化工设计概论PPT学习课件

1、1 第四章第四章 设备的工艺设计与选型设备的工艺设计与选型 分类：分类： 1 1）一类称标准设备或定型设备；）一类称标准设备或定型设备； 2 2）一类称非标准设备或非定型设备。）一类称非标准设备或非定型设备。 化工设备工艺设计，对于定型和标准设备来说就是选型，化工设备工艺设计，对于定型和标准设备来说就是选型， 对于非标准设备来说就是通过化工计算，提出型式、材料、尺寸对于非标准设备来说就是通过化工计算，提出型式、材料、尺寸 和其它一些要求，由化工设备专业进行工程机械加工设计，由有和其它一些要求，由化工设备专业进行工程机械加工设计，由有 关机械加工厂制造。关机械加工厂制造。 2 一、原则一、原则

2、1 1合理性；合理性； 2 2可靠性，先进性；可靠性，先进性； 3 3安全性：安全性： 4 4经济性。经济性。 全面贯彻先进、适用、高效、安全、可靠、经济俭省的原则，审慎地研究，认真地设计。全面贯彻先进、适用、高效、安全、可靠、经济俭省的原则，审慎地研究，认真地设计。 3 二、设备工艺设计的主要工作和方法二、设备工艺设计的主要工作和方法 1 1结合流程确定化工单元操作所需结合流程确定化工单元操作所需设备类型设备类型； 2 2确定确定设备材质设备材质； 3 3确定设备的确定设备的设计参数设计参数； 4 4确定确定标准设备的型号和台数；标准设备的型号和台数； 5 5确定确定标准图标准图的图号和型号

3、；的图号和型号； 6 6非标设备，向非标设备，向( (机械设计机械设计) )专业专业提设计条件提设计条件； 7 7汇总列出汇总列出设备一览表设备一览表。 8 8同设备专业设计人员进行图纸会签。同设备专业设计人员进行图纸会签。 4 化工设备的材料和选材原则化工设备的材料和选材原则 一、材料分类：一、材料分类： 1 1金属；金属； 2 2非金属；非金属； 3 3复合材料。复合材料。 5 1 1满足工艺及设备要求；满足工艺及设备要求； 2 2材质可靠，使用安全；材质可靠，使用安全； 3 3易于加工；易于加工； 4 4立足市场，立足国内，立足当地资源；立足市场，立足国内，立足当地资源； 5 5综合经济

4、指标核算。综合经济指标核算。 二、选材一般原则：二、选材一般原则： 6 一、泵的类型和特点一、泵的类型和特点 1.1.泵的分类泵的分类 7 一、泵的类型和特点一、泵的类型和特点 2.2.各种泵的特性各种泵的特性 8 （1 1）型号；）型号； （2 2）扬程；）扬程； （3 3）流量；）流量； （4 4）必需汽蚀余量；）必需汽蚀余量； （5 5）功率与效率。）功率与效率。 一、泵的类型和特点一、泵的类型和特点 3.3.泵的技术指标泵的技术指标 9 一、泵的类型和特点一、泵的类型和特点 4.4.化工生产常用泵化工生产常用泵 10 螺杆泵螺杆泵 11 往复泵往复泵 12 塑料泵塑料泵 13 喷射器（

5、左）液下泵（右）喷射器（左）液下泵（右） 14 屏蔽泵屏蔽泵 屏蔽泵没有转轴密封，绝对无泄漏，使用愈来愈普遍。屏蔽泵没有转轴密封，绝对无泄漏，使用愈来愈普遍。 屏蔽泵的原理和结构特点：泵和驱动电机都被密封在一个被泵送介质充满的屏蔽泵的原理和结构特点：泵和驱动电机都被密封在一个被泵送介质充满的 压力容器内，此压力容器只有静密封，并由一个电线组来提供旋转磁场并驱动转压力容器内，此压力容器只有静密封，并由一个电线组来提供旋转磁场并驱动转 子。无离心泵具有的旋转轴密封装置，故能做到完全无泄漏。屏蔽泵把泵和电机子。无离心泵具有的旋转轴密封装置，故能做到完全无泄漏。屏蔽泵把泵和电机 连在一起，电动机的转子

