化工設(shè)備與維護(hù)教案兩后生

化工設(shè)備與維護(hù)教案兩后生化工設(shè)備與維護(hù)教案新疆石河子職業(yè)技術(shù)學(xué)院中職分院教師：武亮10.作業(yè)11.小結(jié)12.后記1.題頭周次星期上課時(shí)間2.課題第四章第二節(jié)傳熱基本知識(shí)3.教學(xué)目的1.掌握傳熱基本概念與方式2.了解強(qiáng)化傳熱的措施4.教學(xué)重、難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)為了解傳熱基本概念與基本方式2.教學(xué)難點(diǎn)為了解傳熱的基本方式5.教學(xué)方法講授法6.教具多媒體、尺規(guī)7.課時(shí)90min：前10min總結(jié)上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容；中間70min講解本節(jié)知識(shí)點(diǎn)；最后10min練習(xí)、小結(jié)8.審批9.教學(xué)過(guò)程傳熱基本概念傳熱（或作熱傳、熱傳遞）是物理學(xué)上的一個(gè)物理現(xiàn)象，是熱能從高溫向低溫部分轉(zhuǎn)移的過(guò)程，傳熱有三種方式：熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射。傳熱基本方式熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)（thermalconduction）是介質(zhì)內(nèi)無(wú)宏觀運(yùn)動(dòng)時(shí)的傳熱現(xiàn)象，其在固體、液體和氣體中均可發(fā)生，但嚴(yán)格而言，只有在固體中才是純粹的熱傳導(dǎo)，而流體即使處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中也會(huì)由于溫度梯度所造成的密度差而產(chǎn)生自然對(duì)流，因此，在流體中熱對(duì)流與熱傳導(dǎo)同時(shí)發(fā)生。熱對(duì)流熱對(duì)流（thermalconvection）是指熱量通過(guò)流動(dòng)介質(zhì)，由空間的一處傳播到另一處的現(xiàn)象。火場(chǎng)中通風(fēng)孔洞面積愈大，熱對(duì)流的速度愈快；通風(fēng)孔洞所處位置愈高，熱對(duì)流速度愈快。熱對(duì)流是熱傳播的重要方式，是影響初期火災(zāi)發(fā)展的最主要因素。熱輻射熱輻射，物體由于具有溫度而輻射電磁波的現(xiàn)象。熱量傳遞的3種方式之一。一切溫度高于絕對(duì)零度的物體都能產(chǎn)生熱輻射，溫度愈高，輻射出的總能量就愈大，短波成分也愈多。熱輻射的光譜是連續(xù)譜，波長(zhǎng)覆蓋范圍理論上可從0直至∞，一般的熱輻射主要靠波長(zhǎng)較長(zhǎng)的可見(jiàn)光和紅外線傳播。由于電磁波的傳播無(wú)需任何介質(zhì)，所以熱輻射是在真空中唯一的傳熱方式。強(qiáng)化傳熱的措施1、擴(kuò)展傳熱面積擴(kuò)展傳熱面積是增加傳熱效果使用最多、最簡(jiǎn)樸的一種方法。在擴(kuò)展換熱器傳熱面積的過(guò)程中，假如簡(jiǎn)樸的通過(guò)單一地?cái)U(kuò)大設(shè)備體積來(lái)增加傳熱面積或增加設(shè)備臺(tái)數(shù)來(lái)增強(qiáng)傳熱量，不光需要增加設(shè)備投資，設(shè)備占地面積大、同時(shí)，對(duì)傳熱效果的增強(qiáng)作用也不顯著，這種方法現(xiàn)在已經(jīng)淘汰?，F(xiàn)在使用最多的是通過(guò)公道地進(jìn)步設(shè)備單位體積的傳熱面積來(lái)達(dá)到增強(qiáng)傳熱效果的目的，如在換熱器上大量使用單位體積傳熱面積比較大的翅片管、波紋管、板翅傳熱面等材料，通過(guò)這些材料的使用，單臺(tái)設(shè)備的單位體積的傳熱面積會(huì)顯著進(jìn)步，充分達(dá)到換熱設(shè)備高效、緊湊的目的。

2、加大螺旋板換熱器傳熱溫差是加強(qiáng)換熱器換熱效果常用的措施之一。在換熱器使用過(guò)程中，進(jìn)步輻射采暖板管內(nèi)蒸汽的壓力，進(jìn)步熱水采暖的熱水溫度，冷凝器冷卻水用溫度較低的深井水代替自來(lái)水，空氣冷卻器中降低冷卻水的溫度等，都可以直接增加換熱器傳熱溫差。但是如國(guó)，我們?cè)谶M(jìn)步輻射采暖板的蒸汽溫渡過(guò)程中，不能超過(guò)輻射采暖答應(yīng)的輻射強(qiáng)度，輻射采暖板蒸汽溫度的增加實(shí)際上是一種受限制的增加，依賴增加換熱器傳熱溫差只能有限度的進(jìn)步換熱器換熱效果；同時(shí)，我們應(yīng)該熟悉到，傳熱溫差的增大將使整個(gè)熱力系統(tǒng)的不可逆性增加，降低了熱力系統(tǒng)的可用性。所以，不能一味追求傳熱溫差的增加，而應(yīng)兼顧整個(gè)熱力系統(tǒng)的能量公道使用。

