过程设备设计基础反应设备41

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2023年G3锅炉水处理(河北省)高频考点训练2卷合壹-41(带答案)

2023年G3锅炉水处理（河北省）高频考点训练2卷合壹（带答案）（图片大小可自由调整）全文为Word可编辑，若为PDF皆为盗版，请谨慎购买！第1套一.全能考点(共100题)1.【判断题】开启苛性碱桶及溶解苛性碱，均需戴粗布手套、口罩和眼镜并使用专用工具。

参考答案：×2.【单选题】《中华人民共和国特种设备安全法》规定:特种设备使用单位在检验合格有效期届满前（）向特种设备检验机构提出定期检验的要求。

A、15天B、1个月C、一个星期D、三个月参考答案：B3.【单选题】钠离子交换法处理后，软水中的含盐量（）。

A、不变B、略有增加C、略有降低D、不一定参考答案：B4.【判断题】只要保证将热力除氧器的水加热至沸腾就可以彻底除去溶解氧。

参考答案：×5.【判断题】当锅水pH＞13时，金属表面的四氧化三铁的保护膜受OH-作用，生成可溶性的Fe3+、Fe2+而遭到破坏。

参考答案：√6.【单选题】婴幼儿出现的问。

环氧丙烷反应器设计

环氧丙烷反应器设计1第一工段反应器设计11 概述环氧丙烷PropyleneOxide简称PO又名甲基环氧乙烷或氧化丙烯是无色具有醚类气味的易燃液体分子式C3H6O分子量5808熔点-1121e沸点342e 相对密度0859折射率13664闪点-37e与水部分互溶与乙醇乙醚等互溶化学性质活泼其蒸气在空气中能自燃或爆炸环氧丙烷是除了聚丙烯和丙烯腈以外的第三大丙烯衍生物是重要的基本有机化工原料主要用于聚醚多元醇非离子表面活性剂碳酸丙烯酯和丙二醇的生产是精细化工产品的重要原料广泛应用于汽车建筑食品烟草医药及化妆品等行业目前国外环氧丙烷生产技术主要有氯醇法乙苯共氧化法POSM法异丁烷共氧化法POTAB法异丙苯氧化法 CHP法过氧化氢直接氧化法 HPPO 法氧气直接氧化法其中氯醇法 PO SM 法 PO TAB 法 CH P 法HPPO 法已经实现工业化氧气直接氧化法正处于实验阶段12 氯醇法共氧化法异丙苯法过氧化氢法技术优缺点对比氯醇法共氧化法异丙苯法过氧化氢法技术优缺点对比见表1表1 氯醇法共氧化法异丙苯法过氧化氢法技术优缺点对比生产工艺优点缺点氯醇法 1工艺成熟流程简单2操作负荷弹性大3选择性好4对原料丙烯的纯度要求不高5安全性高6投资少7有成本竞争力 1水耗大 2 产生大量废水及废渣每生产1t环氧丙烷产生40 50 t含氯化物废水和2 1 tCaCl2 3 消耗大量氯气和石灰原料污染环境 4 产生的次氯酸对设备的腐蚀严重共氧化法PO SM 法PO T BA 法 1 共氧化法克服了氯醇法腐蚀废水量大缺点 2 产品成本低联产品分摊成本 3 环境污染小 1 工艺流程长 2 原料品种多 3 丙烯纯度要求高 4 工艺操作压力高 5 设备造价高设备材质多采用合金钢 6 联产2 2 2 5t 苯乙烯或2 3 t 叔丁醇受市场因素制约7 废水含C OD 高异丙苯氧化法CH P 法与氯醇法相比 1 不需要氯气减少了设备腐蚀 2 废水量少与共氧法相比 1 无副产品使用异丙苯替代了乙苯异丙苯循环使用 2 不联产苯乙烯无需辅加设备 3 装置投资少比共氧化法低1 3 生产过程中产生大量A-甲基苯乙烯增加循环回收装置过氧化氢氧化法H PPO 法 1 工艺流程简单 2 产品收率高无副产品3 无污染属清洁工艺原料辅助原料产品的主要技术规格表1-3主要工艺物料消耗与规格名称规格用量丙烯工业级 22万ta 双氧水工业级18万ta 甲醇工业级 xxxta 氢气纯氢气 11万ta22 原辅料规格及消耗配比表2 原辅料规格及消耗配比原辅料规格配比原料双氧水工业级原料丙烯工业级原料丙烷工业级原料甲醇工业级催化剂 TS-1 7323 产品质量标准2-1产品规格等级项目指标优等品一等品合格水分质量分数002 002 01 醛质量分数001 003 01 环氧乙烷质量分数001 01 03 GB14491-2001产品外观要求透明液体无可见机械杂质工业用环氧丙烷应符合表1-1规格要求表2-2产品技术要求项目指标优等品一等品合格色度铂-钴色号号≤ 5 10 20 酸度质量分数以乙酸计算≤001 003 001 GB14491-2001环氧丙烷主要用与聚醚多元醇的生产和丙二醇和一些非离子表面活性剂这些靖西化工产品所以对于环氧丙烷的规格要求就要严格的多我们在项目生产中会严格把持产品的纯度和质量3 反应工段工艺简介4 反应工段工艺计算本工艺[4]是在压力为03MPa温度为55℃下在TS-1上进行的等温液固相催化反应41 催化反应过程的物料衡算411 