng)的距離。第一章 流體流動(dòng) 流體在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，由于流體具有粘性，管道橫截面上流體質(zhì)點(diǎn)速度是沿半徑變化的。管道中心流速最大，愈靠管壁速度愈小，在緊靠管壁處，由于液體質(zhì)點(diǎn)粘附在管壁上，其速度等于

5、零。但工程上，一般系以管道截面積除以體積流量所得的值，來表示流體在管道中的速度。此種速度稱為平均速度，簡稱流速，以u(píng)表示，單位為m/s。流量與流速關(guān)系為 uV/A G=V=Au 式中 A管道的截面積，m2。第二章 管、管件及閥門（一）管、管件及閥門 管路系統(tǒng)是由管、管件、閥門以及輸送機(jī)械等組成的。當(dāng)流體流經(jīng)管和管件、閥門時(shí)，為克服流動(dòng)阻力而消耗能量。1 管 管子的種類很多，目前已在化工廠中廣泛應(yīng)用的有鑄鐵管、鋼管、特殊鋼管、有色金屬、塑料管及橡膠管等。鋼管又有有縫與無縫之分； 2. 管件 管件(pipe fitting)為管與管的連接部件，它主要是用來改變管道方向、連接支管、改變管徑及堵塞管道

6、等。圖1-22所示為管道中常用的幾種管件。2. 管件 管件(pipe fitting)為管與管的連接部件，它主要是用來改變管道方向、連接支管、改變管徑及堵塞管道等。圖1-22所示為管道中常用的幾種管件。3. 閥門 閥門裝于管道中用以調(diào)節(jié)流量。其作用有： 接通和截?cái)嘟橘|(zhì)； 防止介質(zhì)倒流； 調(diào)節(jié)介質(zhì)壓力、流量； 分離、混合或分配介質(zhì)； 防止介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值，保證管道或設(shè)備安全運(yùn)行。第二章 管、管件及閥門按用途和作用分類：截?cái)囝悾褐饕糜诮財(cái)嗷蚪油ń橘|(zhì)流。如閘閥、截止閥、球閥、碟閥、旋塞閥、隔膜閥止回類：用于阻止介質(zhì)倒流。包括各種結(jié)構(gòu)的止回閥。調(diào)節(jié)類：調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力和流量如減壓閥、調(diào)壓閥、節(jié)流閥

7、安全類：在介質(zhì)壓力超過規(guī)定值時(shí)，用來排放多余的介質(zhì)，保證管路系統(tǒng)及設(shè)備安全。 分配類：改變介質(zhì)流向、分配介質(zhì)，如三通旋塞、分配閥、滑閥等 特殊用途：如疏水閥、放空閥、排污閥等 第二章 管、管件及閥門第二章 管、管件及閥門通用分類法 這種分類方法既按原理、作用又按結(jié)構(gòu)劃分，是目前國際、國內(nèi)最常用的分類方法。一般分：閘閥、截止閥、節(jié)流閥、儀表閥、柱塞閥、隔膜閥、旋塞閥、球閥、蝶閥、止回閥、減壓閥、安全閥、疏水閥、調(diào)節(jié)閥、底閥、過濾器、排污閥等。球閥旋塞閥截止閥閘閥蝶閥常見閥門結(jié)構(gòu)及應(yīng)用第二章 管、管件及閥門閘閥的結(jié)構(gòu)1. 手輪2. 閥桿螺母3. 填料壓蓋4. 填料5. 閥蓋6. 雙頭螺栓7. 螺母