3、增強(qiáng)傳熱系數(shù)增強(qiáng)換熱器傳熱效果最積極的措施就是想法進(jìn)步設(shè)備的傳熱系數(shù)。換熱器傳熱系數(shù)的大小實(shí)際上是由傳熱過(guò)程總熱阻的大小來(lái)決定，換熱器傳熱過(guò)程中的總熱阻越大，換熱器傳熱系數(shù)值也就越低；換熱器傳熱系數(shù)值越低，換熱器傳熱效果也就越差。換熱器在使用過(guò)程中，其總熱阻是各項(xiàng)分熱阻的疊加，所以要改變傳熱系數(shù)就必需分析傳熱過(guò)程的每一項(xiàng)分熱阻。如何控制換熱器傳熱過(guò)程的每一項(xiàng)分熱阻是決定換熱器傳熱系數(shù)的樞紐。10.作業(yè)11.小結(jié)12.后記1.題頭周次星期上課時(shí)間2.課題第四章第三節(jié)列管式換熱器3.教學(xué)目的1.了解列管式換熱器的類型及主要部件2.掌握列管式換熱器的結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)4.教學(xué)重、難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)為了解列管式換熱器的類型2.教學(xué)難點(diǎn)為列管式換熱器的結(jié)構(gòu)5.教學(xué)方法講授法6.教具多媒體、尺規(guī)7.課時(shí)90min：前10min總結(jié)上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容；中間70min講解本節(jié)知識(shí)點(diǎn)；最后10min練習(xí)、小結(jié)8.審批9.教學(xué)過(guò)程一、固定管板式列管式換熱器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、緊湊、造價(jià)便宜，但管外不能機(jī)械清洗。此種換熱器管束連接在管板上，管板分別焊在外殼兩端，并在其上連接有頂蓋，頂蓋和殼體裝有流體進(jìn)出口接管。通常在管外裝置一系列垂直于管束的擋板。同時(shí)管子和管板與外殼的連接都是剛性的，而管內(nèi)管外是兩種不同溫度的流體。因此，當(dāng)管壁與殼壁溫差較大時(shí)，由于兩者的熱膨脹不同，產(chǎn)生了很大的溫差應(yīng)力，以至管子扭彎或使管子從管板上松脫，甚至毀壞換熱器。為了克服溫差應(yīng)力必須有溫差補(bǔ)償裝置，一般在管壁與殼壁溫度相差50℃以上時(shí)，為安全起見(jiàn)，換熱器應(yīng)有溫差補(bǔ)償裝置。但補(bǔ)償裝置（膨脹節(jié)）只能用在殼壁與管壁溫差低于60～70℃和殼程流體壓強(qiáng)不高的情況。一般殼程壓強(qiáng)超過(guò)0.6Mpa時(shí)由于補(bǔ)償圈過(guò)厚，難以伸縮，失去溫差補(bǔ)償?shù)淖饔茫蛻?yīng)考慮其他結(jié)構(gòu)。二、浮頭式換熱器的一塊管板用法蘭與外殼相連接，另一塊管板不與外殼連接，以使管子受熱或冷卻時(shí)可以自由伸縮，但在這塊管板上連接一個(gè)頂蓋，稱之為“浮頭”，所以這種換熱器叫做浮頭式換熱器。其優(yōu)點(diǎn)是：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨脹不變殼體約束，因而當(dāng)兩種換熱器介質(zhì)的溫差大時(shí)，不會(huì)因管束與殼體的熱膨脹量的不同而產(chǎn)生溫差應(yīng)力。其缺點(diǎn)為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。三、填料函式這類換熱器管束一端可以自由膨脹，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡(jiǎn)單，造價(jià)也比浮頭式低。但殼程內(nèi)介質(zhì)有外漏的可能，殼程中不應(yīng)處理易揮發(fā)、易燃、易爆和有毒的介質(zhì)。四、U型管式U形管式換熱器，每根管子都彎成U形，兩端固定在同一塊管板上，每根管子皆可自由伸縮，從而解決熱補(bǔ)償問(wèn)題。管程至少為兩程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨脹。其缺點(diǎn)是管子內(nèi)壁清洗困難，管子更換困難，管板上排列的管子少。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，適用于高溫高壓條件。五、渦流熱膜渦流熱膜換熱器采用最新的渦流熱膜傳熱技術(shù)，通過(guò)改變流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)增加傳熱效果，當(dāng)介質(zhì)經(jīng)過(guò)渦流管表面時(shí)，強(qiáng)力沖刷管子表面，從而提高換熱效率。最高可達(dá)10000W/m2℃。同時(shí)這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了耐腐蝕、耐高溫、耐高壓、防結(jié)垢功能。其它類型的換熱器的流體通道為固定方向流形式，在換熱管表面形成繞流，對(duì)流換熱系數(shù)降低。據(jù)【換熱設(shè)備推廣中心】的資料顯示，渦流熱膜換熱器的最大特點(diǎn)在于經(jīng)濟(jì)性和安全性統(tǒng)一。由于考慮了換熱管之間，換熱管和殼體之間流動(dòng)關(guān)系，不再使用折流板強(qiáng)行阻擋的方式逼出湍流，而是靠換熱管之間自然誘導(dǎo)形成交替漩渦流，并在保證換熱管不互相摩擦的前提下保持應(yīng)有的顫動(dòng)力度。