计算用原始数据此处所选的8原始数据均为年产30万吨环氧丙烷的中间试验数据进入反应器时甲醇含量约为7226丙烯含量约为1093摩尔分数412 化学反应主反应[5]平行反应表5 反应中涉及到的物质的相对分子质量CH3OH H2O2 C3H6 C3H8 H2O C3H6O 32 34 42 44 18 58413 物料衡算过程催化合成甲醛过程是一个连续流动反应在定态下其物料衡算基本公式本工艺计算[6]以生产30万吨甲醛按300天计工业级别的甲醛质量分数为96则每小时一个反应器生产工业级别的环氧丙烷的质量其物质的量为并以其为基准4131 反应器进口物料的计算根据表3表5中各组分的数据计算可得纯甲醇的物质的量10133kmolh水物质的量18281kmolh丙烯153226kmolh丙烷9428kmolh双氧水36264kmolh表6原料液的组成及含量物质摩尔分数物质的量kmolh CH3OH 7226 10133 H2O2 259 36264 H2O 1303 18281 C3H6 1093 153226C3H8 07 9428 NH3 05 7243 4132 反应器出口物料的计算甲醇的物质的量 10133kmolh生成环氧丙烷的物质的量34814kmolh水的物质的量217623kmolh未反应的双氧水的物质的量1451kmolh丙烯的物质的量1184kmolh丙烷的物质的量9427kmolh丙二醇甲醚的物质的量068kmolh表7 反应器出口主要气体的组成及含量物质摩尔分数物质的量kmolh CH3OH 84 10133 C3H6O 15 34814 H2O 91 217623 H2O2 006 1451 PE 004 1022C3H8O2-2 001 068 NH3 002 7243 C3H6 50 1184 42 合成甲醛过程的热量衡算热量衡算过程以03MPa下的液体为计算基准反应液体于常压下进入反应器在催化剂作用下进行恒温反应反应器出口气体以离开反应器总的热量衡算式为421 各物质比热容的计算每个组分的热容与温度的函数式即CpabTcT2表8 各物质平均温度为的物性物质 C3H8 1837 250-1500 C3H6 8256 250-1500 H2O 1907 250-1500 CH3OH 250-1500 CpC3H818372816×10-1T－1319×10-8T2 CpC3H682562174×10-1T－09692×10-6T2Cp32241907×10-3T－10057×10-6T2Cp21147084×10-3T－2586×10-6T2把T27350323K带入上述公式得同理可计算其他物质的比热容其结果如下表表9 各物质在平均温度为的物质C3H8 C3H6 H2O CH3OH C3H6O H2O2 9424 78207 318 4133 13799 50284422 各物质焓值的计算计算焓热量是时在等温条件下反应的参考态32315℃03Mpa又双氧水的消耗量为由得即为了维持反应器内温度为32315℃应每小时从反应器移走的热量43用量的确定列管式固定床反应器的壳程走冷凝水移走反应放出的热量使冷凝水从20 ℃升温到40℃表10 冷凝水的物性数据名称平均分子量密度比热容导热系数冷凝水 18 9957 4178 0618 由得冷凝水用量在工程上要确定反应器的几何尺寸首先得确定一定生产能力下所需的催化剂容积再根据工程实验所提供的反应器资料最后确定出反应器的几何尺寸522 催化剂容积的计算5221 催化剂用量的计算合成环氧丙烷的反应是一个气固相催化反应催化剂的用量需要根据反应工程上通过单位催化剂列物料衡算的动力学方程才能得出合成甲醛的动力学方程为其中PO环氧丙烷式中各物质摩尔分数的计算合成环氧丙烷的反应在双氧水转化率为84时到达平衡达平衡时双氧水的摩尔浓度为求解动力学方程由定义有查得令即则两边同时积分得其中用辛普森数值积分法求解定积分数值积分法为其中实用于奇数个数据点n为偶数f的角标代表选取数据点的编号且点与点之间等间距表11 与的关系0 012 024 036 048 060 072 084114913161515 1786 2203 2857 4167 7992 则因此催化剂所需质量反应采用的催化剂为钛硅分子筛催化剂成粒状粒度为6mm堆密度为比表面积为54故反应所需的体积523 列管根数的确定由催化剂所算得反应器体积太小反应物流量过大故选择用停留时间与流量的关系得出反应器总体积一小时的体积流量反应时间取十分钟反应器体积根据中间试验的结果列管规格为管长为L18m解方程得n2475根524 列管式固定床反应器壳体内径的确定由公式[11]式中D壳体内径 mmt管中心距 mm横过管束中心线的管束b 一般取 