8、8. 墊片9. 閥桿10.閘板11.閥體第二章 管、管件及閥門閘閥的特點(diǎn) 閘閥在管路中主要作切斷用，一般口徑DN50mm的切斷裝置多選用它，有時(shí)口徑很小的切斷裝置也選用閘閥。閘閥有以下優(yōu)點(diǎn)：流體阻力小。開閉所需外力較小。介質(zhì)的流向不受限制。全開時(shí)，密封面受工作介質(zhì)的沖蝕比截止閥小。體形比較簡單，鑄造工藝性較好。閘閥也有不足之處：外形尺寸和開啟高度都較大。安裝所需空間較大。開閉過程中，密封面間有相對(duì)摩擦，容易引起擦傷現(xiàn)象。閘閥一般都有兩個(gè)密封面，給加工、研磨和維修增加一些困難。第二章 管、管件及閥門 （二）截止閥、節(jié)流閥 截止閥和節(jié)流閥都是向下閉合式閥門，啟閉件（閥瓣）由閥桿帶動(dòng)，沿閥座軸線作升

9、降運(yùn)動(dòng)來啟閉閥門。截止閥與節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)基本相同，只是閥瓣的形狀不同：截止閥的閥瓣為盤形，節(jié)流閥的閥瓣多為圓錐流線型，特別適用于節(jié)流，可以改變通道的截面積，用以調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量與壓力。 第二章 管、管件及閥門1、手輪2、閥桿螺母3、閥桿4、填料壓蓋5、T形螺栓6、填料7、閥蓋8、墊片9、閥瓣10、閥體截止閥和節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)第二章 管、管件及閥門截止閥在管路中主要作切斷用。節(jié)流閥在管路中主要作節(jié)流使用。截止閥有以下優(yōu)點(diǎn)：1 在開閉過程中密封面的摩擦力比閘閥小，耐磨。2 開啟高度小。3 通常只有一個(gè)密封面，制造工藝好，便于維修。 截止閥使用較為普遍，但由于開閉力矩較大，結(jié)構(gòu)長度較長，一般公稱通徑都限制在

10、DN200mm以下。截止閥的流體阻力損失較大。因而限制了截止閥更廣泛的使用。截止閥節(jié)流閥的特點(diǎn)第二章 管、管件及閥門（三）球閥 球閥是由旋塞閥演變而來。它具有相同的啟閉動(dòng)作，不同的是閥芯旋轉(zhuǎn)體不是塞子而是球體。當(dāng)球旋轉(zhuǎn)90度時(shí)，在進(jìn)、出口處應(yīng)全部呈現(xiàn)球面，從而截?cái)嗔鲃?dòng)。 第二章 管、管件及閥門球閥的特點(diǎn) 球閥在管路中主要用來做切斷、分配和改變介質(zhì)的流動(dòng)方向。它具有以下優(yōu)點(diǎn)1 結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，維修方便。2. 流體阻力小，緊密可靠，密封性能好。3 操作方便，開閉迅速，便于遠(yuǎn)距離的控制。4 球體和閥座的密封面與介質(zhì)隔離，不易引起閥門密封面的侵蝕。5 適用范圍廣，通徑從小到幾毫米，大到幾米，

11、從高真空至高壓力都可應(yīng)用。第二章 管、管件及閥門 (四)、蝶閥 蝶閥是由閥體、圓盤、閥桿、和手柄組成。它是采用圓盤式啟閉件，圓盤式閥瓣固定于閥桿上，閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)90即可完成啟閉作用。同時(shí)在閥瓣開啟角度為2075時(shí)，流量與開啟角度成線性關(guān)系，有節(jié)流的特性。第二章 管、管件及閥門 蝶閥廣泛用于2.0MPa以下的壓力和溫度不高于200的各種介質(zhì)。 閥桿只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，蝶板和閥桿沒有自鎖能力。要在閥桿上附加有自鎖能力的的減速器，使蝶桿能停在任意位置。蝶閥操作特性第二章 管、管件及閥門(五) 、 止回閥 止回閥是指依靠介質(zhì)本身流動(dòng)而自動(dòng)開、閉閥瓣，用來防止介質(zhì)倒流的閥門。 第二章 管、管件及閥門 止回閥的結(jié)構(gòu)