換熱管的剛性和柔性配置良好，不會(huì)彼此碰撞，既克服了浮動(dòng)盤(pán)管換熱器之間相互碰撞造成損傷的問(wèn)題，又避免了普通管殼式換熱器易結(jié)垢的問(wèn)題。10.作業(yè)11.小結(jié)12.后記1.題頭周次星期上課時(shí)間2.課題第四章?lián)Q熱器第四節(jié)其他形式換熱器3.教學(xué)目的1.掌握其他幾種形式的換熱器分類2.了解其他幾種換熱器的特點(diǎn)4.教學(xué)重、難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)為掌握其他幾種形式的換熱器分類2.教學(xué)難點(diǎn)為了解其他幾種換熱器的特點(diǎn)5.教學(xué)方法講授法6.教具多媒體、尺規(guī)7.課時(shí)90min：前10min總結(jié)上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容；中間70min講解本節(jié)知識(shí)點(diǎn)；最后10min練習(xí)、小結(jié)一、沉浸式換熱器沉浸式蛇管換熱器以蛇形管作為傳熱元件的換熱器，是間壁式換熱器種類之一。這是一種古老的換熱設(shè)備。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝、清洗和維修方便，價(jià)格低廉，又特別適用于高壓流體的冷卻、冷凝，所以現(xiàn)代仍得到廣泛應(yīng)用。但蛇管式換熱器的體積大、笨重；單位傳熱面積金屬耗量多，傳熱效能低。根據(jù)管外流體冷卻方式的不同，蛇管式換熱器又分為沉浸式和噴淋式。二、噴淋式換熱器三.套管式換熱器套管式換熱器是用兩種尺寸不同的標(biāo)準(zhǔn)管連接而成同心圓套管，外面的叫殼程，內(nèi)部的叫管程。兩種不同介質(zhì)可在殼程和管程內(nèi)逆向流動(dòng)(或同向)以達(dá)到換熱的效果。夾套式換熱器夾套式換熱器是間壁式換熱器的一種，在容器外壁安裝夾套制成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；但其加熱面受容器壁面限制，傳熱系數(shù)也不高。為提高傳熱系數(shù)且使釜內(nèi)液體受熱均勻，可在釜內(nèi)安裝攪拌器.當(dāng)夾套中通入冷卻水或無(wú)相變的加熱劑時(shí)，亦可在夾套中設(shè)置螺旋隔板或其它增加湍動(dòng)的措施，以提高夾套一側(cè)的給熱系數(shù)。為補(bǔ)充傳熱面的不足，也可在釜內(nèi)部安裝蛇管。夾套式換熱器廣泛用于反應(yīng)過(guò)程的加熱和冷卻。平板式換熱器平板式換熱器是目前各類換熱器中換熱效率最高的一種換熱器，它具有占用空間小，安裝拆卸方便的優(yōu)點(diǎn)。其由沖壓成形的凹凸不銹鋼板組成，兩相臨板片之間的凹凸紋路成180度相對(duì)組合，因此板式熱交換器兩板片之間的凹凸脊線形成了交錯(cuò)的接觸點(diǎn)，將接觸點(diǎn)以真空焊接方式結(jié)合后，就形成了板式熱交換器的耐高壓交錯(cuò)流通結(jié)構(gòu)，這些交錯(cuò)的流通結(jié)構(gòu)使得板式熱交換器內(nèi)的冷熱流體產(chǎn)生強(qiáng)烈紊流而達(dá)到高換熱效果。10.作業(yè)11.小結(jié)12.后記1.題頭周次星期上課時(shí)間2.課題第四章第五節(jié)列管式換熱器的維護(hù)檢修3.教學(xué)目的1.掌握關(guān)閉積垢的清除2.了解管子泄露、振動(dòng)的維修4.教學(xué)重、難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)為掌握關(guān)閉積垢的清除2.教學(xué)難點(diǎn)為了解管子泄露、振動(dòng)的維修5.教學(xué)方法講授法6.教具多媒體、尺規(guī)7.課時(shí)90min：前10min總結(jié)上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容；中間70min講解本節(jié)知識(shí)點(diǎn)；最后10min練習(xí)、小結(jié)8.審批9.教學(xué)過(guò)程目前國(guó)內(nèi)外清洗切換冷卻器的方法主要有以下三種：1.機(jī)械清洗1）噴射清洗：噴射清洗是一種強(qiáng)力清洗法，它是利用噴射設(shè)備將介質(zhì)以極高的沖擊力噴入換熱器的管側(cè)和殼側(cè)，起到除垢的目的。常用的介質(zhì)是水、蒸汽或石英砂。對(duì)于僅僅依靠沖擊力是不能去除而必須依靠熱量才能使污垢松動(dòng)，蒸汽噴射清洗是非常好的方法。2）管內(nèi)插入物清洗：這種方法只能除去管子里面的污垢，它依靠插入物在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。與管子內(nèi)表面接觸，達(dá)到去除污垢的效果。插入物的型式多種多樣，可以是在撓性軸的端部裝上刮刀或鉆頭．也可以使用鋼絲刷子來(lái)清洗較低硬度的污垢。對(duì)于換熱器管內(nèi)污垢，以上兩種換熱器清洗方法，采用管內(nèi)插入物清洗效果比直接噴射清洗效果明顯，但插入物清洗勞動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)較大。