mm管子采用正三角形排列故带入公式得标准化后核算过程管长和壳径应相适应一般取LD为46对该反应器因此所设计的反应器符合实际情况实际催化剂用量53 等温固定床列管式反应器的设计计算结果表12 等温固定床列管式反应器的设计计算结果序号项目数据 123456789101112 列管式反应器入口温度列管式反应器出口温度反应压力原料甲醇的量原料丙烯的量原料水的量催化剂床层高度塔径催化剂用量列管根数列管规格管子排列方式50℃50℃03MPa10133kmolh153236kmolh18281kmolh18m38m58048kg2107根Φ57×25mm三角形排列第二工艺工段反应器设计4 反应工段工艺计算本工艺[4]是在压力为03MPa温度为55℃下在TS-1上进行的等温液固相催化反应41 催化反应过程的物料衡算411 计算用原始数据此处所选的8原始数据均为年产30万吨环氧丙烷的中间试验数据进入反应器时甲醇含量约为766丙烯含量约为58摩尔分数412 化学反应主反应[5]平行反应表5 反应中涉及到的物质的相对分子质量CH3OH H2O2 C3H6 C3H8 H2O C3H6O 32 34 42 44 18 58413 物料衡算过程催化合成环氧丙烷过程是一个连续流动反应在定态下其物料衡算基本公式此设备的进料为第一设备以生产50万吨甲醛按300天计工业级别的环氧丙烷质量分数为96则每小时一个反应器生产工业级别的环氧丙烷的质量其物质的量为并以其为基准4131 反应器进口物料的计算根据表3表5中各组分的数据计算可得纯甲醇的物质的量9840670kmolh水物质的量2171248kmolh丙烯744475kmolh丙烷45823molh双氧水10879kmolh氨水29432kmolh表6原料液的组成及含量物质摩尔分数物质的量kmolh CH3OH 9221 9840670H2O2 01 10879 H2O 1303 217124 C3H6 698 744475 C3H8 043 45823 NH3 028 29432 4132 反应器出口物料的计算甲醇的物质的量[7]984067kmolh生成环氧丙烷的物质的量10335kmolh水的物质的量218158kmolh未反应的双氧水的物质的量054kmolh丙烯的物质的量73414kmolh丙烷的物质的量4582kmolh氨水29432kmolh表7 反应器出口主要气体的组成及含量物质摩尔分数物质的量kmolh CH3OH 7663 984067 C3H6O 008 34814 H2O 1699 218158 H2O2 00 0544 NH3 023 29432 C3H8 036 45823 C3H6 57 73414 42 合成环氧丙烷过程的热量衡算热量衡算[8]过程以03MPa下的液体为计算基准反应液体于常压下进入反应器在催化剂作用下进行恒温反应反应器出口气体以离开反应器总的热量衡算式为421 各物质比热容的计算每个组分的热容与温度的函数式即CpabTcT2表8 各物质平均温度为的物性物质 C3H8 1837 250-1500 C3H6 8256 250-1500 H2O 1907 250-1500 CH3OH 250-1500 CpC3H818372816×10-1T－1319×10-8T2CpC3H682562174×10-1T－09692×10-6T2Cp32241907×10-3T－10057×10-6T2Cp21147084×10-3T－2586×10-6T2把T27350323K带入上述公式得同理可计算其他物质的比热容其结果如下表表9 各物质在平均温度为的物质C3H8 C3H6 H2O CH3OH C3H6O H2O2 9424 78207 318 4133 13799 50284422 各物质焓值的计算计算焓热量是时在等温条件下反应的参考态32315℃03Mpa又双氧水的消耗量为由得即为了维持反应器内温度为32315℃应每小时从反应器移走的热量43冷凝水用量的确定列管式固定床反应器的壳程走冷凝水移走反应放出的热量使冷凝水从20 ℃升温到40℃表10 冷凝水的物性数据名称平均分子量密度比热容导热系数冷凝水 18 9957 4178 0618 由得冷凝水用量522 催化剂容积的计算5221 催化剂用量的计算合成甲醛的反应是一个气固相催化反应催化剂的用量需要根据反应工程上通过单位催化剂列物料衡算的动力学方程才能得出合成甲醛的动力学方程为其中PO环氧丙烷式中各物质摩尔分数的计算合成环氧丙烷的反应在双氧水转化率为96时到达平衡达平衡时双氧水的摩尔浓度为求解动力学方程由定义有查得令即则两边同时积分得其中用辛普森数值积分法求解定积分数值积分法[10]为其中实用于奇数个数据点n为偶数f的角标代表选取数据点的编号且点与点之间等间距表11 与的关系0 012 024 036 