化工设备基础知识

化工设备基础知识1. 引言化工设备是化学工业生产过程中的核心部分，它们扮演着将原料转化成产品的重要角色。

了解化工设备的基础知识对理解化学工业生产过程以及维护和管理化工设备都十分关键。

本文将介绍化工设备的基本概念、常见类型以及其工作原理和应用。

化工设备是指用于进行化学反应、混合物分离、质量传递或能量传递的设备。

它包括了各种容器、管道、反应器、分离器、换热器以及其他配套设备。

化工设备通常由耐腐蚀的材料制成，如不锈钢、玻璃钢和塑料等。

3.1 反应器反应器是进行化学反应的核心设备，可以用于合成新化合物、转化原料或达到其他化学目的。

常见的反应器类型包括：•批量反应器：适用于小规模实验室研究以及小批量生产。

•连续流动反应器：适用于大规模连续生产，具有高效性和稳定性。

•固定床反应器：反应物在固定的催化剂床上进行反应。

•搅拌式反应器：通过搅拌装置将反应物混合并提供充分的反应接触。

3.2 分离器分离器用于将混合物中的组分分离出来。

常见的分离器类型包括：•蒸馏塔：利用不同组分的沸点差异，通过蒸馏将混合物分离成纯组分。

•萃取塔：利用不同组分在溶剂中的溶解度差异，通过溶剂的流动将混合物分离。

•结晶器：通过调节温度和压力，使溶液中的某些组分结晶从而分离出来。

•过滤器：通过过滤设备将固体颗粒从流体中分离出来。

3.3 换热器换热器用于将热能从一个介质传递到另一个介质。

常见的换热器类型包括：•管壳式换热器：具有管束和外壳两部分，通过管道将热能传递给另一个介质。

•板式换热器：由一系列平行的金属板组成，通过板间流动的介质进行热量交换。

•空气冷却器：利用空气对介质进行冷却，常用于冷却剂回收或冷却过程中的热量排放。

4. 化工设备的工作原理和应用化工设备的工作原理和应用与其类型密切相关。

以下是一些常见化工设备的工作原理和应用举例。

4.1 批量反应器的工作原理和应用批量反应器是一种适用于小规模化学反应的设备。

它的工作原理是将反应物加入到反应器中，然后进行反应，最后将产物取出。

化工设备基本知识目录1. 化工设备概述 (2)1.1 化工设备的定义与分类 (2)1.2 化工设备在化工生产中的重要性 (4)1.3 化工设备的发展趋势 (4)2. 常用化工设备 (6)2.1 反应设备 (8)2.1.1 反应釜 (9)2.1.2 搅拌器 (10)2.1.3 传质设备 (12)2.2 储存设备 (12)2.2.1 液体储罐 (14)2.2.2 气体储罐 (14)2.3 过滤设备 (16)2.3.1 过滤器 (17)2.3.2 离心分离器 (19)2.4 蒸发设备 (20)2.4.1 蒸发器 (21)2.4.2 冷却器 (22)3. 化工设备材料 (23)3.1 常用材料及其特性 (25)3.2 材料选择原则 (26)3.3 材料的腐蚀与防护 (27)4. 化工设备安全与环保 (28)4.1 设备安全操作规程 (29)4.2 设备的安全防护措施 (30)4.3 化工废弃物的处理与环保 (31)5. 化工设备的维护与检修 (32)5.1 设备的日常检查与维护 (35)5.2 设备的故障诊断与排除 (36)5.3 设备的检修与保养 (37)6. 化工设备的管理与操作 (38)6.1 设备管理的重要性 (40)6.2 设备操作人员的培训与管理 (41)6.3 设备运行的监控与调整 (43)1. 化工设备概述化工设备是化工行业生产核心设施，指用于进行化工反应、分离、提纯、混合等操作的专门设备。