將兩種方法結(jié)合使用，在用插入物清洗同時(shí)用高壓水噴射，效果大大提高。其優(yōu)點(diǎn)是見(jiàn)效快、易操作、而且可降低清洗強(qiáng)度。但缺點(diǎn)是清洗設(shè)備需裝拆，易對(duì)設(shè)備造成機(jī)械損傷。2.化學(xué)清洗在流體中加入除垢劑、酸、堿、酶等，以減少污垢與換熱面的結(jié)合力，使其從受熱面上脫離，這種方法就稱為化學(xué)清洗法。化學(xué)清洗可以在現(xiàn)場(chǎng)完成，清洗強(qiáng)度較低；但清洗更完全，可以清洗機(jī)械清洗所能到達(dá)的地方，并可避免機(jī)械清洗對(duì)換熱面造成一定的機(jī)械損傷；而且化學(xué)清洗可以不用拆開(kāi)設(shè)備，對(duì)于不能拆開(kāi)的管殼式換熱設(shè)備具有機(jī)械清洗所不能比擬的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于換熱器殼側(cè)清洗，經(jīng)常采用化學(xué)清洗和噴射清洗。兩者各有千秋。應(yīng)該說(shuō)清洗效果，化學(xué)清洗優(yōu)于噴射清洗。但化學(xué)清洗的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)污垢的特性，合理地選擇緩蝕劑、清洗主劑和助劑，控制適宜的速度和溫度；同時(shí)應(yīng)做好清洗廢液的處理排放工作，避免對(duì)環(huán)境造成影響；而且化學(xué)清洗現(xiàn)場(chǎng)配制清洗劑較為費(fèi)時(shí)，對(duì)清洗后設(shè)備酸度控制要求較高。噴射清洗操作較為簡(jiǎn)便，但效果明顯。因此我們對(duì)于換熱器殼側(cè)清洗，在不同場(chǎng)合采用不同的清洗方法。對(duì)設(shè)備酸度要求不高或結(jié)垢較為嚴(yán)重的場(chǎng)合，采用化學(xué)清洗除垢。反之，則較多采用噴射清洗除垢。3.超聲波除垢除了上述幾種常用的清洗方法，現(xiàn)在出現(xiàn)了新的換熱器清洗技術(shù)——超聲波除垢。它利用超聲波的空化效應(yīng)、活化效應(yīng)、剪切效應(yīng)和抑制效應(yīng)除垢，超聲波除垢技術(shù)在石油化工、制糖等一些行業(yè)得到了運(yùn)用，并取得了很好的效果。這項(xiàng)新技術(shù)目前還有很多空白領(lǐng)域需要研究。超聲波除垢技術(shù)的關(guān)鍵是針對(duì)不同物料、不同裝配類型和傳熱面積的大小，選擇合適的超聲波功率和頻率大小。10.作業(yè)11.小結(jié)12.后記1.題頭周次星期上課時(shí)間2.課題第五章塔設(shè)備及傳質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)概述3.教學(xué)目的1.了解塔設(shè)備在化工生產(chǎn)中的作用和地位2.掌握化工生產(chǎn)對(duì)塔設(shè)備的基本要求4.教學(xué)重、難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)為了解塔設(shè)備在化工生產(chǎn)中的作用和地位2.教學(xué)難點(diǎn)為掌握化工生產(chǎn)對(duì)塔設(shè)備的基本要求5.教學(xué)方法講授法6.教具多媒體、尺規(guī)7.課時(shí)90min：前10min總結(jié)上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容；中間70min講解本節(jié)知識(shí)點(diǎn)；最后10min練習(xí)、小結(jié)8.審批9.教學(xué)過(guò)程具有一定形狀（截面大多是圓形）、一定容積、內(nèi)外裝置一定附件的容器。塔設(shè)備是石油、化工、醫(yī)藥、輕工等生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一，在塔設(shè)備內(nèi)可進(jìn)行氣液或液液兩相間的充分接觸，實(shí)施相間傳質(zhì)，因此在生產(chǎn)過(guò)程中常用塔設(shè)備進(jìn)行精餾、吸收、解吸、氣體的增濕及冷卻等單元操作過(guò)程。一類塔形的化工設(shè)備。用以使氣體與液體、氣體與固體、液體與液體或液體與固體密切接觸，并促進(jìn)其相互作用，以完成化學(xué)工業(yè)中熱量傳遞和質(zhì)量傳遞過(guò)程。所采用材料必須對(duì)被處理的物料具有耐腐蝕性能。并按其所能承受的壓力進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為板式塔和填料塔二類。常用的有泡罩塔、填料塔、篩板塔、淋降板塔、浮閥塔、凱特爾塔（Kitteltower）、槽形塔（S型塔）、舌型塔、穿流柵板塔、轉(zhuǎn)盤(pán)塔以及導(dǎo)向篩板塔等。應(yīng)用于蒸餾、吸收、萃取、吸附等操作。如按塔設(shè)備的用途可分為：1.分餾塔——也稱蒸餾塔，煉化廠中的分餾塔也叫精餾塔，其作用是將液體混合物的各種組分分離出來(lái)。