048 060 072 08425833271438464602558823775491191258709 则因此催化剂所需质量反应采用的催化剂为活性炭吸附钛硅分子筛催化剂成粒状粒度为6mm堆密度为比表面积为54故反应所需的体积由催化剂所算得反应器体积太小反应物流量过大故选择用停留时间与流量的关系得出反应器总体积一小时的体积流量反应时间取十分钟反应器体积总体积根据中间试验的结果列管规格为管长为L18m解方程得n2385根524 列管式固定床反应器壳体内径的确定由公式[11]式中D壳体内径 mmt管中心距 mm横过管束中心线的管束b 一般取 mm管子采用正三角形排列故带入公式得标准化后核算过程管长和壳径应相适应一般取LD为46对该反应器因此所设计的反应器符合实际情况53 等温固定床列管式反应器的设计计算结果表12 等温固定床列管式反应器的设计计算结果序号项目数据 123456789101112 列管式反应器入口温度列管式反应器出口温度反应压力原料甲醇的量原料丙烯的量原料水的量催化剂床层高度塔径催化剂用量列管根数列管规格管子排列方式50℃50℃03MPa10133kmolh153236kmolh18281kmolh18m4m2385根Φ57×35mm三角形排列2132料液泵设计计算由于是泵加料取由于料液流量过大选用2个加料泵流量单个泵流量密度进料管管径设料液至加料孔的高度弯头取90弯头则料液由平均黏度和各组分黏度关系7液体料液加料泵在料液面与进料孔面之间列伯努利方程泵的实际功率取泵的总效率则泵的实际功率则流量为查泵性能图可得选型如下泵规格G263-165-132N 流量263m3 扬程165m汽蚀余量3m31 固定床DNPN将固定反应器视为筒体本设计采用一般的反应釜由反应器内物料为液相由则圆整32 筒体壁厚最大操作压力为设计压力P取最大工作压力的10511倍[2]本设计取设计压力设计温度T根据筒体设计压力和设计温度选择材料Q345R许用应力为焊缝系数＝10双面对接焊100无损探伤表3-1 焊接接头系数φ无损检测的长度比例焊接接头形式全部局部双面焊对接接头或相当于双面焊的对接接头085 单面焊对接接头沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板09 08 理论厚度钢板负偏差C1腐蚀裕量C2C22mm单面面腐蚀表3-2 钢板负偏差C1钢板厚度 2 22 25 28-30 22-35 38-4 45-55 负偏差 013 014 015 016 018 02 02 钢板厚度6-7 8-25 26-30 32-34 36-40 42-50 52-60 负偏差 06 08 09 1 11 12 13根据内压圆筒壁厚的计算公式带入以上数据得根据工程要求和钢材的使用壁厚范围圆整后取校核筒体水压试验强度根据式因为Q345R的屈服极限所以取代入得故水压试验满足强度要求33 封头封头包括有椭圆形碟形锥形球冠形封头平板封头等多种类型从工艺操作要求考虑对封头形状无特殊要求球冠形封头平板封头都存在较大的边缘应力且采用平板封头厚度较大故不宜采用半球形封头受力最好壁厚最薄重量轻但深度大制造较难中低压小设备不宜采用碟形封头存在局部应力受力不如椭圆形封头标准椭圆形封头制造比较容易受力状况比碟形封头好综合考虑该精馏塔设计内压温度等因素最终确定采用标准椭圆形封头选釜体的封头选标准椭球型代号EHA标准JBT47462002封头以Q345R为材料标准形封头壁厚其中整体冲压钢板负偏差代入得根据工程要求和钢材的使用壁厚范围圆整后取与前计算的筒体壁厚一致内表面积封头的标准为EHA 4000×13-Q235R JBT 4746综上筒体和封头选材都为Q235R壁厚34 筒体长度HDN4000mmH18M以内径为公称直径的椭圆形封头的尺寸内表面积和容积可得由于使用的是标准封头所以所以可得封头的高度h2m整体塔高度第三部分塔设备设计第1章固定床反应器设备设计说明书1材料的选择在刚度或结构设计为主的场合应尽量选用普通碳素钢在以强度设计为主的场合应根据压力温度介质等使用限制选用Q235由于容器设计压力为014MPa使用温度为50℃故筒体和封头都选择Q345RQ345R钢是屈服强度为340MPa级的压力容器专用板它具有良好的综合力学性能和工艺性能选择椭圆形封头2 裙座材料的选择裙座不直接与塔内介质接触也不承受塔内介质的压力因此不受压力容器用材的限制可选用较经济的普通碳素结构钢故选用Q235-A3 接管的材料选用Q235-B作为补强圈的材料部分接管用20法兰选用20具体将在装配图上注明11气体和液体的进出口装置由Vs 为流体的体积流量m3su 为适宜的流体流速ms常压气体进出口管气速可取1020ms液体进出口速度可取0815 