它们广泛应用于各种化工生产领域，包括石油化工、肥料、农药、医药、电子化学品等。

化工设备种类繁多，主要包括反应器、分离器、输送设备、加热、冷却设备等。

每个设备都具有独特的结构设计和工作原理，旨在满足特定化工生产工艺的需求。

化工设备的安全性、可靠性、节能效率、环境友好性等方面都对其应用品质至关重要。

随着化工工艺不断发展，对化工设备性能的要求也越来越高，例如更高的工作压力、更低的能量消耗、更强的抗腐蚀性能等。

化工企业设备基础知识问答1、化工泵的定义是什么？答：泵是将原动机（内燃机、电动机、透平等）的机械能转化为静压能和动能，达到输送介质的作用的设备。

2、化工泵是怎样分类的？答：按照工作原理，可分为以下几类：容积式泵：依靠工作容积的不断发生变化，从而吸入或排除液体。

常见的有往复泵、柱塞泵等。

速度式泵：依靠叶轮的高速旋转，将能量传递给液体，从而使液体产生压强和流动。

根据液体流动情况又分为离心泵、轴流泵旋涡泵等。

其他类型泵：喷射泵、空气升压器等。

3、离心泵的工作原理是什么？答：原动机带动叶轮高速旋转时，充满在泵体内的液体在离心力的作用下，从叶轮的中心被抛向叶轮的外缘，在此过程中，液体获得了能量，提高了静压能，同时由于流速增加，动能也增加。

液体离开叶轮进入泵壳，由于流道逐渐增加，流体速度降低，部分动能转化为静压能，液体以较高的压强进入压出导管。

当液体从叶片中心抛出时，叶轮中心处就造成了低压，而液面处的压强较此处更高，在压差的推动下，液体经过吸入管进入泵内。

当叶轮不停的旋转时，液体就不停的从叶轮中心吸入，并以一定的压强连续不断的排出。

4、离心泵由那些主要的部件组成？答：离心泵由泵壳、泵体、叶轮、吸入室、排出室构成。

5、离心泵有哪些主要性能参数？答：⑴流量：泵在单位时间内排出的液体量，也称送液能力。

单位为m3/s。

工程上常用m3/h或L/s。

流量的大小取决于结构、尺寸、转速。

⑵扬程，也叫泵压头，单位重量液体通过泵实际获得的能量。

其单位可用[m液柱]表示。

⑶功率，泵在单位时间内所作的功。

在单位时间内经泵实际得到的功，也叫有效功率。

泵从原动机得到功率叫轴功率。

⑷效率，有效功率与轴功率之比。

效率恒小于1。

6、离心泵的汽蚀现象是怎样产生的，有何危害？如何防止汽蚀？答：当泵的吸入口处的压强降到低于泵内液体在该温度下的饱和蒸气压时，液体就会沸腾，从而形成大量汽泡。

与此同时，溶解在液体中的某些气体，也会因为压强降低而逸出形成气泡。

第五章设备基础5.1化工设备图5.1.1 概述在石油化工业的生产中，使用如容器、反应罐、热交换器及塔器等各种设备，以进行如加热、冷却、吸收、蒸馏等各种化工单元操作，这些设备通常称为化工设备。