6、和泵的叶轮固定在同一根轴上，利用屏蔽套将电机的转连在一起，电动机的转子和泵的叶轮固定在同一根轴上，利用屏蔽套将电机的转 子和定子隔开，转子在被输送的介质中运转，其动力通过定子磁场传给转子。子和定子隔开，转子在被输送的介质中运转，其动力通过定子磁场传给转子。 15 屏蔽泵屏蔽泵 16 隔膜泵隔膜泵 隔膜泵是利用螺杆的回转来吸排液体的。隔膜泵中间螺杆为主隔膜泵是利用螺杆的回转来吸排液体的。隔膜泵中间螺杆为主 动螺杆，由原动机带动回转，两边的螺杆为从动螺杆，随主动螺杆动螺杆，由原动机带动回转，两边的螺杆为从动螺杆，随主动螺杆 作反向旋转。主、从动螺杆的螺纹均为双头螺纹。作反向旋转。主、从动螺杆的螺纹

7、均为双头螺纹。 由于各螺杆的相由于各螺杆的相 互啮合以及螺杆与衬筒内壁的紧密配合，在泵的吸入口和排出口之互啮合以及螺杆与衬筒内壁的紧密配合，在泵的吸入口和排出口之 间，就会被分隔成一个或多个密封空间。随着螺杆的转动和啮合，间，就会被分隔成一个或多个密封空间。随着螺杆的转动和啮合， 这些密封空间在泵的吸入端不断形成，将吸入室中的液体封入其中，这些密封空间在泵的吸入端不断形成，将吸入室中的液体封入其中， 并自吸入室沿螺杆轴向连续地推移至排出端，将封闭在各空间中的并自吸入室沿螺杆轴向连续地推移至排出端，将封闭在各空间中的 液体不断排出。液体不断排出。 17 隔膜泵隔膜泵 18 二、选泵的原则二、选泵

8、的原则 1 1、基本泵型和泵的材料；、基本泵型和泵的材料； 2 2、扬程和流量要求；、扬程和流量要求； 3 3、有效汽蚀余量和安装高度；、有效汽蚀余量和安装高度； 4 4、泵的台数和备用率。、泵的台数和备用率。 19 三、选泵的工作方法和基本程序三、选泵的工作方法和基本程序 1 1列出选泵的岗位和介质的基础数据；列出选泵的岗位和介质的基础数据； 2. 2. 确定选泵的流量和扬程确定选泵的流量和扬程； 3 3选择泵的类型，确定具体型号；选择泵的类型，确定具体型号； 4 4换算泵的性能；换算泵的性能； 5 5确定泵的安装高度；确定泵的安装高度； 6 6确定泵的台数和备用率；确定泵的台数和备用率；

9、7 7校核泵的轴功率选定泵的材料及轴封；校核泵的轴功率选定泵的材料及轴封； 8 8确定冷却水或驱动蒸汽的耗用量；确定冷却水或驱动蒸汽的耗用量； 9 9选用电动机；选用电动机； 1010填写选泵规格表。填写选泵规格表。 20 气体输送、压缩设备的设计与选型气体输送、压缩设备的设计与选型 一、分类一、分类 (1)通风机通风机(压力压力0.4MPa,离心式、螺杆式、往复式离心式、螺杆式、往复式) (4)制冷机制冷机(压力压力0.4MPa,活塞式、离心式、螺杆式、溴化活塞式、离心式、螺杆式、溴化 锂吸收式、氨吸收式锂吸收式、氨吸收式) (5)真空泵真空泵(压力接近压力接近0MPa,往复式、水环、液环、

10、旋片、往复式、水环、液环、旋片、 喷射喷射) 21 二、通风机二、通风机 22 1、主要用途、主要用途 用于通风、干燥过程；轴流风机因风压小，流量大，只用于通风、干燥过程；轴流风机因风压小，流量大，只 用于通风换气，如凉水塔，空冷器的通风。用于通风换气，如凉水塔，空冷器的通风。 2、主要技术参数、主要技术参数 （1）风量）风量m3/h （2）风压）风压Pa （3）功率）功率kw （4）效率）效率% 二、通风机二、通风机 23 3 3、离心通风机的选择步骤、离心通风机的选择步骤 (1)了解工程工况、输送气体性质了解工程工况、输送气体性质(如清洁空气、烟气、含尘空气如清洁空气、烟气、含尘空气 或易