ms选用气体流速为15ms代入上式计算得圆整之后气体进出口管径为d250mm 选液体流速为15ms由代入上公式得圆整之后气体进出口管径为d40mm 底液出口管径选择12原料液进出管的选择1进料管300mm选的流体输送用无缝钢管《GBT8163-2008流体输送用无缝钢管》标记10- -GBT8163-2008查《GBT17395-2008无缝钢管尺寸外形重量及允许偏差》具体参数见表3-1 2出料管当时d034md40mm选的流体输送用无缝钢管《GBT8163-2008流体输送用无缝钢管》弯管结构R 为650mm标记10--GBT8163-2008查《GBT17395-2008无缝钢管尺寸外形重量及允许偏差》具体参数见表3-1表2-1普通钢管尺寸及单位长度理论重量外径mm 壁厚mm 单位长度理论重量kgm 325 75 5873 48 3 333 13筒体和封头的设计材料选择筒体的设计化工设备机械基础厚度计算解得圆整后表3-1筒体的容积面积及重量公称直径Dgmm 一米高的容积Vm3 一米高的内裹面积Fgm2 壁厚Smm 一米高筒节钢板理论重量kg 900 0636 283 4 79 封头的设计选用标准GB_T 25198-2010_压力容器封头图3-1椭圆形封头的结构示意图选用标准GB_T 25198-2010_压力容器封头表3-2筒体的容积面积及重量公称直径Dgmm 曲面高度h1mm 直边高度H2mm 厚度Smm 重量Gkg 900 220 30 4 292 14法兰的设计1管法兰的选择选用标准HG20593-97板式平焊钢制管法兰欧洲体系图3-2板式平焊钢制法兰PL表4-1PN06MPa60bar板式平焊钢制管法兰mm管子直径mm 法兰内径mm 螺栓孔中心圆直径mm 公称直径mm 螺栓孔直径mm 螺栓孔数量n 法兰外径mm 法兰厚度mm 法兰理论重量kg 液体进出口57 59 125 50 18 4 165 19 25 气体进出口325 328 400 300 22 12 445 26 135 标记液体进出口HG20593法兰PL57-06FFQ235-A气体进出口HG20593法兰PL325-06FFQ235-A2容器法兰的选择选用标准JBT4701-2000甲型平焊法兰标记法兰P900-4010-JBT4701-2000图3-3甲型平焊法兰平面密封面代号P表4-2PN025MPa甲型平焊法兰的结构尺寸mm公称直径 DNmm 法兰mm 螺柱D D1 δ d 规格数量900 1015 980 40 18 M16 36三反应釜釜体的设计31 固定床DNPN将固定反应器视为筒体本设计采用一般的反应釜由反应器内物料为液相由则圆整32 筒体壁厚最大操作压力为设计压力P取最大工作压力的10511倍[2]本设计取设计压力设计温度T根据筒体设计压力和设计温度选择材料Q345R许用应力为焊缝系数＝10双面对接焊100无损探伤表3-1 焊接接头系数φ无损检测的长度比例焊接接头形式全部局部双面焊对接接头或相当于双面焊的对接接头085 单面焊对接接头沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板09 08 理论厚度钢板负偏差C1腐蚀裕量C2C22mm单面面腐蚀表3-2 钢板负偏差C1钢板厚度 2 22 25 28-30 22-35 38-4 45-55 负偏差 013 014 015 016 018 02 02 钢板厚度6-7 8-25 26-30 32-34 36-40 42-50 52-60 负偏差 06 08 09 1 11 12 13根据内压圆筒壁厚的计算公式带入以上数据得根据工程要求和钢材的使用壁厚范围圆整后取校核筒体水压试验强度根据式因为Q345R的屈服极限所以取代入得故水压试验满足强度要求33 封头封头包括有椭圆形碟形锥形球冠形封头平板封头等多种类型从工艺操作要求考虑对封头形状无特殊要求球冠形封头平板封头都存在较大的边缘应力且采用平板封头厚度较大故不宜采用半球形封头受力最好壁厚最薄重量轻但深度大制造较难中低压小设备不宜采用碟形封头存在局部应力受力不如椭圆形封头标准椭圆形封头制造比较容易受力状况比碟形封头好综合考虑该精馏塔设计内压温度等因素最终确定采用标准椭圆形封头选釜体的封头选标准椭球型代号EHA标准JBT47462002封头以Q345R为材料标准形封头壁厚其中整体冲压钢板负偏差代入得根据工程要求和钢材的使用壁厚范围圆整后取与前计算的筒体壁厚一致内表面积封头的标准为EHA 4000×13-Q235R JBT 4746综上筒体和封头选材都为Q235R壁厚34 筒体长度HDN4000mmH18M以内径为公称直径的椭圆形封头的尺寸内表面积和容积可得由于使用的是标准封头所以所以可得封头的高度h2m整体塔高度。