12、1. 閥蓋2. 搖桿3. 螺釘4. 閥瓣5. 閥體第二章 管、管件及閥門止回閥的特點(diǎn)升降式止回閥的閥體形狀與截止閥一樣（可與截止閥通用），因此它的流體阻力系數(shù)較大。旋啟式止回閥，閥瓣圍繞閥座外的銷軸旋轉(zhuǎn)，應(yīng)用較為普遍。 碟式止回閥閥瓣圍繞閥座內(nèi)的銷軸旋轉(zhuǎn)。其結(jié)構(gòu)簡單，只能安裝在水平管道上，密封性較差。第二章 管、管件及閥門 （六）安全閥 安全閥是自動(dòng)閥門，它不借助任何外力，利用介質(zhì)本身的壓力來排出一定量的流體，以防止系統(tǒng)內(nèi)壓力超過預(yù)定的安全值。當(dāng)壓力恢復(fù)到安全值后，閥門再自行關(guān)閉以阻止介質(zhì)繼續(xù)流出。第二章 管、管件及閥門（七）、調(diào)節(jié)閥 又名控制閥，在工業(yè)自動(dòng)化過程控制領(lǐng)域中，通過接受調(diào)節(jié)控制單

13、元輸出的控制信號(hào)，借助動(dòng)力操作去改變介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)的最終控制元件。一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組成。 第二章 管、管件及閥門調(diào)節(jié)閥按所用能源可分為氣動(dòng), 電動(dòng)和液動(dòng)三類按能源分氣動(dòng): 壓縮空氣作為能源, 結(jié)構(gòu)簡單, 輸出推力較大, 維修方便, 價(jià)格低廉, 防火防爆電動(dòng): 能源取用方便, 信號(hào)傳遞迅速, 但結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 防爆性能差液動(dòng): 液動(dòng)控制閥推力最大, 但較笨重, 現(xiàn)已很少使用第二章 管、管件及閥門閥門定位器氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥體電動(dòng)調(diào)節(jié)閥“氣開”與“氣關(guān)”的選擇原則基本原則: 根據(jù)安全生產(chǎn)的要求選擇控制閥的氣開氣關(guān)。若無氣源時(shí), 希望閥全關(guān), 則應(yīng)選擇氣開閥，稱為FC閥閥

14、位給0%，閥門開度0%，閥位給100%，閥門開度100%若無氣源時(shí),希望閥全開,則應(yīng)選擇氣關(guān)閥，稱為FO閥閥位給0%，閥門開度100%，閥位給100%，閥門開度0%實(shí)際應(yīng)用：當(dāng)氣源中斷或電源中斷時(shí)，進(jìn)入裝置的原料、熱源應(yīng)切斷: 進(jìn)料閥選氣開切斷裝置向外輸出產(chǎn)品: 出料閥選氣開精餾塔回流應(yīng)打開: 回流閥選氣關(guān)第二章 管、管件及閥門 調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中是必不可少的，它是組成工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，被稱之為生產(chǎn)過程自動(dòng)化的“手腳”。 自調(diào)閥：0100% 電磁閥： 0、100%第二章 管、管件及閥門1.泵的分類葉片式泵(透平式泵)：離心泵 軸流泵 混流泵 旋渦泵容積式泵往復(fù)泵：活塞泵 柱塞泵 隔膜泵

15、回轉(zhuǎn)泵：齒輪泵 螺桿泵 滑片泵其他類型泵：噴射泵 水錘泵 真空泵另外，按壓力分為低壓泵（低于2MPa）中壓泵（2-6MPa）高壓泵（高于6MPa）第三章 泵 其他形式的泵：A.單柱塞泵原理B.隔膜泵原理第三章 泵C.螺桿泵D.蒸汽噴射泵第三章 泵E.齒輪泵F.多級(jí)離心泵第三章 泵2.離心泵的分類 可按使用目的、介質(zhì)種類、結(jié)構(gòu)型式等進(jìn)行分類。這里主要介紹按結(jié)構(gòu)型式作如下分類：(1)按流體吸入葉輪的方式：單吸式泵 雙吸式泵(2)按級(jí)數(shù)分類：單級(jí)泵 多級(jí)泵(3)按泵體形式分類：蝸殼泵 筒形泵(4)按主軸安放情況分類：臥式泵 立式泵 斜式泵第三章 泵3.離心泵的工作過程第三章 泵4.離心泵工作原理 電