11、燃易爆气体或易燃易爆气体)等。等。 (2)根据柏努利方程式，计算输送系统所需的实际风压，再加上根据柏努利方程式，计算输送系统所需的实际风压，再加上 一个附加值，并换算成试验条件下的风压一个附加值，并换算成试验条件下的风压P0。 (3)把实际风量把实际风量Q(以风机进口状态计以风机进口状态计)乘一安全因数，并换算成试乘一安全因数，并换算成试 验条件下的风量验条件下的风量Q0。 二、通风机二、通风机 24 3 3、离心通风机的选择步骤、离心通风机的选择步骤 (4)按试验条件下的风量按试验条件下的风量Q0和风压和风压P0，从风机产品样本中的特，从风机产品样本中的特 性曲线或性能表选择合适的机号。性曲

12、线或性能表选择合适的机号。 (5)根据风机安装位置，确定风机旋转方向和风口角度。根据风机安装位置，确定风机旋转方向和风口角度。 (6)若所输送气体的密度大于若所输送气体的密度大于1.2 kg/m3时，则须核算轴功率。时，则须核算轴功率。 二、通风机二、通风机 25 三、鼓风机三、鼓风机 26 罗茨风机的选用：罗茨风机的选用： 1 1、工作原理：、工作原理： 工作原理与齿轮泵相识，两个旋转方向相反的工作原理与齿轮泵相识，两个旋转方向相反的“8 8”字轮。字轮。 气体一侧吸入，另一侧排出。气体一侧吸入，另一侧排出。 2 2、注意事项：、注意事项： （1 1）出口安装气柜与安全阀）出口安装气柜与安全

13、阀 （2 2）流量用旁路调节）流量用旁路调节 （3 3）出口阀不可完全关闭）出口阀不可完全关闭 3 3、选用方法：、选用方法：同通风机同通风机 27 四、压缩机四、压缩机 28 1 1、按结构形式分类、按结构形式分类 活塞式和离心式。活塞式和离心式。 2 2、常用压缩机、常用压缩机 （1 1）活塞式压缩机）活塞式压缩机 （2) 2) 离心式压缩机离心式压缩机 （3 3）螺杆式压缩机）螺杆式压缩机 3 3、压缩机的选择、压缩机的选择 （1 1）压缩机的选用原则）压缩机的选用原则 （2 2）离心式压缩机的型号选择）离心式压缩机的型号选择 （3 3）活塞式压缩机的型号选择）活塞式压缩机的型号选择 四

14、、压缩机四、压缩机 29 五、制冷机五、制冷机 30 1 1、主要技术指标、主要技术指标 （1 1）真空度）真空度 （2 2）抽气速率）抽气速率 （3 3）极限真空）极限真空 （4 4）抽气时间）抽气时间 2 2、常用真空泵、常用真空泵 （1 1）往复式真空泵）往复式真空泵 （2 2）水环真空泵）水环真空泵 （3 3）液环真空泵）液环真空泵 （4 4）旋片真空泵）旋片真空泵 （5 5）喷射真空泵）喷射真空泵 六、真空泵六、真空泵 31 32 33 换热设备的设计与选型换热设备的设计与选型 一、换热器的分类一、换热器的分类 1 1按工艺功能分类按工艺功能分类 (1)(1)冷却器冷却器 (2)(2

15、)加热器加热器 (3)(3)再沸器再沸器 (4)(4)冷凝器冷凝器 (5)(5)蒸发器蒸发器 (6)(6)过热器过热器 (7)(7)废热锅炉废热锅炉 (8)(8)换热器换热器 2 2按传热方式和结构分类按传热方式和结构分类 根据热量传递方法不同，可以分间壁式，直接式和蓄热式。根据热量传递方法不同，可以分间壁式，直接式和蓄热式。 二、常用的换热器二、常用的换热器 夹套式换热器，蛇管式换热器，套管式换热器，夹套式换热器，蛇管式换热器，套管式换热器， 管壳式换热器，板式换热器，螺旋板式等。管壳式换热器，板式换热器，螺旋板式等。 34 35 36 37 三、管壳式换热器的选用三、管壳式换热器的选用 3