如常減壓裝置常壓塔和減壓塔、加氫裂化裝置主汽提塔和分餾塔等，可將原料油分割成汽油、石腦油、煤油、柴油及潤(rùn)滑油等產(chǎn)品。2.吸收塔、解吸塔——通過(guò)溶劑來(lái)溶解、吸收氣體的塔是吸收塔；將吸收液用加熱等方法使溶解于其中的氣體釋放出來(lái)的叫解吸塔。例如催化裂化裝置中的吸收解吸塔、加氫裂化裝置燃料氣脫硫塔和溶劑再生塔等。3.抽提塔——通過(guò)溶劑將液體混合物中某種（些）組分有選擇地溶解、萃取出來(lái)的塔叫抽提塔。4.洗滌塔——用水來(lái)除去氣體中無(wú)用的組分或固體塵粒，稱為水洗塔，同時(shí)還有一定的冷卻作用。如按塔設(shè)備的結(jié)構(gòu)可分為兩大類：板式塔：塔內(nèi)設(shè)有一層層相隔一定距離的塔盤(pán)，每層塔盤(pán)上液體與氣體互相接觸傳熱傳質(zhì)后又分開(kāi)，氣體繼續(xù)上升到上一層塔盤(pán)，液體繼續(xù)流到下一層塔盤(pán)上。依照塔盤(pán)的結(jié)構(gòu)形式，板式塔可分為圓泡帽塔、槽形塔盤(pán)塔、S形塔盤(pán)塔、浮閥塔、噴射塔、篩板塔等，板式塔常用做分餾塔和抽提塔。在板式塔中，兩相的組份、濃度沿塔高呈階梯式變化。填料塔：內(nèi)充填有各種形式的填料，液體自上而下流動(dòng)，在填料表面形成許多薄膜，使自下而上的氣體，在經(jīng)過(guò)填料空間時(shí)與液體具有較大的接觸面積，以促進(jìn)傳質(zhì)作用。填料塔的結(jié)構(gòu)比板式塔簡(jiǎn)單，而填料的形式繁多，常用的填料有：拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、蜂窩填料、鞍形填料和絲網(wǎng)填料等。填料塔常用做吸收塔、解吸塔和洗滌塔。在填料塔中，兩相的組份、濃度沿塔高呈連續(xù)變化。10.作業(yè)11.小結(jié)12.后記1.題頭周次星期上課時(shí)間2.課題第五章塔設(shè)備及傳質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)傳質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)3.教學(xué)目的1.掌握傳質(zhì)的基本概念2.了解傳質(zhì)的基礎(chǔ)知識(shí)4.教學(xué)重、難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)為了解傳質(zhì)的基本概念2.教學(xué)難點(diǎn)為了解吸收、蒸餾、精餾萃取的概念5.教學(xué)方法講授法6.教具多媒體、尺規(guī)7.課時(shí)90min：前10min總結(jié)上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容；中間70min講解本節(jié)知識(shí)點(diǎn)；最后10min練習(xí)、小結(jié)8.審批9.教學(xué)過(guò)程一、傳質(zhì)是體系中由于物質(zhì)濃度不均勻而發(fā)生的質(zhì)量轉(zhuǎn)移過(guò)程。體系中由于熵自動(dòng)向最大值移動(dòng)，即趨向均勻，如果各部分溫度不均勻，會(huì)趨向一個(gè)平均溫度，如果濃度不均勻，也會(huì)趨向一個(gè)平均濃度，但濃度的傳遞必須發(fā)生在流體中間，可以是兩種流體之間，也可以是一種流體和固體之間傳質(zhì)(如萃取)，但不可能在兩種固體之間發(fā)生傳質(zhì)過(guò)程(雖然可以發(fā)生傳熱過(guò)程)。在化學(xué)工業(yè)中，一般應(yīng)用的是氣-液系統(tǒng)；液-液系統(tǒng)和固-液系統(tǒng)之間的傳質(zhì)過(guò)程。二、精餾一種利用回流使液體混合物得到高純度分離的蒸餾方法，是工業(yè)上應(yīng)用最廣的液體混合物分離操作，廣泛用于石油、化工、輕工、食品、冶金等部門。精餾操作按不同方法進(jìn)行分類。根據(jù)操作方式，可分為連續(xù)精餾和間歇精餾；根據(jù)混合物的組分?jǐn)?shù)，可分為二元精餾和多元精餾；根據(jù)是否在混合物中加入影響汽液平衡的添加劑，可分為普通精餾和特殊精餾（包括萃取精餾、恒沸精餾和加鹽精餾）。若精餾過(guò)程伴有化學(xué)反應(yīng)，則稱為反應(yīng)精餾。三、萃取又稱溶劑萃取或液液萃取，亦稱抽提，是利用系統(tǒng)中組分在溶劑中有不同的溶解度來(lái)分離混合物的單元操作。即，是利用物質(zhì)在兩種互不相溶（或微溶）的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同，使溶質(zhì)物質(zhì)從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中的方法。廣泛應(yīng)用于化學(xué)、冶金、食品等工業(yè)，通用于石油煉制工業(yè)。另外將萃取后兩種互不相溶的液體分開(kāi)的操作，叫做分液。固-液萃取，也叫浸取，用溶劑分離固體混合物中的組分，如用水浸取甜菜中的糖類；用酒精浸取黃豆中的豆油以提高油產(chǎn)量；用水從中藥中浸取有效成分以制取流浸膏叫“滲瀝”或“浸瀝”。