16、機(jī)帶動(dòng)泵軸和葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪內(nèi)部的液體隨葉輪一方面做圓周運(yùn)動(dòng)，另一方面在離心力的作用下被徑向拋出，葉輪中間部位就形成了負(fù)壓區(qū)，在大氣壓大作用下就吸進(jìn)了液體。這樣液體就形成了不斷拋出和吸入的過程。 第三章 泵5.離心泵的葉輪類型第三章 泵6.離心泵的吸入特性:氣蝕、氣縛氣蝕、氣縛發(fā)生的機(jī)理及危害(1)氣蝕發(fā)生的機(jī)理(2)氣蝕發(fā)生的危害(3)氣縛發(fā)生的機(jī)理第三章 泵(1)氣蝕發(fā)生的機(jī)理第三章 泵氣蝕現(xiàn)象第三章 泵(2)氣蝕發(fā)生的危害汽蝕是水力機(jī)械的特有現(xiàn)象，它帶來許多嚴(yán)重的后果。a汽蝕使過流部件被剝蝕破壞；b汽蝕使泵的性能下降；c汽蝕使泵產(chǎn)生噪音和振動(dòng)。第三章 泵(3)氣縛發(fā)生的機(jī)理如果泵內(nèi)進(jìn)入了空

17、氣，由于空氣的密度比液體的密度小許多，產(chǎn)生的離心力也小，導(dǎo)致入口處形成的真空密度較低，不足將液體吸入泵內(nèi)。這時(shí)盡管葉輪在不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)，卻不能輸送液體，這種現(xiàn)象聽稱為氣縛。 排除氣縛的方法：灌泵排氣第三章 泵離心泵主要工作參數(shù)： 流量 Q 揚(yáng)程 H 轉(zhuǎn)速 n 功率 N 效率 氣蝕余量（hr） 第三章 泵3. 離心泵結(jié)構(gòu)葉輪泵體軸軸封軸承箱 第三章 泵 柱塞泵是往復(fù)泵的一種，屬于體積泵，其柱塞靠泵軸的偏心轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其吸入和排出閥都是單向閥。當(dāng)柱塞外拉時(shí)，工作室內(nèi)壓力降低，出口閥關(guān)閉，低于進(jìn)口壓力時(shí)，進(jìn)口閥打開，液體進(jìn)入；柱塞內(nèi)推時(shí)，工作室壓力升高，進(jìn)口閥關(guān)閉，高于出口壓力時(shí)，出口閥打開，液

18、體排出。當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)缸體旋轉(zhuǎn)時(shí)，斜盤將柱塞從缸體中拉出或推回，完成吸排油過程。柱塞與缸孔組成的工作容腔中的油液通過配油盤分別與泵的吸、排油腔相通。變量機(jī)構(gòu)用來改變斜盤的傾角，通過調(diào)節(jié)斜盤的傾角可改變泵的排量。柱塞泵第三章 泵柱塞泵第三章 泵 屏蔽泵是由屏蔽電動(dòng)機(jī)和泵組成一體的無泄漏泵，主要由泵體、葉輪、定子、轉(zhuǎn)子、前后軸承及推力盤等零部件組成。定子和轉(zhuǎn)子分別用非磁性耐腐蝕薄壁套隔離起來，轉(zhuǎn)子由前后軸承支撐浸在輸送介質(zhì)中，因而不需要任何型式的動(dòng)密封來防止被輸送介質(zhì)的向外泄漏。 總體而言，屏蔽泵是離心式無密封泵。屏蔽泵第三章 泵屏蔽泵第三章 泵屏蔽泵的優(yōu)點(diǎn) (1)全封閉。結(jié)構(gòu)上沒有動(dòng)密封，只有在泵