16、8 部件分类部件分类 39 例例1 固定管板换热器，封头管箱，公称直径固定管板换热器，封头管箱，公称直径700mm，设计管程压力，设计管程压力 2.5MPa，壳程压力，壳程压力1.6Mpa，公称换热面积，公称换热面积200m2，较高级冷拔换，较高级冷拔换 热管外径热管外径25mm，管长，管长9m，4管程，单壳程，其型号为：管程，单壳程，其型号为： BEM700-2.5/1.6-200-9/25-4 管壳式换热器的型号表示管壳式换热器的型号表示 40 贮罐容器的设计与选型贮罐容器的设计与选型 一、贮罐的类型一、贮罐的类型 1.1.根据形状来划分根据形状来划分（方形贮罐、圆筒形罐、球形罐和特殊形贮

17、罐方形贮罐、圆筒形罐、球形罐和特殊形贮罐 ( (如椭圆形、半椭圆形如椭圆形、半椭圆形),),每种型式又按封头形式不同，分为若干每种型式又按封头形式不同，分为若干 种型式。常见的封头有平板、锥形、球形、碟形、椭圆形等。有种型式。常见的封头有平板、锥形、球形、碟形、椭圆形等。有 些容器如气柜、浮顶式贮罐，其顶部封头可以升降浮动。）些容器如气柜、浮顶式贮罐，其顶部封头可以升降浮动。） 2.2.按制造材质分按制造材质分（钢、有色金属和非金属材质。）（钢、有色金属和非金属材质。） 3.3.按用途分按用途分（贮存、计量、回流、中间周转、缓冲、混合等）（贮存、计量、回流、中间周转、缓冲、混合等） 41 二、

18、贮罐系列二、贮罐系列 例如：例如： 立式平底平盖容器，立式平底平盖容器， 设计压力为常压，设计压力为常压， 公称容积公称容积VN0.06m2， 公称直径公称直径DN400。 标记为：标记为： R21A-00-1 1 1、平底平盖贮罐、平底平盖贮罐 42 2 2、平底锥盖贮罐、平底锥盖贮罐 二、贮罐系列二、贮罐系列 43 3 3、立式圆底圆盖贮罐、立式圆底圆盖贮罐 二、贮罐系列二、贮罐系列 44 4 4、立式锥底椭圆盖贮罐、立式锥底椭圆盖贮罐 二、贮罐系列二、贮罐系列 45 5 5、卧式椭圆封头贮罐、卧式椭圆封头贮罐 二、贮罐系列二、贮罐系列 46 5 5、卧式椭圆封头贮罐、卧式椭圆封头贮罐 二

19、、贮罐系列二、贮罐系列 47 6 6、卧式无折边球形贮罐、卧式无折边球形贮罐 二、贮罐系列二、贮罐系列 48 1.1.汇集工艺设计数据汇集工艺设计数据 2.2.选择容器材料选择容器材料 3.3.容器型式的选用容器型式的选用 4.4.容积计算容积计算 5.5.确定贮罐基本尺寸确定贮罐基本尺寸 6.6.选择标准型号选择标准型号 7.7.开口和支座开口和支座 8.8.绘制设备草图绘制设备草图( (条件图条件图) )标注尺寸，提出设计条件和订货要标注尺寸，提出设计条件和订货要 求求 三、贮罐设计的一般程序三、贮罐设计的一般程序 49 塔设备的设计与选型塔设备的设计与选型 一、塔的分类一、塔的分类 1