化工设备的设计、制造以及安装、检修和使用，均需通过图样来进行。

因此，石化工业的技术人员必须具有绘制及阅读化工设备图样的能力。

完整成套的化工设备施工图样，通常包括化工设备的装配图、部件图、零件图等。

本章所述的化工设备图是化工设备装配图的简称。

化工设备图用来表示一台设备的结构形状、技术特性、各零部件间的装配联接关系，以及必要的尺寸等。

与机械装配图一样有一组图形、必要的尺寸、零部件序号、技术要求、明细表及标题栏等内容，另外还有两项内容：1)接管口序号和管口表。

设备上所有的接管口均用英文字母顺序编号，并用管口表列出各管口的有关数据及用途等内容。

2)设备技术特性表。

用表格形式列出设备的设计压力、设计温度、物料名称、设备容积等设计参数，用以表达设备的主要工艺特性。

5.1.2 化工设备的视图化工设备的视图表达方法要适应化工设备的结构特点，因此在叙述表达方法前，首先必须了解化工设备的基本结构及特点。

5.1.2.1化工设备的结构特点不同种类的化工设备其构造不同，选用的零部件也不完全一致，但不同设备的结构却有若干共同的特点。

现以图5—1所示的容器为例说明如下：1) 设备主壳体以回转体为主，且尤以圆柱体居多，如图1中所示的6号筒体。

2) 设备主体上有较多的开孔和接管口，为联接管道和装配各种零部件。

如图1中所示，容器顶盖的2号人孔和5号接管口，筒体上则有l号液面计的4个接管口。

3) 设备中的零部件大量采用焊接结构。

如图1中简体由钢板弯卷后焊接成形，筒体与封头、接管口、支座、人孔等的连接也都采用焊接结构。

4) 常采用较多的通用化标准化零部件。

如图1中的8号封头、4号法兰、是标准化的零部件。

常用的化工零部件的结构尺寸可在相应的手册中查到。

第一章刚体的受力分析及平衡规律一、基本概念1、刚体：在任何情况下都不发生变形的物体。

约束：限制非自由体运动的物体。

（三种约束）二、力的基本性质三、二力平衡定律三力平衡定理三力平衡定理：如果一物体受三个力作用而处于平衡时，若其中两个力的作用线相交于一点，则第三个力的作用线必交于同一点。

四、平面汇交力系、平面一般体系五、力的平移定理力的平移定理:作用在刚体上的力可以平移到刚体内任意指定点，要使原力对刚体的作用效果不变，必须同时附加一个力偶，此附加力偶的力偶矩等于原力对新作用点的力矩，转向取决于原力绕新作用点的旋转方向。

第二章金属的力学性质⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===∑∑∑omYX一基本概念弹性模量：材料抵抗弹性变形的能力拉伸试件的横向线应变与纵向线应变之比的绝对值。

线应变：反应杆的变形程度，杆的相对伸长值。

蠕变：金属试件在高温下承受某已固定的应力时，试件会随着时间的延续而不断发生缓慢增长的塑性形变。

应力松弛：总变形量保持不变，初始的弹性变形随时间的推移逐渐转化为塑性变形并引起构件内应力减小的现象二拉伸曲线(重要，看书！！！)第四章直梁的弯曲中性层：梁内纵向长度既没有伸长也没有缩短的纤维层。

中性轴：中性层与横截面的交线。

剪力与弯矩的计算剪力：抵抗该截面一侧所有外力对该截面的剪切作用，大小应该等于该截面一侧所有横向外力之和。

弯矩：抵抗该截面一侧所有外力使该截面绕其中性轴转动，大小应等于该截面一侧所有外力对该截面中性轴取距之和。

εεμ'=μεε-='泊松比横向线应变剪力的符号约定计算剪力的法则：梁的任一横截面上的剪力等于该截面一侧所有横向外力的代数和；截面左侧向上的外力和截面右侧向下的外力取正值，截面左侧向下的外力和截面右侧向上的外力取负值。

据此法则：截面左侧 Q 左=R A －P 1截面右侧 Q 右=P 2 + P 3 －R B弯矩的符号约定计算弯矩法则：梁在外力作用下，其任意指定截面上的弯矩等于该截面一侧所有外力对该截面中性轴取矩的代数和；凡是向上的外力，其矩取正；向下的外力，其矩取负值。

