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总控工考试 化工基础理论辅导 指导教师：洪伟,化工生产基本概念,四个基本热工量 温度T压力P流量F（液位L）、浓度C 其它：电压、电流、频率、转速、振动幅度等 测量方法：按结果产生方式分为 1、直接测量（与测量工具的直接比较） 2、间接测量（能量形式的转换和比较） 3、组合测量（配合直接和间接方法）,测量方法：按测量条件分为 1、等精度测量（测量条件不变） 2、非等精度测量（改变测量条件） 测量方法：按测量条件分为 1、静态测量（对恒定量的测量） 2、动态测量（对瞬时值或随时间变化值的测量）,测量工具 化工仪表： 1、压力计（常见弹簧管压力表） 2、流量计（差压式流量表） 3、温度计（接触式温度测量） 4、液位计（差压式液位测量） 5、分析仪（自动成分分析仪表）,测量误差 1、系统误差（大小和方向不变） 2、疏忽误差（主观原因） 3、偶然误差（大小和方向不同） 绝对误差 相对误差 相对百分误差=最大绝对误差/仪表量程100%（也称为仪表精度）,自动化控制系统的组成,测量变送仪表（眼睛） 控制仪表（大脑） 显示报警仪表（嘴） 执行器（手，指阀门）,化工设备基本知识,设备分类： 1、静设备 靠特定的机械结构使物料通过自身内部而自动完成工作任务的设备称为静设备 2、动设备 靠自身的运转来进行工作的设备称为动设备,化工机械的组成,化工设备 反应类、换热类、分离类、储存类 化工机器 液体输送、气体输送、固体输送、固体 分离、固体干燥 阀门、管道（附件）,化工生产中的两个平衡,热量平衡 化工生产需要一定的反应条件，如温度的控制，此时保证热量交换的平衡（加热或冷却） 物料平衡 化工生产要保证投入和产出比率，才达到安、稳、长、满、优,换热设备,1、换热器的作用 加热或冷却 2、热量传递的方向 高温向低温方向 3、换热器的基本概念 管程、壳程、温差应力、膨胀节,固定管板式换热器结构,管程,壳程,管程,膨胀节,换热器结构图,换热设备,换热器的分类（管式、板式） 固定管板式换热器（管板、换热管、焊接、胀接） 浮头式换热器（浮头可自由移动） U形管式换热器（一个管箱） 填料函式换热器（外浮头式）,化工反应设备,搅拌反应釜：为化学反应提供空间 1、搅拌装置（轴流、径流、切向流、混合流） 2、传热装置（夹套传热、蛇管传热也称盘管传热） 3、轴封装置（填料密封、机械密封）,搅拌反应釜构造,1电动机； 2减速机； 3机架； 4人孔； 5密封装置； 6进料口； 7上封头； 8筒体： 9联轴器； 10搅拌轴；,11夹套； 12载热介质出口； 13挡板； 14螺旋导流板； 15轴向流搅拌器； 16径向流搅拌器； 17气体分布器； 18下封头； 19出料口； 20载热介质进口； 21气体进口,化工反应设备,固定床反应器 适合于大规模气相反应 床体为填充催化剂的管子 流化床反应器 适合于固体与气相反应 气体从多孔板向上流动，使固体颗粒物呈沸腾状态,塔设备,分类 板式塔 泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、舌形塔 塔盘：降液管、溢流堰、受液盘 填料塔 填料：实体、网体 拉西环：直径和高度相等，使用最早的 鲍尔环：开孔型，可降低了压力降，使用最广泛,板式塔,化工设备材料,化工设备材料分类 金属：（单金属和合金，应用较为广的是铁和铁碳合金） 非金属： 无机：陶瓷、搪瓷、玻璃 有机：塑料、橡胶、石墨、玻璃钢,金属材料分类,化工设备及管道连接,可拆连接 轴毂连接（车轮式） 螺纹连接（内螺纹、外螺纹） 法兰连接（法兰、螺母、螺杆、垫片） 承插连接（大小管端的对接） 不可拆连接 焊接（电焊、气焊）,化工生产工艺知识,蒸发 概念：是指将不挥发性物质的稀溶液加热沸腾，使部分溶液汽化，以提高溶液浓度的单元操作。 特性：是传热、传质同时进行 目的： 1、制取浓溶液 2、回收固体溶质,化工生产工艺知识,3、制取纯净溶剂 蒸发设备的结构 1、加热室 （位于下部，是一个特殊的换热器） 2、分离室 （位于上部，溶液和蒸汽分离的空间，分离效率高低体现操作水平）,蒸 发 器 结 构,化工生产工艺知识,精馏 概念：一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的单元蒸馏操作。 回流比： 塔顶回流入塔的液体量与塔顶产品量之比 1、恒沸2、萃取3、水蒸汽4、分子精馏,化工生产工艺知识,干燥 概念：利用加热除去固体物料中水分或其它溶剂的单元操作。 典型的干燥设备 1、厢式干燥器 A、对流B、并流C、错流,干燥器气流方式,化工生产工艺知识,1、流化床干燥器 工作原理 热气以一定的速度从沸腾干燥器的多孔板底部送入，均匀地通过物料层，物料颗粒在气流中悬浮，上下翻动，形成沸腾状态，也称沸腾床。,化工生产工艺知识,流化床干燥器的特点 1、热风、冷风可调节 2、长方形箱内用挡板分隔 3、带有振动器 4、排气管段有分离器,转筒式干燥器,化工生产工艺知识,结晶 概念：是指使溶于液体中的固体溶质从溶液中析出的单元操作。 结晶（连续生产）条件： 1、达到过饱和度,化工生产工艺知识,2、冷却降温 3、取出晶体（过滤机、离心机，母液可回系统） 设备分类： 1、常压结晶设备 2、真空结晶设备,结晶设备结构,化工生产工艺知识,过滤 概念：利用介质或离心等方法使液体非均相物分离的单元操作。 1、压滤机（介质） 2、离心机（离心力） 非均相物：在连续相和分散相之间存在着明显的相界面 （溶液是属于均相物） 重力沉降（利用重力作用，自由和干扰） 离心沉降（靠离心力作用）,化工生产工艺知识,传热（指热量的传递） 传热方向：高温向低温方向进行 传热的基本方式： 1、传导传热 2、对流传热 3、辐射传热 传热分类： 1、直接传热 2、间接传热（间壁式传热）,化工生产工艺知识,吸收 概念：物质从一种介质相进入另一种介质相的现象 （气体吸收） 按发生化学反应程度分类： 1、物理吸收 2、化学吸收 按被吸收组分数目不同分类： 1、单组分吸收2、多组分吸收 按吸收体系的温度变化分类： 1、等温吸收 2、非等温吸收,化工生产工艺知识,影响吸收的因素 1、温度 2、压强 3、组分 吸收原理： 双膜理论（在相界面的两侧分别存在稳定的气膜和液膜，吸收阻力集中此膜；对流扩散-溶解-对流扩散） 解吸与吸收相反的过程,化工生产工艺知识,萃取 概念：是指将一种物质从一种溶剂中转移到另一种溶剂中的单元操作。 又称溶剂萃取或液液萃取，亦称抽提 。 萃取剂的选择 1、选择性（吸收能力）2、化学稳定性3、物理性质4、回收的难易,化工生产工艺知识,制冷 概念：是指用人为的方法将物料的温度降到低于周围介质温度的单元操作。 制冷原理： 气体绝热膨胀法 高压低温气