20、1板式塔板式塔 诸如筛板塔、栅板塔、舌形板塔、斜孔板塔、波纹板塔、诸如筛板塔、栅板塔、舌形板塔、斜孔板塔、波纹板塔、 泡罩塔、浮阀塔、喷射板塔、穿流板塔、浮动喷射板塔等。泡罩塔、浮阀塔、喷射板塔、穿流板塔、浮动喷射板塔等。 50 浮阀塔浮阀塔 51 2 2填料塔填料塔 如金属鲍尔环填料塔、波网填料塔。如金属鲍尔环填料塔、波网填料塔。 常用的填料有拉西环、鲍尔环、矩鞍型填料、阶梯型填常用的填料有拉西环、鲍尔环、矩鞍型填料、阶梯型填 料、波纹填料、波网料、波纹填料、波网( (丝网丝网) )填料、螺旋环、十字环填料等。填料、螺旋环、十字环填料等。 一、塔的分类一、塔的分类 52 1. 1. 要满足工

21、艺要求，分离效率高。要满足工艺要求，分离效率高。 2 2生产能力要大，有足够的操作弹性。生产能力要大，有足够的操作弹性。 3 3运转可靠性高，操作、维修方便，少出故障。运转可靠性高，操作、维修方便，少出故障。 4 4结构简单，易于制造加工，造价较低。结构简单，易于制造加工，造价较低。 5 5塔压降小。塔压降小。 二、选用塔的基本原则二、选用塔的基本原则 53 1 1确定基础数据（进料量、组成，状态；确定基础数据（进料量、组成，状态； 产品的质量和收率；物性数据等）。产品的质量和收率；物性数据等）。 2 2选择合适的工艺流程。选择合适的工艺流程。 3 3选择塔设备的形式。选择塔设备的形式。 4

22、4确定塔的操作压力及温度。确定塔的操作压力及温度。 5 5计算塔高塔径。计算塔高塔径。 6 6塔结构的设计。塔结构的设计。 7 7塔的流体力学计算。塔的流体力学计算。 三、设计一般步骤三、设计一般步骤 54 反应器的设计和选型反应器的设计和选型 一、反应器分类与选型一、反应器分类与选型 1 1、反应器分类、反应器分类 55 56 （1 1）釜式反应器）釜式反应器 通用性很大，造价不高，用途最广。它可以连续操作，也通用性很大，造价不高，用途最广。它可以连续操作，也 可以间歇操作。国家已有可以间歇操作。国家已有K型型和和F型型两类反应釜列成标准。两类反应釜列成标准。K型型 是有上盖的釜，形状上偏于

23、是有上盖的釜，形状上偏于“矮胖型矮胖型”(长径比较小长径比较小)。F型没有型没有 上盖，形状则偏于上盖，形状则偏于“瘦长型瘦长型”(长径比较大长径比较大)，材质有碳钢、不锈，材质有碳钢、不锈 钢、搪玻璃等几种。钢、搪玻璃等几种。 一、反应器分类与选型一、反应器分类与选型 2 2、反应器选型、反应器选型 57 （1 1）釜式反应器）釜式反应器 釜式反应器比较灵活通用，在间歇操作时，只要设计好搅拌，釜式反应器比较灵活通用，在间歇操作时，只要设计好搅拌， 可以使釜温均一，浓度均匀，反应时间可以长、可以短，可以常可以使釜温均一，浓度均匀，反应时间可以长、可以短，可以常 压、加压、减压操作，范围较大，而

24、且反应结束后，出料容易，压、加压、减压操作，范围较大，而且反应结束后，出料容易， 釜的清洗方便，其机械设计亦十分成熟。釜的清洗方便，其机械设计亦十分成熟。 釜式反应器可用于串联操作，使物料一端流入，另一端出料，釜式反应器可用于串联操作，使物料一端流入，另一端出料， 形成连续流动。形成连续流动。 一、反应器分类与选型一、反应器分类与选型 2 2、反应器选型、反应器选型 58 （2 2）管式反应器）管式反应器 传热面积大，反应可以连续化，流体流动快，停留时间短，传热面积大，反应可以连续化，流体流动快，停留时间短， 经过一定的控制手段，可以使管式反应器有一定的温度梯度和经过一定的控制手段，可以使管式