化工设备基础知识油罐附件油罐附件是油罐自身的重要组成部分。

它的设置按其作用可分成4种类型：1、保证完成油料收发、储存作业，便于生产、经营管理。

2、保证油罐使用安全，防止和消除各类油罐事故。

3、有利油罐清洗和维修。

4、能降低油品蒸发损耗。

油罐除一些通用附件外，盛装不同性质油品，用于不同结构类型的油罐，还应配置具有专门性能的附件，以满足安全与生产的特殊需要。

1、油罐一般附件在各种油罐上，通常都装有下列一般油罐附件。

（1）扶梯和栏杆扶梯是专供操作人员上罐检尺、测温、取样、巡检而设置的。

它有直梯和旋梯两种。

一般来说，小型油罐用直梯，大型油罐用旋梯。

（2）人孔人孔是供清洗和维修油罐时，操作人员进出油罐而设置的。

一般立式油罐，人孔都装在罐壁最下层圈板上，且和罐顶上方采光孔相对。

人孔直径多为600mm，孔中心距罐底为750 mm。

通常3000立方米以下油罐设人孔1个，3000~5000立方米设1~2个人孔，5000立方米以上油罐则必须设2个人孔。

（3）透光孔透光孔又称采光孔，是供油罐清洗或维修时采光和通风所设。

它通常设置在进出油管上方的罐顶上，直径一般为500mm，外缘距罐壁800~1000mm，设置数量与人孔相同。

（4）量油孔量油孔是为检尺、测温、取样所设，安装在罐顶平台附近。

每个油罐只装一个量油孔，它的直径为150mm，距罐壁距离多在1m。

（5）脱水管脱水管亦称放水管，它是专门为排除罐内水杂和清除罐底污油残渣而设的。

放水管在罐外一侧装有阀门，为防止脱水阀不严或损坏，通常安装两道阀门。

冬天还应做好脱水阀门的保温，以防冻凝或阀门冻裂。

（6）消防泡沫室消防泡沫室又称泡沫发生器，是固定于油罐上的灭火装置。

泡沫发生器一端和泡沫管线相连，一端带有法兰焊在罐壁最上一层圈板上。

灭火泡沫在流经消防泡沫室空气吸入口处，吸入大量空气形成泡沫，并冲破隔离玻璃进入罐内（玻璃厚度不大于2mm），从而达到来火目的。

（7）接地线接地线是消除油罐静电的装置。

常用化工设备种类及简介一、动设备动设备定义、种类（1）石油化工动设备定义石油化工动设备是指在石油化工生产装置中具有转动机构的工艺设备。

（2）石油化工动设备种类石油化工动设备种类可按其完成化工单元操作的功能进行分类，一般可分成流体输送机械类、非均相分离机械类、搅拌与混合机械类、冷冻机械类、结晶与干燥设备等。

动设备（容积泵、离心泵、往复式压缩机、离心式压缩机等）的结构及工作原理（1）容积泵的结构及工作原理容积泵又称“正位移泵”。

通过若干封闭的充满液体的空间（如缸体），周期性地将能量施加于液体，使液体压力直接增加到所需值的泵，包括往复泵、转子泵等。

1）往复泵往复泵是活塞泵、柱塞泵和隔膜泵的总称，它是容积式泵中应用比较广泛的一种。

按驱动方式，往复泵可分为机动泵（电动机驱动）、直动泵（蒸汽、气体或液体驱动）和手动泵三大类。

往复泵是通过活塞的往复运动直接以压力能的形式向液体提供能量的液体输送机械。

①活塞泵活塞泵的主要部件是泵缸、活塞、活塞杆、单向开启的吸入阀和排出阀。

泵缸内活塞与阀门间的空间为工作室。

②计量泵计量泵又称比例泵，其装置特点是通过改变柱塞的冲程大小来调节流量，当要求精确输送流量恒定的液体时，可以方便而准确地借助调节偏心轮的偏心距离，改变柱塞的冲程来实现。