雖然萃取經(jīng)常被用在化學(xué)試驗(yàn)中，但它的操作過(guò)程并不造成被萃取物質(zhì)化學(xué)成分的改變（或說(shuō)化學(xué)反應(yīng)），所以萃取操作是一個(gè)物理過(guò)程。萃取是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中用來(lái)提純和純化化合物的手段之一。通過(guò)萃取，能從固體或液體混合物中提取出所需要的物質(zhì)。利用物質(zhì)在兩種互不相溶（或微溶）的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同，使物質(zhì)從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中。經(jīng)過(guò)反復(fù)多次萃取，將絕大部分的化合物提取出來(lái)。溶劑萃取工藝過(guò)程一般由萃取、洗滌和反萃取組成。一般將有機(jī)相提取水相中溶質(zhì)的過(guò)程稱為萃?。╡xtraction），水相去除負(fù)載有機(jī)相中其他溶質(zhì)或者包含物的過(guò)程稱為洗滌（scrubbing），水相解析有機(jī)相中溶質(zhì)的過(guò)程稱為反萃取（stripping）。分配定律是萃取方法理論的主要依據(jù)，物質(zhì)對(duì)不同的溶劑有著不同的溶解度。同時(shí)，在兩種互不相溶的溶劑中，加入某種可溶性的物質(zhì)時(shí)，它能分別溶解于兩種溶劑中，實(shí)驗(yàn)證明，在一定溫度下，該化合物與此兩種溶劑不發(fā)生分解、電解、締合和溶劑化等作用時(shí)，此化合物在兩液層中之比是一個(gè)定值。不論所加物質(zhì)的量是多少，都是如此。屬于物理變化。用公式表示。CA/CB=KCA.CB分別表示一種物質(zhì)在兩種互不相溶地溶劑中的量濃度。K是一個(gè)常數(shù)，稱為“分配系數(shù)”。10.作業(yè)11.小結(jié)12.后記1.題頭周次星期上課時(shí)間2.課題第五章塔設(shè)備及傳質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)第三節(jié)填料塔3.教學(xué)目的1.掌握填料塔的組成2.掌握填料塔的工作原理、主要部件及結(jié)構(gòu)4.教學(xué)重、難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)為掌握填料塔的組成2.教學(xué)難點(diǎn)為掌握填料塔的工作原理、主要部件及結(jié)構(gòu)5.教學(xué)方法講授法6.教具多媒體、尺規(guī)7.課時(shí)90min：前10min總結(jié)上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容；中間70min講解本節(jié)知識(shí)點(diǎn)；最后10min練習(xí)、小結(jié)8.審批9.教學(xué)過(guò)程填料塔是塔設(shè)備的一種。塔內(nèi)填充適當(dāng)高度的填料，以增加兩種流體間的接觸表面。例如應(yīng)用于氣體吸收時(shí)，液體由塔的上部通過(guò)分布器進(jìn)入，沿填料表面下降。氣體則由塔的下部通過(guò)填料孔隙逆流而上，與液體密切接觸而相互作用。結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，檢修較方便。廣泛應(yīng)用于氣體吸收、蒸餾、萃取等操作。為了強(qiáng)化生產(chǎn)，提高氣流速度，使在乳化狀態(tài)下操作時(shí)，稱乳化填料塔或乳化塔(emulsifyingtower)。填料塔是以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備。填料塔的塔身填料塔結(jié)構(gòu)示意圖是一直立式圓筒，底部裝有填料支承板，填料以亂堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安裝填料壓板，以防被上升氣流吹動(dòng)。液體從塔頂經(jīng)液體分布器噴淋到填料上，并沿填料表面流下。氣體從塔底送入，經(jīng)氣體分布裝置（小直徑塔一般不設(shè)氣體分布裝置）分布后，與液體呈逆流連續(xù)通過(guò)填料層的空隙，在填料表面上，氣液兩相密切接觸進(jìn)行傳質(zhì)。填料塔屬于連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，兩相組成沿塔高連續(xù)變化，在正常操作狀態(tài)下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相。當(dāng)液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí)，有逐漸向塔壁集中的趨勢(shì)，使得塔壁附近的液流量逐漸增大，這種現(xiàn)象稱為壁流。壁流效應(yīng)造成氣液兩相在填料層中分布不均，從而使傳質(zhì)效率下降。因此，當(dāng)填料層較高時(shí)，需要進(jìn)行分段，中間設(shè)置再分布裝置。液體再分布裝置包括液體收集器和液體再分布器兩部分，上層填料流下的液體經(jīng)液體收集器收集后，送到液體再分布器，經(jīng)重新分布后噴淋到下層填料上。