化工设备的工艺设计.ppt

化工设备的工艺设计 6.1 化工设备工艺设计内容： （1）确定设备类型： （2）确定设备材质：根据操作条件（ 介质的性质、温度、压力） （3）确定设备的设计参数：根据工艺流程、物料衡算、能量衡算、设备的工艺计算等得到的。不同设备有不同设计参数。 a.?换热器：热负荷 Q， 换热面积S，冷热 载体的流量、温度、压力。 b.?泵：流量、扬程、轴功率、允许吸上高度。 c.?风机：风量、风压。 d.?吸收塔：气体的流量、组成、压力、温度， 吸收剂的种类、流量、温度、压力、塔径、塔高、塔板类型、塔板数、填料种类、规格、填料高度、每段填料的高度和段数。 e.??精馏塔：塔进料、塔顶、塔底产品的流量、 组成、温度、塔操作压力、塔径、塔板类型 塔板数、填料种类、规格、填料高度、每段 填料的高度和段数、进料位置、灵敏板位 置。 f.??对于标准设备：根据工艺需要确定标准图图 号和型号。 g. 对非标设备：向设备专业提供设计条件和草 图、明确设备的形式、材质、基本设计参数 管口、维修、安装、支撑及其它要求（如防 爆口、人孔、手孔、仪表接口等） 6.2 泵的选用 6.2.1 对化工用泵的要求 （1）输送易燃、易爆、易挥发、有毒、有腐蚀及贵重 介质，要求密封性可靠，应选磁力驱动泵或屏泵。 （2）输送腐蚀性介质，选耐腐蚀泵，根据介质的特性 和温度范围，选择不同的材质的泵的过流部件。 非金属：聚氯乙烯、玻璃钢、聚丙细、氟塑料、石墨、 搪玻璃、陶瓷。（适用范围：222页表6.1） 金属： 不锈钢、铝合金、钛合金、纯钛等 （3）输送易气化的液体（低沸点液体-30~-160℃）选 低温泵。 （4）输送高温介质：热油泵 各类泵的特点见P223 表6.3 6.3 换热器的设计和选用 6.3.1 换热设备的类型： 从形式上分：板式、列管式、翅片式、盘管、喷淋式等。 从使用上分：加热器、预热器、过热器、蒸发器、再沸 器、冷却器、深冷器、冷凝器、完全冷凝 器、部分冷凝器。 热交换性能：表6.4 P226 设计中应尽量选择标准系列。减少设计工作量和投资。 ??? ?? 6.3.2 换热器设计参数的取值 6.3.2.1 流速： 管内： 壳内： 水及水溶液:0.7~2.0m/s 水及水溶液：0.5~1.5 m/s 低粘度油： 0.8~1.8 m/s 低粘度油： 0.4~1.0 m/s 高粘度油： 0.5~1.5 m/s 高粘度油： 0.3~0.8 m/s 气液混合物:2.0~6.0 m/s 气液混合物:0.5~3.0 m/s 6.3.2.2???流体路径：热载体上进下出， 冷剂下进上出。 管程： （1）?不清洁、易结垢的流体 （2）?小流量、粘度大（因管程可以做成 多程结构，得到较大的流速，k↑） (3)? 腐蚀性、有毒性流体 （避免管束和 壳体同时腐蚀） （4）压力高的流体 壳称： （1）被冷却的流体 （2）饱和蒸汽 6.3.2.3 冷热流体温差的取值 换热器两端冷热流体的温差Δt↑，换热面积ΔS↓投资↓→冷剂量↑操作费用↑ 所以Δt应合理。 （1）换热器热端 ： Δt 20℃以上 （2）换热器冷端 ： Δt 5℃以上 （3）冷凝含有惰性气体的流体时，冷却剂出口温度要比冷凝液的露点低5℃ （4）空冷器冷热流体温差大于15℃ 6.4 储罐的设计与选型 6.4.1 储罐的标准系列 （1）?碳钢容器标准系列： a．立式平底 常压下使用 b．锥底平盖 常压下使用 c．椭圆封头：0.25~4.0 MPa （2）玻璃钢容器标准系列： -10~80℃ 微压 100~500 m3 (3)搪玻璃容器 ＜1.0 Mpa -20~200℃ 6.4.2 储罐存贮量的确定 （1）?原料贮存： 全厂性贮存：一般30~100天。 车间贮存： 15天（视介质性质而定） （2）成品贮存： 根据生产周期和市场情况而定 （3）中间罐：一班或一批 （4）回流罐：5~10 min 液体量保证冷凝器的液封之用 （5）液体贮罐充装系数 0.8~0.85 气体贮罐充装系数 1.0 （6）?缓冲罐 5~15 min 用量， (7) 闪蒸罐：闪蒸过程就是液体的部分气化过程。根据液体达到气液平衡的时间而定。选择充分的停留时间。 6.5 塔器的设计 化工厂中常用的有喷洒塔、板式塔和填料塔。在蒸馏操作和吸收操作中