有时，还可通过一台电机带动几台计量泵的方法将几种液体按比例输送或混合。

③隔膜泵当输送腐蚀性液体或悬浮液时，可采用隔膜泵。

隔膜泵实际上就是柱塞泵。

隔膜式计量泵可用来定量输送剧毒、易燃、易爆和腐蚀性液体。

2）转子泵转子泵又称回转泵，属正位移泵，它们的工作原理是依靠泵内一个或多个转子的旋转来吸液和排液的。

石油化工中较为常用的有齿轮泵和螺杆泵。

①齿轮泵目前石油化工中常用的外啮合齿轮泵的结构泵壳内有两个齿轮，其中一个为主动轮，它由电机带动旋转；另一个为从动轮，它是靠与主动轮的相啮合而转动。

两齿轮将泵壳内分成互不相通的吸入室和排出室。

当齿轮旋转时，吸入室内两轮的齿互相拨开，形成低压而将液体吸入；然后液体分两路封闭于齿穴和壳体之间随齿轮向排出室旋转，在排出室两齿轮的齿互相合拢，形成高压而将液体排出。

化工设备基础知识汇总1. Introduction化工设备是进行化工生产过程中必不可少的设备。

它们包括顶盖、底座、封头、密封装置、进出口管道和搅拌装置等组成部分。

本文将介绍化工设备的基础知识，包括常见的类别、设计原则、选择考虑因素等。

2. 化工设备的分类化工设备可分为反应器、蒸馏塔、提取塔、吸收塔、结晶器、干燥器、储罐等不同的类别。

2.1 反应器反应器是进行化学反应的设备，根据反应方式可分为批式反应器和连续反应器。

批式反应器是在固定时间内注入反应物完成一次反应，适用于小规模生产。

连续反应器则可以在一定程度上实现连续生产，适用于大规模生产。

蒸馏塔是进行分馏过程的设备，可分为塔式蒸馏和板式蒸馏两种形式。

塔式蒸馏主要通过填料来增加表面积，提高蒸馏效率。

板式蒸馏则通过堆叠板层来增加传质面积，达到分离目的。

2.3 提取塔提取塔用于从混合物中分离出有用成分，常见的应用是从草药中提取有效成分。

提取塔的设计考虑因素包括溶剂的选择、溶剂流速、萃取温度等。

吸收塔用于气体吸收液体的过程，常见的应用是将废气中的有害物质吸收到液体中。

吸收塔的设计考虑因素包括气体和液体的物理性质、接触时间、传质系数等。

2.5 结晶器结晶器用于将溶液中的溶质结晶出来，获得纯度较高的晶体。

结晶器的设计考虑因素包括溶液的浓度、温度、冷却速度等。

2.6 干燥器干燥器用于将湿润物料中的水分去除，使得物料达到所需干燥程度。

干燥器的设计考虑因素包括湿润物料的性质、温度、湿度、干燥速度等。

2.7 储罐储罐用于储存液体或气体，它们可以是常压储罐，也可以是高压储罐。

储罐的设计考虑因素包括储罐容量、操作压力、材料选择等。

3. 化工设备的设计原则化工设备的设计原则是确保其安全、可靠、经济和环保。

在设计过程中，需要考虑以下因素：3.1 安全性化工设备在使用过程中必须具备良好的安全性能，能够承受额定工作条件下的压力和温度。

设计过程中需要进行强度计算和安全阀的选择，确保设备在正常和异常情况下都能够安全运行。

化工设备设计基础知识1. 介绍化工设备设计是化工工程领域中至关重要的一部分。

它涉及到各种化工过程中所需的设备设计和选择，以满足生产需求并确保工艺的稳定和安全运行。

本文将介绍化工设备设计的基础知识，包括设备选择、设备设计准则、材料选择等。

2. 设备选择在化工设备设计过程中，选择合适的设备对于工艺的成功运行至关重要。

以下是一些常见的设备选择准则：•反应器：反应器是化工过程中最常见的设备之一。

它用于进行化学反应，并根据反应类型和条件选择适当的反应器。

常见的反应器类型包括批式反应器、连续流动反应器、固定床反应器等。