25、反应器有一定的温度梯度和 浓度梯度。浓度梯度。 管式反应器可以用于连续生产，也可以用于间歇操作。管式反应器可以用于连续生产，也可以用于间歇操作。 一、反应器分类与选型一、反应器分类与选型 2 2、反应器选型、反应器选型 59 主要应用于气固相反应，其结构简单，操作稳定，便于控主要应用于气固相反应，其结构简单，操作稳定，便于控 制，易于实现连续化，床型可以是多种多样，易于大型化。它制，易于实现连续化，床型可以是多种多样，易于大型化。它 可以设计较大的传热面积，可以有较高的气体流速、传热和传可以设计较大的传热面积，可以有较高的气体流速、传热和传 质系数。加热方式比较灵活，可以有较高的反应质系数。加

26、热方式比较灵活，可以有较高的反应T。但是固定床但是固定床 反应器床层的温度分布不容易均匀反应器床层的温度分布不容易均匀。 （3 3）固定床反应器）固定床反应器 一、反应器分类与选型一、反应器分类与选型 2 2、反应器选型、反应器选型 60 流化床的特点是细的或粗的粒子在床内不是静止不动，而流化床的特点是细的或粗的粒子在床内不是静止不动，而 是在高速流体的作用下，床内固体粒子被扰动悬浮起来，剧烈是在高速流体的作用下，床内固体粒子被扰动悬浮起来，剧烈 运动，固体的运动形态，接近于可以流动的流体，故称流化床。运动，固体的运动形态，接近于可以流动的流体，故称流化床。 （4 4）流化床反应器）流化床反应

27、器 一、反应器分类与选型一、反应器分类与选型 2 2、反应器选型、反应器选型 61 流化床反应器的最大优点是传热面积大，传热系数高，传流化床反应器的最大优点是传热面积大，传热系数高，传 热效果好。缺点由于流化床体系内物料返混严重，粒子磨损严热效果好。缺点由于流化床体系内物料返混严重，粒子磨损严 重，此外，通常要有粒子回收和集尘的装置。床型和构件比较重，此外，通常要有粒子回收和集尘的装置。床型和构件比较 复杂，操作技术要求高以及造价较高等问题。复杂，操作技术要求高以及造价较高等问题。 （4 4）流化床反应器）流化床反应器 一、反应器分类与选型一、反应器分类与选型 2 2、反应器选型、反应器选型

28、62 在反应器设计时，除了通常说的要求在反应器设计时，除了通常说的要求“合理、先进、安全、合理、先进、安全、 经济经济”的原则，还要考虑下列的原则，还要考虑下列要点：要点： 1 1保证物料转化率和反应时间。保证物料转化率和反应时间。 2 2满足物料和反应的热传递要求。满足物料和反应的热传递要求。 3 3设计适当的搅拌器和类似作用的机构。设计适当的搅拌器和类似作用的机构。 4 4注意材质选用和机械加工要求。注意材质选用和机械加工要求。 二、反应器设计要点二、反应器设计要点 63 1.1.釜式反应器结构釜式反应器结构 (1) (1) 釜体及封头釜体及封头 (2) (2) 换热装置换热装置 (3)

29、(3) 搅拌器搅拌器 (4) (4) 轴密封装置轴密封装置 (5) (5) 工艺接管工艺接管 三、釜式反应器的结构和设计三、釜式反应器的结构和设计 64 搪玻璃反应釜搪玻璃反应釜 65 搪玻璃反应釜搪玻璃反应釜 66 搪玻璃反应釜搪玻璃反应釜 67 搅拌器形状搅拌器形状 68 搅拌器形状搅拌器形状 69 2.2.釜式反应器的选型设计步骤釜式反应器的选型设计步骤 (1)(1)确定反应釜操作方式；确定反应釜操作方式； (2)(2)汇总设计基础数据；汇总设计基础数据； (3)(3)计算反应釜体积；计算反应釜体积； (4)(4)确定反应釜体积和台数；确定反应釜体积和台数； (5)(5)反应釜直径和筒体