化工设备机械基础第二版答案

T5 T1 cos 45 T4' cos 45 0
T5 P
′
1-16 图1-48所示水平传动轴上装有两个皮带轮C和 D,半径分别为r1=200mm和r2=250mm，C轮上皮带是水平的，两边张力为T1=2t2=5KN，D轮上皮带与铅直线夹角 30 ，两张力为T2=2t2。当传动轴均匀传动时，试求皮带张力T2、t2和轴承A、B的反力。
解：以节点A为研究对象，受力如图
X 0
P T1 sin 45 T2 sin 45 0
T1 cos 45 T2 cos 45 0
得
Y 0
T1 T2
2 P 2
以B节点为研究对象，受力如图同理可得
T3 T4 2 P 2
以C节点为研究对象，受力如图
2-2 试求图2-35所示钢杆各段内横截面上的应力和杆的总变形。钢的弹性模量E=200GPa。
解 1、内力计算用截面法分别计算左段和右段的内力并作杆的轴力图（b）得 F左 =4kN（拉） F右 =4kN（拉）
左段：
F左L左 4 103 80 102 5 L左 5.0955 10（m） EA 左 200 109 4 104 4
右段：
F右 L右 EA 右 4 103 40 102 200 10
9
L右

5 0.637 10（m）
4
16 104
左
F左 4 103 12.73MPa A左 2 2 104 4
右
3 F右 4 10 3.18MPa A右 2 4 4 10 4
2、各段变形的计算左、右两段的轴力为F左 F 右，横截面面积A左、A右，长度L左，L右均不相同，变力计算应力分别进行。

过程设备设计专项课程

过程设备设计专项课程
过程设备设计专项课程是指针对工程技术人员开设的一门专门针对过程设备设计的课程。

这门课程旨在培养学生对于过程设备设计的理论基础和实际操作能力，帮助他们掌握过程设备设计的知识和技能，为将来在工程领域中有所作为做好充分的准备。

这门课程通常包括以下内容：
1. 过程设备设计的基础知识：这部分内容主要着重于介绍过程设备设计的基本概念和原理，包括过程设备的分类、设计原则、设计流程等内容，帮助学生建立对过程设备设计的整体认识。

2. 过程设备设计的工程计算：这部分内容主要介绍过程设备设计中的工程计算方法，包括压力容器的计算、换热器的设计计算、管道的计算等内容，帮助学生掌握过程设备设计中的基本计算方法。

3. 过程设备设计的工程应用：这部分内容主要介绍过程设备设计在实际工程中的应用，包括对于不同工艺流程的过程设备设计、对于不同工程环境的设备选择等内容，帮助学生了解过程设备设计在实际工程中的应用情况。