填料塔具有生產(chǎn)能力大，分離效率高，壓降小，持液量小，操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)。填料塔也有一些不足之處，如填料造價(jià)高；當(dāng)液體負(fù)荷較小時(shí)不能有效地潤(rùn)濕填料表面，使傳質(zhì)效率降低；不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料；對(duì)側(cè)線進(jìn)料和出料等復(fù)雜精餾不太適合等。10.作業(yè)11.小結(jié)12.后記1.題頭周次星期上課時(shí)間2.課題第五章塔設(shè)備及傳質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)第四節(jié)板式塔3.教學(xué)目的1.掌握板式塔的組成及工作原理2.掌握板式塔的主要部件及結(jié)構(gòu)4.教學(xué)重、難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)為掌握板式塔的主要部件及結(jié)構(gòu)2.教學(xué)難點(diǎn)為掌握板式塔的組成及工作原理5.教學(xué)方法講授法6.教具多媒體、尺規(guī)7.課時(shí)90min：前10min總結(jié)上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容；中間70min講解本節(jié)知識(shí)點(diǎn)；最后10min練習(xí)、小結(jié)8.審批9.教學(xué)過(guò)程板式塔是一類用于氣液或液液系統(tǒng)的分級(jí)接觸傳質(zhì)設(shè)備，由圓筒形塔體和按一定間距水平裝置在塔內(nèi)的若干塔板組成。廣泛應(yīng)用于精餾和吸收，有些類型（如篩板塔）也用于萃取，還可作為反應(yīng)器用于氣液相反應(yīng)過(guò)程。操作時(shí)（以氣液系統(tǒng)為例），液體在重力作用下，自上而下依次流過(guò)各層塔板，至塔底排出；氣體在壓力差推動(dòng)下，自下而上依次穿過(guò)各層塔板，至塔頂排出。每塊塔板上保持著一定深度的液層，氣體通過(guò)塔板分散到液層中去，進(jìn)行相際接觸傳質(zhì)。工業(yè)上最早出現(xiàn)的板式塔是篩板塔和泡罩塔。篩板塔出現(xiàn)于1830年，很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)被認(rèn)為難以操作而未得到重視。泡罩塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但容易操作，自1854年應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)以后，很快得到推廣，直到20世紀(jì)50年代初，它始終處于主導(dǎo)地位。第二次世界大戰(zhàn)后，煉油和化學(xué)工業(yè)發(fā)展迅速，泡罩塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高的缺點(diǎn)日益突出，而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的篩板塔重新受到重視。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究和工業(yè)實(shí)踐，逐步掌握了篩板塔的操作規(guī)律和正確設(shè)計(jì)方法，還開(kāi)發(fā)了大孔徑篩板，解決了篩孔容易堵塞的問(wèn)題。因此，50年代起，篩板塔迅速發(fā)展成為工業(yè)上廣泛應(yīng)用的塔型。與此同時(shí)，還出現(xiàn)了浮閥塔，它操作容易，結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，同樣得到了廣泛應(yīng)用。而泡罩塔的應(yīng)用則日益減少，除特殊場(chǎng)合外，已不再新建。60年代以后,石油化工的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大,大型塔的直徑已超過(guò)10m。為滿足設(shè)備大型化及有關(guān)分離操作所提出的各種要求，新型塔板不斷出現(xiàn)，已有數(shù)十種。塔板又稱塔盤(pán)，是板式塔中氣液兩相接觸傳質(zhì)的部位，決定塔的操作性能，通常主要由以下三部分組成：①氣體通道為保證氣液兩相充分接觸，塔板上均勻地開(kāi)有一定數(shù)量的通道供氣體自下而上穿過(guò)板上的液層。氣體通道的形式很多，它對(duì)塔板性能有決定性影響，也是區(qū)別塔板類型的主要標(biāo)志。篩板塔塔板的氣體通道最簡(jiǎn)單，只是在塔板上均勻地開(kāi)設(shè)許多小孔（通稱篩孔）,泡罩塔塔板的氣體通道最復(fù)雜，它是在塔板上開(kāi)有若干較大的圓孔，孔上接有升氣管，升氣管上覆蓋分散氣體的泡罩。浮閥塔塔板則直接在圓孔上蓋以可浮動(dòng)的閥片,根據(jù)氣體的流量,閥片自行調(diào)節(jié)開(kāi)度。②溢流堰為保證氣液兩相在塔板上形成足夠的相際傳質(zhì)表面,塔板上須保持一定深度的液層，為此,在塔板的出口端設(shè)置溢流堰。