第四章设备工艺设计及化工设备图.pptVIP

4、经济性：设备投资省，易于加工、维修、更新，运行费用少。引进先进设备应考察设备的性能是否符合国情，避免盲目性。 5、系统性：化工过程是一个完整的系统，设备设计时不能仅关注单一设备，要通盘考虑，保留适当余量。 (1)基本要求 满足工艺操作条件 能长期运转 安全可靠 不泄漏 维修清洗方便 满足工艺要求的传热面积 尽量有较高的传热效率 流体阻力尽量小 满足工艺布置的安装尺寸等要求 腐蚀性介质 降低对外壳材质的要求 有毒性介质 泄漏几率小 易结垢的介质 便于清洗 压力高的介质 减小对壳体机械强度的要求 温度高的介质 可改变管子材质，满足介质要求 粘度大 可加折流板提高传热系数 流量小 可加折流板提高传热系数 雷诺数小 阻力小，△p下降 饱和蒸汽 便于排出凝液 被冷却物料 便于散热 （3）终端温差 换热器的终端温差通常由工艺过程的需要而定。一般认为范围如下： a、换热器的高温端温差应大于20℃以上； b、用水或其他冷却介质冷却时，低温端温差可以小一些，但不要低于5℃； c、当用冷却剂冷凝工艺流体时，冷却剂的进口温度应高于工艺流体中易结冰组分的冰点5℃以上； d、冷凝含有惰性气体的物料时，冷却剂出口温度至少比工艺物料的露点低5℃。 （7)传热系数：传热面两侧的传热膜系数α1和α2相差很大时，α值较小的一侧是控制传热效果的主要因素，应设法增大该侧的传热膜系数。计算传热面积时常以α小的一侧为准。 增加α的方法是： a、缩小通道截面积，以增大流速； b、增设挡板或促进产生湍流的插入物； c、管壁上加翅片，可提高湍流程度且增大传热面积； d、糙化传热表面，对于冷凝、沸腾等有相变的传热过程，用沟槽或多孔表面可获得大的膜系数。 10、选用系列换热器 取10—25%的安全系数，确定换热面积A。选择换热器并确定台数。 12、验算压力降 若压降不在工艺允许的范围内应重选换热器。 13、对非定型设备，画出换热器设备草图，再由设备机械设计人员完成换热器的详细设计。 填料塔 板式塔 （3）确定塔径 4V πu 式中：v—气体的体积流量。M3/s; u—操作气速。m/s 工程设计先计算填料塔的泛点气速，泛点率（空塔气速与泛点气速之比）通常取0.6－0.8，易起泡的物料取0.5，然后计算操作气速u，算出的塔径要根据国家公称直径的标准系列进行圆整。再根据实际塔径重新计算实际空塔速度。 （4）计算填料塔压降 以埃克特（Eckert）通用关联图计算填料塔压降△P。一般正常压降△P＝147-490Pa/m填料，真空操作下△P≤78.5Pa/m填料。若压降超出工艺要求的范围应反求u再重新计算塔径。 （5）验算塔内喷淋密度 按实际塔径验算塔内喷淋密度U是否大于最小喷淋密度Umin，如果太小，将不能保证塔填料充分润湿，需进行调整，重新计算塔径。 ④ 气体分布器：为保证气体分布的均匀性，对于直径500mm以下的小塔，进气管可伸至塔中心。末端成45度向下，使气流转折而上；对大塔，可以制成向下开孔式或盘管式。 （3）固定床反应器　 固定床反应器优缺点 　① 固定床中催化剂不易磨损； 　② 床层内流体的流动接近于平推流，与返混式的反应器相比，可用较少量的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能力。 　③ 由于停留时间可以严格控制，温度分布可以适当调节，因此特别有利于达到高的选择性和转化率，在大规模的化工生产中尤为重要。 反应器设计的基本内容 1）根据化学反应的动力学特性选择合适的反应器形式； 2）结合动力学和反应器两方面的特性确定操作方式和优化操作设计； 3）根据给定的产量对反应装置进行设计计算，确定反应器的几何尺寸并进行经济评价。 附:搅拌器简介 1、搅拌的作用 2.常见搅拌器 搅拌设备的结构 （1）小直径高转速搅拌器 ① 推进式搅拌器 特点和应用 常用于低粘度(2Pa?s)液体以及固液比较小的悬浮、溶解等过程。 ①涡轮式搅拌器 叶轮直径为釜径的 0.2～0.5倍, 转速10～500