•蒸馏塔：蒸馏塔用于分离液体混合物中的组分。

在选择蒸馏塔时，需要考虑混合物的组成、分离的目标和运行条件等。

•干燥器：干燥器用于脱除固体物料中的水分。

在选择干燥器时，需要考虑物料的性质、水分含量和所需的干燥程度等因素。

•离心机：离心机用于液固分离或液液分离。

在选择离心机时，需要考虑分离的目标、物料的性质和流量等。

3. 设备设计准则在进行化工设备设计时，需要遵守一些基本的设计准则，以确保设备的可靠性和安全性。

以下是一些常见的设备设计准则：•材料选择：选择适当的材料对设备的耐久性和性能至关重要。

常见的材料选择准则包括化学兼容性、温度和压力限制以及耐腐蚀性等。

•结构设计：设备的结构设计应考虑到其所需的强度和刚度。

常见的结构设计准则包括静态和动态负荷分析、应力和变形分析等。

•传热和传质：在化工过程中，传热和传质是非常重要的。

设备的传热和传质性能应根据所需的热流量和物质传递速率进行设计。

•安全性：设备的安全性设计是至关重要的一部分。

设备应考虑到防爆和泄露的风险，并采取适当的安全措施，如安全阀和泄漏检测设备等。

4. 设备维护和检修设备的维护和检修是确保设备长期稳定运行的关键。

以下是一些常见的设备维护和检修准则：•定期检查：定期检查设备的工作状况，包括检查设备的运行参数、润滑系统的工作状态和泄漏等。

•清洁和保养：保持设备的清洁和保养，包括定期清洁设备的内部和外部，检查阀门和管道的漏损等。

化工设备基础知识第一章轴轴的主要作用是用来支撑和固定旋转传动零件，常见的轴有直轴和曲轴两种。

一、直轴的分类：根据承受荷载的情况不同，直轴可分为心轴、转轴和传动轴三类。

1、心轴：心轴工作时主要用来支撑转动零件，承受弯矩而不传递运动，也不传递动力。

心轴随零件转动的（如火车轮轴）称为活动心轴，不随零件一起转动的（如自行车轴、滑轮轴）称为固定心轴，它们承载时均产生弯曲变形。

2、转轴：转轴既要支承旋转零件还要传递运动和动力，如机床主轴、减速机齿轮轴、搅拌轴等。

这类轴在外力作用下将产生弯曲变形和扭转变形。

3、传动轴主要用来传递扭矩，它不承受或承受较小的弯矩，如汽车、拖拉机变速箱与后轮轴间的传动轴。

轴的材料：选取轴用材料主要取决于轴的工作条件载荷和加工工艺等综合因素，除满足强度、刚度、耐磨性外，还要求对应力集中敏感性小，常用碳素钢、合金钢的锻件和轧制圆钢做为轴的毛坯。

碳素钢对应力集中的敏感性较小，其机械性能可通过热处理进行调整，比合金钢价廉，所以应用最广，常用30、40、45、50号钢，其中45号钢最常用。

对于非重要或受载荷较小的轴可用Q235、Q237等普通碳素结构钢。

合金钢可淬性好，且具有较高的机械性能，常用于传递较大功率并要求减小尺寸和重量以及提高轴颈耐磨性的场合。

合金铸铁和球墨铸铁也常用来做轴的原因是铸造成型容易得到较复杂且更合理的形状，铸造材料吸振性高，并可用热处理的方法提高耐磨性，对应力敏感性较低，且价廉。

但铸造质量不易控制，可靠性较差，需慎用。

二、轴的结构轴的外形通常作成阶梯形的圆柱体。

轴上供安装旋转零件的部位叫轴头，轴与轴承配合部分叫轴颈，轴的其他部分叫轴身轴的设计与选择要考虑很多因素的影响，在满足不同截面的强度和刚度要求的同时，还要便于轴上零件的固定、定位、拆装、调整，尽可能减小应力集中以提高轴整体的疲劳强度，以及轴本身的加工工艺性。

旋转零件一般要随轴旋转传递运动和动力，零件在圆周方向和轴线方向都需要确定他们之间的相对位置以保证各零件正常的工作关系。