4. 过程设备设计的实验课程：这部分内容主要包括过程设备设计的实验课程，通过实际操作让学生掌握过程设备设计中的实际操作技能和实验方法，培养学生的实际操作能力。

在这门课程的学习过程中，学生需要通过课堂学习、实验操作和课程设计等多种形式来学习过程设备设计的理论知识和实际技能，最终达到掌握过程设备设计的能力和方法。

通过这门课程的学习，学生可以更好地理解过程设备设计的理论知识，提高工程实践能力，为将来从事工程技术领域提供坚实的基础。

过程设备设计-名词解释1

名词解释：1.机械密封/端面密封：是把转轴的密封面从轴向改为径向，通过动环和静环两个端面的相互贴合，并做相对运动达到密封的装置。

2.临界压力：壳体失稳时所能承受的相应外压力，称为临界压力，用P cr表示。

3.自紧密封：依靠容器内部的介质压力压紧密封元件实现密封的形式。

4.等面积补强：壳体因开孔削弱的承载面积，须有补强材料在离孔边一定距离范围内予以等面积补偿。

5.应力集中系数：受内压壳体与接管连接处最大应力与壳体不开孔时环向薄膜应力之比，用K t表示。

6.自增强：通过超工作压力处理，由筒体自身外层材料的弹性收缩引起的残余应力，使工作时应力分布趋于均匀，提高屈服承载能力的措施。

7.焊接接头系数：焊缝金属与母材强度的比值，反映容器强度的受消弱程度。

8.一次应力：求得的薄膜应力与相应的载荷同时存在，平衡外加载荷引起的应力，随外载荷的增大而增大。

9.二次应力：在两壳体连接边缘处切开后，自由边界上受到的边缘力和边缘力矩作用时的有力矩理论的解，求得的应力称二次应力。

10.预紧密封比压：预紧时，迫使垫片变形与压紧面密合，以形成初始密封条件，单位面积上所需的最小压紧力。

称为预紧密封比压。

11.第一曲率半径：回转壳体经线上某一点的曲率半径，称为第一曲率半径。

第二曲率半径：壳体中面上所考察的任意一点到该点法线与回转轴交点之间的长度。

12.分析设计：对容器在不同部位、由不同载荷引起的、对容器失效形式有不同影响的应力加以不同的限制的设计方法，称做分析设计方法。

13.设计压力：是指设定的容器顶部的最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不得低于工作压力。

14.工作压力：指容器在正常工作过程中顶部可能产生的最高压力。

15.计算压力：是指在相应设计温度下，用以确定元件最危险截面厚度的压力，其中包括液柱静压力。

16.临界转速：当搅拌轴的转速达到轴自振频率时会发生强烈震动，并出现很大弯曲。

17.无力矩理论：当薄壳的抗弯刚度非常小，或者中面的曲率、扭转改变非常小时，弯曲内力很小。

设备管理知识

设备管理知识设备管理设备管理:1、为使设备寿命周期的费用达到最经济的程度，而将适用于机器设备的工程技术、设备和财务经营等其他职能综合起来考虑.2、以设备为研究对象，追求设备综合效率，应用一系列理论、方法，通过一系列技术、经济、组织措施，对设备的物质运动和价值运动进行全过程（从规划、设计、选型、购置、安装、验收、使用、保养、维修、改造、更新直至报废）的科学型管理。

设备管理是对设备寿命周期全过程的管理，包括选择设备、正确使用设备、维护修理设备以及更新改造设备全过程的管理工作。

设备运动过程可分为两种状态，即设备的物资运动形态和资金运动形态。

设备的物资运动形态，是指设备从研究、设计、制造或从选购进厂验收投入生产领域开始，经使用、维护、修理、更新、改造直至报废退出生产领域的全过程，对这个过程的管理称为设备的技术管理；设备的资金运动形态，包括设备的最初投资、运行费用、折旧、收益以及更新改造自己的措施和运用等，对这个过程的管理称为设备的经济管理。

设备管理，既包括设备的技术管理，又包括设备的经济管理，设备的技术管理与经济管理是有机联系、相互统一的。

设备管理的分类设备管理分为自有设备管理和租赁设备管理。

自有设备按照设备折旧、使用台班进行自有机械费的核算；租赁的机械费按照租赁时间和单价核算机械租赁费；自有机械使用费、机械租赁费共同构成工程项目的机械费，进行成本核算。

1.自有设备管理系统根据设备使用计划进行设备的调配，提高设备使用效率，合理调配设备资源，保证工程顺利施工，主要处理现场设备的日常管理及机械费的核算业务。

主要包括：使用计划、采购管理、库存管理、设备台帐管理、设备使用、设备日常管理、机械费核算等。

2.设备租赁管理根据工程预算和整体进度计划，结合自有设备情况制订设备租赁计划，合理调配资源，提高设备利用率，确保工程顺利施工。

根据租赁数量、租出时间、退租时间、租赁单价核算租赁费，根据租赁费、赔偿费结合工程项目进行机械料费的核算。

设备基础施工方案0

设备基础施工方案在工程施工中，设备基础是确保设备安全稳定运行的基础，其施工方案的设计和执行对设备长期运行起着至关重要的作用。

本文将介绍设备基础施工的基本原理、步骤和要点，帮助工程师在实际工程中合理设计和施工设备基础。

1. 设备基础施工原理设备基础是设备的支撑结构，通过合理的施工可以确保设备在运行过程中不会发生偏移、倾斜或震动，保证设备工作的稳定性和可靠性。

设备基础施工原理主要包括以下几个方面：•承载能力：设备基础需要具有足够的承载能力，能够承受设备本身及其作用力的荷载，保证设备运行稳定。

•变形控制：通过合理的设计和施工，控制设备基础在承受荷载时的变形，避免设备因基础变形而导致损坏。

•抗震设计：结合工程地质条件和设备特点，对设备基础进行抗震设计，提高设备在地震等自然灾害中的抗击能力。

2. 设备基础施工步骤设备基础的施工分为准备工作、基础设计和施工实施三个阶段，具体步骤如下：2.1 准备工作在施工前需要进行充分的准备工作，包括勘察、设计和材料准备等：•勘察：对施工地点进行勘察，了解地质情况和地下水位等信息，为基础设计提供数据支持。