30、高度、封头确定；反应釜直径和筒体高度、封头确定； (6)(6)传热面积计算和核校；传热面积计算和核校； (7)(7)搅拌器设计；搅拌器设计； (8)(8)管口和开孔设计，确定其它设施；管口和开孔设计，确定其它设施； (9)(9)轴密封装置；轴密封装置； (10)(10)画出工艺设计草图画出工艺设计草图( (条件图条件图) )，或选出型号。，或选出型号。 三、釜式反应器的结构和设计三、釜式反应器的结构和设计 70 3 3、经验法计算反应器体积、经验法计算反应器体积 间歇槽式反应器体积的计算：间歇槽式反应器体积的计算： 或或 式中：式中：VR反应器的有效体积，反应器的有效体积，m3； V0平均每小

31、时加入物料的体积，平均每小时加入物料的体积，m3/h； 每批操作所需的时间，每批操作所需的时间，h; G平均每小时加入物料的质量，平均每小时加入物料的质量，kg/h； 反应物料的密度，反应物料的密度，kg/m3。 三、釜式反应器的结构和设计三、釜式反应器的结构和设计 0R VV/ R GV 71 反应器的体积：反应器的体积： VPVR / 式中：式中：VP反应器体积，反应器体积，m3； VR 反应器的有效体积，反应器的有效体积，m3； 装填系数。通常由经验确定。装填系数。通常由经验确定。 一般采用一般采用0.700.75。 3 3、经验法计算反应器体积、经验法计算反应器体积 三、釜式反应器的结

32、构和设计三、釜式反应器的结构和设计 72 例例1 1 设计年产量为设计年产量为720720吨的醋酸丁酯车间，计算所需反应器的体积。吨的醋酸丁酯车间，计算所需反应器的体积。 已知条件：已知条件： (1) (1) 年工作天数：年工作天数：300300天天 (2) (2) 反应物料的配比醋酸反应物料的配比醋酸:1kg, :1kg, 丁醇丁醇4.972kg4.972kg (3) (3) 醋酸转化率为醋酸转化率为50%50% (4) (4) 反应时间为反应时间为34.534.5分分 (5) (5) 生产辅助时间为生产辅助时间为3030分分( (加料、卸料、清洗等）加料、卸料、清洗等） (6) (6) 反

33、应物的密度不变：反应物的密度不变：0.75kg/0.75kg/升升 举例：举例： 73 反应器体积计算过程反应器体积计算过程 反应器体积计算如下反应器体积计算如下: (1) 每小时产量（三班制生产）每小时产量（三班制生产） 720X1000/300X24=100(kg) (2) 每批生产时间每批生产时间 34.5+30=64.5(分分)=1.08(小时小时) (3) 每批生产的醋酸丁酯的量每批生产的醋酸丁酯的量 100X1.08=108(kg/批批) (4) 醋酸和丁醇每批加料量醋酸和丁醇每批加料量 CH3COOH+C4H9OH= CH3COOC4H9+H2O 60 74 116 X(kg)

34、Y(kg) 108(kg) 74 X=108X60/116=55.9(kg) Y=108X74/116=68.9(kg) 因醋酸转化率为因醋酸转化率为50%,实际上加醋酸实际上加醋酸 55.9/0.5=111.8(kg) 丁醇实际加入量为丁醇实际加入量为: 111.8X4.972=684(kg) 每批加料量为每批加料量为: 111.8+684=795.8(kg) (5) 反应混合物体积反应混合物体积 795.8/0.75=1061升升 75 (6) 反应器体积反应器体积 设装料系数取设装料系数取75%,则则 1061/0.75=1420(L) (7) 查有关化工手册查有关化工手册(表表3-15

35、) 选选1500L 76 液固分离设备的选型液固分离设备的选型 一、液固分离的主要方法一、液固分离的主要方法 1 1、浮选；、浮选； 2 2、重力沉降；、重力沉降； 3 3、离心沉降；、离心沉降； 4 4、过滤。、过滤。 二、主要分离设备二、主要分离设备 1 1、离心机；、离心机； 2 2、过滤机。、过滤机。 77 1 1、过滤式离心机的选型原则；、过滤式离心机的选型原则； 2 2、沉降式离心机的选型原则；、沉降式离心机的选型原则； 3 3、过滤机的选型原则。、过滤机的选型原则。 三、分离设备的选择三、分离设备的选择 78 1 1、三足离心机、三足离心机 四、几种常用固液分离设备四、几种常用固