塔板上液層高度在很大程度上由堰高決定。對(duì)于大型塔板，為保證液流均布，還在塔板的進(jìn)口端設(shè)置進(jìn)口堰。③降液管液體自上層塔板流至下層塔板的通道，也是氣（汽）體與液體分離的部位。此外，還有一類無(wú)溢流塔板，塔板上不設(shè)降液管，僅是塊均勻開(kāi)設(shè)篩孔或縫隙的圓形篩板。操作時(shí)，板上液體隨機(jī)地經(jīng)某些篩孔流下，而氣體則穿過(guò)另一些篩孔上升。無(wú)溢流塔板雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，板面利用率高，但操作彈性太小，板效率較低，故應(yīng)用不廣。10.作業(yè)11.小結(jié)12.后記1.題頭周次星期上課時(shí)間2.課題第五章塔設(shè)備及傳質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)第五節(jié)其他塔設(shè)備3.教學(xué)目的1.了解其他幾種板式塔結(jié)構(gòu)2.了解其他幾種板式塔的概念、用途4.教學(xué)重、難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)為了解其他幾種板式塔結(jié)構(gòu)2.教學(xué)難點(diǎn)為了解其他幾種板式塔的概念、用途5.教學(xué)方法講授法6.教具多媒體、尺規(guī)7.課時(shí)90min：前10min總結(jié)上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容；中間70min講解本節(jié)知識(shí)點(diǎn)；最后10min練習(xí)、小結(jié)8.審批9.教學(xué)過(guò)程萃取塔（英文名稱extractioncolumn）又名抽提塔，一種化學(xué)工業(yè)、石油煉制、環(huán)境保護(hù)等工業(yè)部門常用的液-液質(zhì)量傳遞設(shè)備。液-液萃取是質(zhì)量傳遞的一種方式，將混合物溶液中某一種或幾種化合物組分，用另外一種液體（稱作溶劑，與混合物溶液的溶劑互不相溶）將其提取出來(lái)，使其得到分離、富集、提純。這種過(guò)程稱作萃取、抽提、液-液萃取，溶劑萃取過(guò)程。所采用的設(shè)備叫做萃取器，有一次和多次萃取，有間隙和連續(xù)萃取過(guò)程之分，連續(xù)多次萃取采用的萃取器是一種塔式設(shè)備，稱為萃取塔。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是利用重力或機(jī)械作用使一種液體破碎成液滴，分散在另一連續(xù)液體中，進(jìn)行液-液萃取。液-液萃取原理利用化合物在兩種互不相溶（或微溶）的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同，使化合物從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中。經(jīng)過(guò)反復(fù)多次萃取轉(zhuǎn)移，將絕大部分的化合物提取出來(lái)。分配定律是萃取方法理論的主要依據(jù)，物質(zhì)對(duì)不同的溶劑有著不同的溶解度。在兩種互不相溶的溶劑中，加入某種可溶性的物質(zhì)時(shí)，它能分別溶解于兩種溶劑中，實(shí)驗(yàn)證明，在一定溫度下，該化合物與此兩種溶劑不發(fā)生分解、電解、締合和溶劑化等作用時(shí)，此化合物在兩液層中之比是一個(gè)定值。不論所加物質(zhì)的量是多少，都是如此。用公式表示：K=CA/CB式中CA、CB分別為表示C化合物在A、B兩種互不相溶溶劑中的濃度，K在一定溫度下是一常數(shù)，叫做分配系數(shù)。要把所需要的化合物從混合溶液中分離出來(lái)，一次萃取往往是不夠的，需要多次萃取，采用上述公式就能算出，萃取的剩余量，和需要萃取的次數(shù)。10.作業(yè)11.小結(jié)12.后記1.題頭周次星期上課時(shí)間2.課題第五章塔設(shè)備及傳質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)第六節(jié)塔設(shè)備的維護(hù)檢修3.教學(xué)目的1.掌握塔設(shè)備的維護(hù)與檢修方法2.了解塔設(shè)備的檢修步驟4.教學(xué)重、難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)為掌握塔設(shè)備的維護(hù)與檢修方法2.教學(xué)難點(diǎn)為了解塔設(shè)備的檢修步驟5.教學(xué)方法講授法6.教具多媒體、尺規(guī)7.課時(shí)90min：前10min總結(jié)上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容；中間70min講解本節(jié)知識(shí)點(diǎn)；最后10min練習(xí)、小結(jié)8.審批9.教學(xué)過(guò)程維護(hù)檢修規(guī)程1、主題內(nèi)容與實(shí)用范圍2、檢修周期和檢修內(nèi)容3、檢修質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢修方法4、驗(yàn)收5、安全注