化工单元操作28246

1、芳埠化工厂，芳埠化工厂，第一章导论，1。化学技术的定义化学技术是化学技术或化学生产技术，也称为化学生产技术，是指主要通过化学反应将原料转化为产品的方法和过程，包括实现这种转化的所有措施。在实际应用中，可以概括为化工生产。煤、石油、天然气、矿石、水、空气等。经受一系列化学变化或化学处理方法，以改变它们的性质、状态和组成，从而获得所需的产品。如何实现和组织这一过程是化工生产的基本任务。化学生产的基本任务是研究化学生产的基本过程和反应原理，以确定化学生产的工艺过程和最佳工艺条件。生产中主要设备的结构、工作原理及加强生产的方法。方步化工厂，第二章化工生产和单元操作1。化学单元操作化学产品的生产是通过几

2、个物理操作和几个化学反应来实现的。尽管化学产品差异很大，生产过程也各不相同，但生产这些产品的物理过程并不多，而且是相似的。例如，不管运输哪种材料，流鼻涕运输的目的是将流体从一个设备运输到另一个设备。加热和冷却的目的是获得所需的工作温度。分离和纯化的目的是获得特定浓度的混合物等。因此，在不同化学产品的生产过程中，包含这些具有相同物理变化、遵循共同物理规律、使用相似设备和具有相同功能的基本物理操作，称为单元操作。防步化工厂，化工生产及联合经营。2.单元操作。单元操作根据它们遵循的基本规律进行分类：(1)单元操作遵循流体动力学的基本规律：包括流体输送、沉降、过滤、固体流化等。(2)机组运行遵循传热的

3、基本规律：包括加热、冷却、冷凝、蒸发等。(3)遵循传质基本规律的单元操作：蒸馏、吸收、萃取、结晶、干燥、膜分离等。方布化工厂，化工生产和装置操作，第三单元操作的内容、方向、内容和方向：方布化工厂，第三章流体流动，流体流动规律是化工原理课程的重要基础。主要原因包括以下三个方面：(1)流动阻力和流动计算(2)流动对传热、传质和化学反应的影响(3)流体的混合效应，防步化工厂，1.1.1重要概念，1。密度定义：流体单位体积质量，称为密度。公式：流体密度，千克/立方米；m-流体质量，kg；v-流体体积，m3。当研究流体流动时，如果压力和温度变化很小，液体的密度可以认为是常数。密度恒定的流体称为不可压缩流

4、体。严格地说，真正的流体是可压缩的流体。在研究流体流动时，不可压缩流体只是密度变化很小的真实流体的简化。在本章中，除非另有说明，否则指的是不可压缩流体。芳步化工厂，1.1.1重要概念，2。气体密度一般来说，气体是可压缩的，称为可压缩流体。然而，在压力和温度变化率很小的情况下，气体也可以被视为不可压缩的流体。当气体压力不太高且温度不太低时，密度可以根据理想气体状态方程近似计算。通过计算气体的绝对压力，千帕或千牛/平方米；m-气体的摩尔质量，kg/kmol；t-气体的绝对温度，k；r-气体常数，8.314kJ/(kmolK)。防布化工厂，1.1.2流体静压，1。静压流体在单位面积上垂直施加的力称为

5、压力，或静压。表达式是在公式P-流体静压，帕；Fv-垂直作用于流体表面的力，n；A -作用面面积，m2。防布化工厂，1.1.2流体静压，2。静压单位1。压制强度的定义，压力是每单位面积的压力，其单位应为帕，也称为帕斯卡。它的105倍称为巴，即1巴=105帕。常用的单位有：帕，千帕，兆帕。2.直接用液柱高度表示：mH2O、四氯化碳、mmHg等。3.以大气压力表示：大气压(物理大气压力)，大气压(工程大气压力)1大气压=1.013105帕=10.33毫汞柱=760毫汞柱1大气压=9.81104帕=10毫汞柱=735毫汞柱，方布化工厂，1.1.2流体静压，3。静压绝对压力的表示方法：基于绝对真空测量

6、的压力；表压(atg):基于大气压的压力。真空表压是从大气压力作为起点计算出来的，所以有正表压和负表压。负表压称为真空度，其相关性如下图所示。注意符号：大气压物理大气压力；工程大气压力；绝对压力；Atg表压。方布化工厂，1.2.1流量。单位时间内流经管道任何部分的流体量称为流速。如果流体量按体积计算，则称为体积流量，用Vs表示，单位为m3/s；如果流体量按质量计算，则称为质量流量，以ws表示，单位为kg/s。体积流量和质量流量之间的关系为：ws=Vs，其中是流体密度，kg/m3。请注意，流速是一个瞬时特性，而不是一段时间内的累积量。方布化工厂，1.2.2流量。单位时间内流体沿流动方向流动的距离