36、液分离设备 79 2 2、三足下卸料离心机、三足下卸料离心机 四、几种常用固液分离设备四、几种常用固液分离设备 80 3 3、活塞推料离心机、活塞推料离心机 四、几种常用固液分离设备四、几种常用固液分离设备 81 4 4、沉降离心机、沉降离心机 四、几种常用固液分离设备四、几种常用固液分离设备 82 5 5、压滤机、压滤机 四、几种常用固液分离设备四、几种常用固液分离设备 83 6 6、转鼓过滤机、转鼓过滤机 四、几种常用固液分离设备四、几种常用固液分离设备 84 4.10干燥设备的设计与选型干燥设备的设计与选型 一、干燥器的分类一、干燥器的分类 1 1、按操作方式分类，分为连续式和间歇式。、

37、按操作方式分类，分为连续式和间歇式。 2 2、按热量供给方式分类，可分为传导、对流、按热量供给方式分类，可分为传导、对流、 介电、红外线。介电、红外线。 85 （1 1）传导供热传导供热的干燥器有厢式真空、搅拌式、带式真空、滚筒的干燥器有厢式真空、搅拌式、带式真空、滚筒 式、间歇加热回转式等。式、间歇加热回转式等。 （2 2）对流供热对流供热的干燥器有厢式、穿流循环、流化床、喷雾干燥、的干燥器有厢式、穿流循环、流化床、喷雾干燥、 气流式、直接加热回转式、穿流循环、通气竖井式移动床等。气流式、直接加热回转式、穿流循环、通气竖井式移动床等。 （3 3）介电供热介电供热的干燥器有微波、高频。的干燥器

38、有微波、高频。 （4 4）红外线供热红外线供热的干燥器有辐射器。的干燥器有辐射器。 86 二、常用的干燥器二、常用的干燥器 1 1、箱式干燥器、箱式干燥器 87 2 2、带式干燥器、带式干燥器 带式干燥器是物料移动型干燥器。分平行流和穿气流两带式干燥器是物料移动型干燥器。分平行流和穿气流两 类，目前以穿气流式使用为多，其干燥速率类，目前以穿气流式使用为多，其干燥速率2 24 4倍于平行流倍于平行流 式，主要用于片状、块状、粒状物料。由于物料不受振动和式，主要用于片状、块状、粒状物料。由于物料不受振动和 冲击，故尤其适用于不允许破碎的颗粒状或成形产品冲击，故尤其适用于不允许破碎的颗粒状或成形产品

39、。 二、常用的干燥器二、常用的干燥器 88 二、常用的干燥器二、常用的干燥器 3 3、喷雾干燥器、喷雾干燥器 89 4 4、气流干燥器、气流干燥器 气流干燥装置主要由空气气流干燥装置主要由空气 加热器、加料器、干燥管、旋加热器、加料器、干燥管、旋 风分离器、风机等设备组成。风分离器、风机等设备组成。 根据气流管型分类：有直根据气流管型分类：有直 管型、脉冲型、倒锥型、套管管型、脉冲型、倒锥型、套管 型、旋风型。型、旋风型。 二、常用的干燥器二、常用的干燥器 90 5 5、流化床干燥器、流化床干燥器 特点：特点： a)a)传热效果好。传热效果好。 b)b)温度分布均匀。温度分布均匀。 c)c)操

40、作灵活。操作灵活。 d)d)停留时间可调节。停留时间可调节。 e)e)投资少，维修工作量小。投资少，维修工作量小。 二、常用的干燥器二、常用的干燥器 91 6 6、旋转闪蒸干燥、旋转闪蒸干燥 二、常用的干燥器二、常用的干燥器 92 7 7、回转干燥、回转干燥 二、常用的干燥器二、常用的干燥器 93 8 8、真空干燥器、真空干燥器 双锥干燥机双锥干燥机 二、常用的干燥器二、常用的干燥器 94 干燥设备的操作性能必须适应被干燥物料的特性，满足干干燥设备的操作性能必须适应被干燥物料的特性，满足干 燥产品质量要求，符合安全、环境和节能要求。燥产品质量要求，符合安全、环境和节能要求。 三、选型的原则三、选型的