19、的外殼處有靜密封，因此可以做到完全無泄漏，特別適合輸送易燃、易爆、貴重液體和有毒、腐蝕性及放射性液體。(2)安全性高。轉(zhuǎn)子和定子各有一個(gè)屏蔽套使電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子不與物料接觸，即使屏蔽套破裂，也不會(huì)產(chǎn)生外泄漏的危險(xiǎn)。(3)結(jié)構(gòu)緊湊占地少。泵與電機(jī)系一整體，拆裝不需找正中心。對(duì)底座和基礎(chǔ)要求低，且日常維修工作量少，維修費(fèi)用低。(4)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，不需加潤滑油。由于無滾動(dòng)軸承和電動(dòng)機(jī)風(fēng)扇，故不需加潤滑油，且噪聲低。(5)使用范圍廣。對(duì)高溫、高壓、低溫、高熔點(diǎn)等各種工況均能滿足要求。第三章 泵壓縮機(jī)是輸送氣體并提高氣體壓力能的機(jī)器。在化工廠中，壓縮機(jī)主要壓縮原料氣、空氣或中間過程的介質(zhì)氣體，以滿足化

20、工生產(chǎn)工藝的需要。壓縮機(jī)按其工作原理可分為速度型和容積型兩種。速度型壓縮機(jī)靠氣體在高速旋轉(zhuǎn)的葉輪的作用下，得到巨大的動(dòng)能，隨后在擴(kuò)壓器中急劇降低，使氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?shì)能，也就是壓力能。容積型壓縮機(jī)靠在氣缸內(nèi)作往復(fù)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的活塞，使容積縮小而提高氣體壓力。往復(fù)壓縮機(jī)9/13/202257第四章 壓縮機(jī)9/13/2022往復(fù)壓縮機(jī)58壓縮機(jī)速度型容積型軸流式離心式混流式回轉(zhuǎn)式往復(fù)式滑片式螺桿式轉(zhuǎn)子式膜式活塞式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)型式不同，分類如下：第四章 壓縮機(jī)工作原理往復(fù)式壓縮機(jī)通過曲軸連桿機(jī)構(gòu)將曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過連桿的傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)活塞便做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由氣缸內(nèi)壁、氣缸蓋和活

21、塞頂面所構(gòu)成的工作容積則會(huì)發(fā)生周期性變化。曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)一次，氣缸內(nèi)相繼實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、排氣的過程，即完成一個(gè)工作循環(huán)。9/13/2022往復(fù)壓縮機(jī)59第四章 壓縮機(jī)往復(fù)式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu) 往復(fù)式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)：壓縮機(jī)主要由機(jī)體、曲軸、連桿、活塞組、閥門、軸封、油泵、能量調(diào)節(jié)裝置、油循環(huán)系統(tǒng)等部件組成。往復(fù)式壓縮機(jī)主要由工作腔部分、機(jī)座部分及輔助系統(tǒng)(潤滑、冷卻、儀表控制、安全放空等)等三大部分組成 第五章 塔 塔設(shè)備的概念 化工生產(chǎn)過程中可提供氣液或液液兩相之間進(jìn)行直接接觸機(jī)會(huì)，達(dá)到相際傳質(zhì)及傳熱目的，又能使接觸之后的兩相及時(shí)分開，互不夾帶的設(shè)備。 注：相是指沒有外力作用下，物理、化學(xué)性質(zhì)

22、完全相同，成分相同的均勻物質(zhì)的聚集態(tài)。第五章 塔 外形特點(diǎn)：體型高，長寬比大。塔設(shè)備的主要特點(diǎn) 塔設(shè)備是化工、煉油生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。常見的、可在塔設(shè)備中完成單元操作的有精餾、吸收、解吸、萃取及氣體的洗滌、冷卻、增濕、干燥等。第五章 塔 塔設(shè)備的種類 （1）按塔的內(nèi)部構(gòu)件結(jié)構(gòu)形式，可將塔設(shè)備分為兩大類：板式塔和填料塔。 （2）按化工操作單元的特性（功能），可將塔設(shè)備分為：精餾 塔、吸收塔、萃取塔、反應(yīng)塔、解吸塔、再生塔和干燥塔等。 （3）按操作壓力可將塔設(shè)備分為：加壓塔、常壓塔和減壓塔。第五章 塔 塔設(shè)備的主要外部構(gòu)件及作用（1）板式塔（2）填料塔第五章 塔板式塔 板式塔是一種逐級(jí)（板）接