7、称为流速。以u表示，单位为米/秒。当流体流经管道时，管道任一截面上各点的流速沿管道直径变化，即管道截面中心处的流速最大，流速越小越靠近管壁，管壁处的流速为零。管段上各点的流体流速分布规律相对复杂。为了工程简单起见，通常采用全管段的平均流速，即平均流速按等流速原则计算。表达式为：在公式A中垂直于流动方向的管道横截面积，m2。流量与流量之间的关系为：ws=Vs=uA，方布化工厂，1.2.2流量。随着气体的体积流量随着温度和压力而变化，气体的流量也相应地变化。因此，使用质量流量更方便。质量流率是单位时间内流经管道横截面的流体质量，用g表示，其表达式为：其中g-质量流率，也称为质量流量；kg/m2s

8、.1.2.3管道直径的估算和选择一般来说，管道的横截面是圆形的。如果D是管道的内径，那么。因此，流体输送管道的直径可以根据流量和流量来计算，所以选择的U越小，D越大，在相同的流量下使用的材料越多，因此材料成本和维护成本等基本建设成本也会相应增加。相反，选择的U越大，D越小，材料等的成本将降低。然而，由于流体在管道中流动的阻力与U成正比，阻力损失将增加，也就是说，运行成本将增加。因此，应综合考虑将这两项费用的总和降至最低。一般来说，流体流动的允许压降：水为24.5kpa/100m，空气为5.1kpa/100m，可用于测量选定管径的适用性。对于长距离、大流量的流体输送，应根据上述经济核算原则选择D

9、；对于车间内部，管道通常较短且不太厚，D可根据经验选择。一般情况下，液体流速为0.5-3m/s，气体流速为10-30m/s，蒸汽流速为20-50m/s。方布化工厂，管道中某些流体常用的流速范围，方布化工厂，第四章流体输送机械，第一部分，为什么是流体输送机械？化学生产主要是各种材料或产品的连续流动。由于技术要求，经常需要将流体从下部输送到上部。从低压设备到高压设备；或者从一个车间(一个地方)水平运输到另一个车间(另一个地方)，以克服管道阻力。为了实现这些目标，必须对流体进行改进因此，需要具有各种结构和特性的运输机械。三、化学流体输送机械的分类一般可分为四类：离心式、往复式、旋转式和流体动力式。这

10、四种机械都有国产产品，而且大部分都成了系列产品。芳布化工厂2-1-1离心泵的工作原理是，当液体被迫从叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成真空。泵的吸入管道的一端与叶轮的中心连通，另一端浸没在输送的液体中。在液位压力(通常为大气压)和泵内压力(负压)之间的压力差下，液体通过吸入管道进入泵内。只要叶轮持续旋转，离心泵就会持续吸入和排出液体。这表明离心泵主要依靠高速旋转的叶轮产生的离心力来输送液体，因此得名离心泵。芳布化工厂、离心泵、芳布化工厂、2-1-2离心泵的工作原理。如果离心泵在启动前没有充满液体，则泵中有空气，由于空气密度小，产生的离心力也很小。吸入口形成的真空不足以将液体吸入泵中。尽管离心泵

11、启动了，但它不能输送液体。这种现象被称为“空气束缚”。因此，在启动离心泵之前，外壳必须充满液体，并且带有过滤网的底阀安装在吸入管的底部。底部阀门是一个止回阀，用于防止在启动前注入的液体从泵中泄漏出来。过滤器防止固体物质进入泵。在泵出口附近的压力输出管道上安装有调节阀，用于调节流量。在防布化工厂，液体的物理性质对离心泵特性的影响，(1)密度的影响。根据离心泵的基本方程，离心泵的扬程和流量与液体密度无关，因此效率不会随液体密度而变化，但轴功率会随液体密度而变化。(2)在粘度影响下输送的液体粘度越大，泵内能量损失越大，泵的压头和流量越低，效率越低，轴功率越高。芳步化工厂离心泵的工作点和流量调节。首先

