化工设备,化工设备基础

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。

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。

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。

化工设备基础知识第一节、化工静设备基础知识一、化工设备的概念化工设备是指化工生产中静止的或配有少量传动机构组成的装置，主要用于完成传热、传质和化学反应等过程，或用于储存物料。

二、化工设备的分类1、按结构特征和用途分为容器、塔器、换热器、反应器（包括各种反应釜、固定床或液态化床）和管式炉等。

2、按结构材料分为金属设备（碳钢、合金钢、铸铁、铝、铜等）、非金属设备（陶瓷、玻璃、塑料、木材等）和非金属材料衬里设备（衬橡胶、塑料、耐火材料及搪瓷等）其中碳钢设备最为常用。

3、按受力情况分为外压设备（包括真空设备）和内压设备，内压设备又分为常压设备（操作压力小于1kgf/cm2）、低压设备（操作压力在1～16 kgf/cm2之间）、中压设备（操作压力在16～100 kgf/cm2之间）、高压设备（操作压力在100～1000 kgf/cm2之间）和超高压设备（操作压力大于1000 kgf/cm2）三、化工容器结构与分类1、基本结构在化工类工厂使用的设备中，有的用来贮存物料，如各种储罐、计量罐、高位槽；有的用来对物料进行物理处理，如换热器、精馏塔等；有的用于进行化学反应，如聚合釜，反应器，合成塔等。

尽管这些设备作用各不相同，形状结构差异很大，尺寸大小千差万别，内部构件更是多种多样，但它们都有一个外壳，这个外壳就叫化工容器。

所以化工容器是化工生产中所用设备外部壳体的总称。

由于化工生产中，介质通常具有较高的压力，故化工容器痛常为压力容器。

化工容器一般由筒体、封头、支座、法兰及各种开孔所组成，见图1-1。

图1－1化工容器的总体结构1—法兰； 2—支座； 3—封头拼接焊缝； 4—封头； 5—环焊缝；6—补强圈； 7—人孔； 8—纵焊缝； 9—筒体； 10—压力表； 11—安全阀； 12—液面计1）筒体筒体是化工设备用以储存物料或完成传质、传热或化学反应所需要的工作空间，是化工容器最主要的受压元件之一，其内直径和容积往往需由工艺计算确定。