23、觸的氣液傳質(zhì)設(shè)備。塔內(nèi)以塔板為基本構(gòu)件，氣體自塔底以鼓泡或噴射的形式穿過塔板上的液層，使氣-液相密切接觸而進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，兩相的濃度呈階梯式變化。第五章 塔板式塔的類型 板式塔類型的不同，在于其中的塔板結(jié)構(gòu)不同，常見的主要類型有：泡罩塔、篩板塔、浮閥塔、舌片塔等。泡罩塔 板泡罩塔是工業(yè)應(yīng)用最早的板式塔，而且在相當(dāng)長的一段時(shí)期內(nèi)是板式塔中較為流行的一種塔型。泡罩塔盤的結(jié)構(gòu)主要由泡罩(氣液接觸元件)、升氣管、溢流堰、降液管及塔板等部分組成。第五章 塔泡罩塔的優(yōu)點(diǎn)： 操作彈性大，因而在負(fù)荷波動(dòng)范圍較大時(shí)，仍能保持塔的穩(wěn)定操作及較高的分離效率；氣液比的范圍大，不易堵塞等。泡罩塔的缺點(diǎn) ： 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)

24、高、氣相壓降大、以及安裝維修麻煩等。 目前，只是在某些情況如生產(chǎn)能力變化大，操作穩(wěn)定性要求高，要求有相當(dāng)穩(wěn)定的分離能力等要求時(shí)，可考慮使用泡罩塔。 第五章 塔篩板塔 篩板塔也是應(yīng)用歷史較久的塔型之一，與泡罩塔相比，篩板塔結(jié)構(gòu)簡單，篩板塔結(jié)構(gòu)及氣液接觸狀況如下圖所示。篩板塔塔盤分為篩孔區(qū)、無孔區(qū)、溢流堰及降液管等部分。 第五章 塔篩板塔的優(yōu)點(diǎn)：篩板塔的缺點(diǎn) ： 小孔徑篩板易堵塞，不適于處理臟的、粘性大的和帶固體粒子的料液。 篩孔塔板是最簡單的塔板，造價(jià)低廉，只要設(shè)計(jì)合理，其操作彈性是可以滿足生產(chǎn)需要的，目前已成為應(yīng)用最為廣泛的一種板型 。 (1)結(jié)構(gòu)簡單，制造和維修方便，相同條件下生產(chǎn)能力高于浮

25、閥塔； (2)塔板壓力降較低，適用于真空蒸餾； (3)塔板效率較高，但稍低于浮閥塔； (4)具有較高的操作彈性，但稍低于泡罩塔。第五章 塔浮閥塔 浮閥塔板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在塔板上開有若干個(gè)閥孔，每個(gè)閥孔裝有一個(gè)可上下浮動(dòng)的閥片，閥片本身連有幾個(gè)閥腿，插入閥孔后將閥腿底腳撥轉(zhuǎn)90，以限制閥片升起的最大高度，并防止閥片被氣體吹走。閥片周邊沖出幾個(gè)略向下彎的定距片，當(dāng)氣速很低時(shí)，由于定距片的作用，閥片與塔板呈點(diǎn)接觸而坐落在閥孔上，在一定程度上可防止閥片與板面的粘結(jié)。第五章 塔浮閥塔的優(yōu)點(diǎn)： (1)生產(chǎn)能力大；(2)操作彈性大； (3)塔板效率較高；(4)塔板結(jié)構(gòu)及安裝較泡罩簡單，重量較輕 。浮閥塔的缺點(diǎn)