12、，离心泵在工作点的特性曲线是泵本身固有的特性，与外部使用无关。然而，一旦泵被安排在某一管道系统中工作，其实际工作状况不仅与离心泵本身的特性有关，而且还取决于管道的工作特性。因此，为了更好地选择和使用离心泵，有必要考虑管道的特性。当液体在特定管道中输送时，管道所需的压头he随着流量Qe的平方而变化。在坐标纸上画出这种关系就是相应的管道特性曲线。方布化工厂对离心泵的工作点和流量进行了调整。如果离心泵的特性曲线和其管道的特性曲线绘制在同一张坐标纸上，如上图所示，这两条线的交点M称为泵的工作点。选择泵时，要求工作点对应的流量和压头既能满足管道系统的要求，又能由离心泵准确提供，即Q=Qe，H=He。芳步

13、化工厂离心泵的工作点和流量调节。2.流量调节1)改变阀门开度，改变离心泵出口管道上的阀门开关。其实质是改变管道的特性曲线。如图所示，当阀门关闭时，管道局部阻力增大，管道特性曲线变陡，工作点从m向M1移动，流量从QM向QM1减小。当阀门开大时，管道阻力减小，管道特性曲线变平，工作点向M2移动，流量向QM2增加。该阀能快速方便地调节流量在防埠化工厂，离心泵的安装高度。首先，如图所示，在管道中发现气穴现象。在液位0-0和靠近泵入口的1-1段之间没有额外的能量。液体靠压差流动。因此，通过增加泵的安装位置，叶轮入口处的压力可能下降到被输送液体的饱和蒸汽压，导致液体的部分蒸发。事实上，泵内的最低压力位于叶

14、轮内边缘叶片的后面。当泵安装在一定距离时，它将首先蒸发并产生气泡。含有气泡的液体进入叶轮后，由于压力上升，气泡立即冷凝。气泡的消失造成了局部真空。周围的液体以高速冲向气泡的中心，造成冲击和振动。特别是当气泡在叶片表面附近凝结时，许多液体颗粒像小的高频水锤一样冲击叶片。此外，气泡还可能含有氧气和其他化学物质，以腐蚀金属材料。在这种情况下泵的长期运行将导致叶片的过早损坏，这被称为泵的气穴现象。离心泵在气蚀条件下运行，泵体振动并发出噪音，流量、扬程和效率明显降低，严重时甚至不能吸入液体。为了避免气蚀现象，泵的安装位置不应太高，以确保叶轮内各处的压力都高于液体的饱和蒸汽压。防步化工厂、输气机械和输气机

15、械的结构和原理与液体输送机械基本相同。然而，气体具有可压缩性，并且密度比液体低得多(约为液体密度的千分之一)，因此使得气体输送具有不同于液体输送的一些特性。输气机械按其能产生的进出口压差或压力比(称为压缩比)分为：1)通风机：出口压力不大于1.47104Pa(表压)，压缩比为1-1.15；2)鼓风机：出口压力(1.47 29.4) 104帕(表压)，压缩比小于4；(3)压缩机：出口压力在29.4104Pa(表压)以上，压缩比大于4；(4)真空泵：用于减压。出口压力为1大气压。其压缩比由真空度决定。另外，气体输送机械根据其机构和工作原理可分为离心式、往复式、旋转式和流体作用式。方布化工厂，第五章

16、机械分离和固体流化，方布化工厂，3.1概述，混合物可分为两大类。均匀混合物是指材料性质均匀且没有相界面的混合物。非均相混合物或非均相体系是指存在一个分隔两相的界面，界面两侧的材料性质完全不同。在非均相体系中，处于分散状态的物质，如悬浮液中的固体颗粒、乳液中的液滴和泡沫中的气泡，称为分散相或分散物质。围绕分散物质的流体称为连续相或分散介质。由于非均相体系中分散相和连续相具有不同的物理性质，工业上通常用机械方法将两相分离。非均相混合物的工业分离的目的是：方布化工厂，1)回收有价值的分散物质，如来自某些类型干燥器的气体和来自结晶机器的晶体浆，这些物质带有一定量的固体颗粒，必须作为产品回收。2)净化分散介质以满足后续生产过程的要求，例如，影响催化剂活性的杂质夹带在一些催化反应的原料气中。因此，在气体进入反应器之前，必须清除灰尘和颗粒杂质。3)环境保护和安全生产为了保护人类生态环境，要求排放的废气或废液浓度符合排放标准；许多含碳物质和细金属粉末与空气一起形成爆炸物，必须清除这些物质以