化工设备基础复习提纲

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。 2. 化工设备的基本概念

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. 化工设备的常见类型

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

1.2 材料的性能

力学性能 物理性能 化学性能 加工工艺性能

屈服点：发生屈服现象时的最小应力，即开始出现塑性变形时的应力。常用Mpa做单位 代表金属材料抵抗产生塑性变形的能力。 工程上规定发生0.2%残余变形时的应力，作为“条件屈服点”， 记作ζ0.2 。

3抗拉强度：材料在拉伸条件下，从开始加载到发生断裂时所能承受的最大应力值。

4 蠕变：在高温时，在一定的应力下，应变随时间而增加的现象。或者金属在高温和应力的作用下逐渐产生塑性变形的现象。

蠕变极限：材料在高温条件下抵抗发生缓慢塑性变形的能力。

5持久强度：在给定温度下，促使试样或工件经过一定时间发生断裂的应力。

的一种及时和迅速塑性变形的能力。

10．缺口敏感性：在带有一定应力集中的缺口条件下，材料抵抗裂纹扩展的能力，属于材料的韧性范畴。

11弹性模数：材料在弹性范围内，应力和应变成正比，即ζ=Eε,比例系数E为弹性模数。

12.泊桑比（μ）：拉伸试验中试件单位横向收缩与单位纵向伸长之比。对于钢材，μ=0.3 。

13.耐腐蚀性金属和合金对周围介质侵蚀（发生化学和电化学作用引起的破坏）的抵抗能力。

1.3 金属材料的分类及牌号

2生铁：分为 炼钢生铁 铸铁 合金生铁

3钢

4.镇静钢： 镇静钢在用冶炼时用强脱氧剂 Si, Al等完全脱氧脱氧，是脱氧完全的钢。把FeO中的氧还原出来，生成SiO2和Al2O3。钢锭膜上大下小，浇注后钢液从底部向上，向中心顺序地凝固。钢锭上部形成集中缩孔，内部紧密坚实。

5.沸腾钢：沸腾钢在冶炼时用弱脱氧剂Mn脱氧，是脱氧不完全的钢。其锭模上小下大，浇注后钢液在锭模中发生自脱氧反应，放出大量CO 气体，造成沸腾现象。沸腾钢锭中没有缩孔，凝固收缩后气体分散为很多形状不同的气泡，布满全锭之中，因而内部结构疏松。

6.半镇静钢：介于镇静钢和沸腾钢之间，锭模也是上小下大，钢锭内部结构下半部像沸腾钢，上半部像镇静钢。

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

化工设备基础知识

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化工设备基础知识

第一节、 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