26、 ： (1)在氣速較低時(shí)，仍有塔板漏液，故低氣速時(shí)塔板效率有所下降； (2)浮閥閥片有卡死和吹脫的可能，這會(huì)導(dǎo)致操作運(yùn)轉(zhuǎn)及檢修的困難； (3)塔板壓力降較大，妨礙了它在高氣相負(fù)荷及真空塔中的應(yīng)用。 浮閥塔板是對(duì)泡罩塔板的改進(jìn)，取消了升氣管，在塔板開孔上方設(shè)置了浮閥，浮閥可根據(jù)氣體的流量自行調(diào)節(jié)開度。氣量較小時(shí)可避免過多的漏液，氣量較大時(shí)可使氣速不致過高，降低了壓降。第五章 塔填料塔 填料塔屬于微分接觸型的氣液傳質(zhì)設(shè)備。塔內(nèi)以填料為氣液接觸和傳質(zhì)的基本元件。液體在填料表面呈膜狀自上而下流動(dòng)，氣體呈連續(xù)相自下而上與液體做逆流流動(dòng)，并進(jìn)行氣液兩相間的傳質(zhì)與傳熱。兩相的濃度或溫度沿塔高呈連續(xù)變化。第五

27、章 塔填料塔 典型填料塔的結(jié)構(gòu)如上圖所示，主要部件有塔體、填料及支承、液體分布器及再分布器、除沫器等。填料 填料是填料塔的核心內(nèi)件，它為氣液兩相充分接觸進(jìn)行傳熱傳質(zhì)提供了表面積?？煞譃樯⒀b填料和規(guī)整填料兩大類。第五章 塔散裝填料 散裝填料是指以亂堆為主的填料，這種填料是具有一定外形的顆粒體，又稱之為顆粒填料，根據(jù)外形分以下三種：（1）環(huán)形填料：拉西環(huán)填料、鮑爾環(huán)填料 、階梯環(huán)填料； （2）鞍形填料：弧鞍填料 、矩鞍填料 、改進(jìn)矩鞍填料；（3）金屬鞍環(huán)填料；第五章 塔 規(guī)整填料的種類按照結(jié)構(gòu)可分為絲網(wǎng)波紋填料和板波紋填料。使用時(shí)根據(jù)填料塔的結(jié)構(gòu)尺寸，疊成圓筒形整塊放入塔內(nèi)或分塊拼成圓筒形在塔內(nèi)砌

28、裝。各種陶瓷規(guī)整填料金屬板波紋規(guī)整填料第五章 塔3.5 填料塔的液體分布器 液體分布器：對(duì)進(jìn)入塔內(nèi)的液體進(jìn)行分布，使得液體在塔截面上分布均勻。液體分布器根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式，可分為以下幾種：第五章 塔板式塔與填料塔的比較 對(duì)許多逆流接觸的過程，填料塔和板式塔都可以使用。各種塔型各有優(yōu)劣，應(yīng)根據(jù)物系綜合考慮選擇。 填料塔操作范圍較小，特別是對(duì)于液體負(fù)荷的變化更為敏感； 填料塔不宜于處理易聚合或含有固體懸浮物的物料； 當(dāng)氣液接觸過程中需要冷卻以移出反應(yīng)熱或溶解熱時(shí)，不適宜用填料塔。另外，當(dāng)有側(cè)線出料時(shí)，填料塔也不如板式塔方便； 填料塔的塔徑可以很小，但板式塔的塔徑一般不小于0.6m； 板式塔的設(shè)計(jì)資料更容易得到而且更為可靠，安全系數(shù)可以取得更??； 當(dāng)塔徑不很大時(shí)，填料塔的造價(jià)便宜； 對(duì)于易起泡的物系，填料塔更合適； 對(duì)于腐蝕性物系，填料塔更合適； 對(duì)于熱敏性物系，采用填料塔較好； 填料塔的壓降比板式塔小，更適于真空操作。第五章 塔第六章 換熱器換熱器是一種在不同溫度的兩種或兩種以上流體間實(shí)現(xiàn)物料之間熱量傳遞的節(jié)能設(shè)備，是使熱量由較高