•设计：根据设备要求和勘察数据，进行基础设计，确定基础的尺寸、厚度和深度等参数。

•材料准备：准备施工所需的材料和设备，包括混凝土、钢筋和模板等。

2.2 基础设计基础设计根据设备类型、重量和周围环境等因素确定基础的形式和尺寸，包括基础平面布置、截面形式和加固措施等。

2.3 施工实施根据基础设计要求，进行具体的施工实施，包括模板安装、钢筋绑扎、混凝土浇筑和养护等步骤，确保基础施工质量。

3. 设备基础施工要点在设备基础施工过程中，需要注意以下几个关键要点：•质量控制：严格按照设计要求进行施工，确保基础的质量合格。

•实时监测：在施工过程中进行实时监测，及时发现和处理施工过程中的问题。

•养护措施：对新浇筑的混凝土基础进行及时有效的养护，保证基础的强度和稳定性。

•安全防护：施工过程中要做好安全防护工作，确保施工人员和设备的安全。

2023年施工员-设备方向-通用基础(施工员)高频考点训练2卷合壹-41(带答案)

2023年施工员-设备方向-通用基础(施工员)高频考点训练2卷合壹（带答案）（图片大小可自由调整）全文为Word可编辑，若为PDF皆为盗版，请谨慎购买！第1套一.全能考点(共100题)1.【判断题】风管与法兰焊接时,风管端面不得高于法兰接口平面,风管端面距法兰接口平面不应小于5mm。

参考答案：√2.【判断题】大小随时间作周期性变化的电压和电流称为周期性交流电，简称交流电。

参考答案：×3.【判断题】充油电缆加强层的作用主要是防潮、防腐蚀。

()参考答案：×4.【多选题】建筑产品不同的计价办法,主要体现在()。

A、计价单元的价格组成B、计价单元的划分C、数量的确定D、计价标准E、项目的编码参考答案：ABCD5.【判断题】跨越架的形式应根据被跨越物的大小和重要性确定。

参考答案：√6.【单选题】体现磁场能量的二端元件是()。

A、电容元件B、电阻元件C、电感元件D、电磁感应器参考答案：C7.【判断题】变压器主要由铁芯和套在铁芯上的两个或多个绕组所组成,当原边绕组多于副边绕组的线圈数时为升压器,反之为降压器。

参考答案：×8.【多选题】通风与空调工程一般包括()。

A、通风机房B、制热和制冷设备C、送风排风的风管系统D、传递冷媒的管道系统E、传递热媒的管道系统参考答案：ABCDE9.【单选题】《项目管理规范》对建设工程项目的解释是:为完成依法立项的新建、扩建、改建等各类工程而进行的,有起止日期的,达到规定要求的一组相互关联的受控活动组成的特定过程,包括()、勘察、设计、采购、施工、试运行、竣工验收和考核评价等,简称为项目。

A、策划B、可行性分析C、市场调研D、行业定位参考答案：A10.【单选题】地下室、半地下室,包括相应的有永久性顶盖的出人口,应按其()所围水平面积计算。

A、外墙上口外边线B、外墙上口内边线C、内墙上口外边线D、内墙上口内边线参考答案：A11.【单选题】对于电缆的高阻故障,一般采用()定点。

化工基础第二版答案张近

化工基础第二版答案张近【篇一：化学教育专业化工基础课程的教学研究】>第32卷第6期江西教育学院学报（综合）dec.2011journal of jiangxi institute of education（comprehensive）vol.32 no.6化学教育专业化工基础课程的教学研究应用化学2班孙健铭（宝鸡文理学院，宝鸡，721013）摘要：高师化学教育专业主要面向中学，培养中学化学教师，该专业应该学习一定的化工基础知识。

化工基础课是化学教育专业唯一的一门工程课程，是联系化学基础课程与工业生产实际的桥梁和纽带。

文章介绍了化学教育专业学生学习化工基础课程的必要性，介绍了化工基础课应开设的内容，与工科《化工原理》的差别，以及理论教学与实验教学的改革。

学习这门课能够培养学生的工程观点和技术经济观点，培养学生环保意识和创新创造能力。

关键字：高师化学；化学教育；化工基础；教学研究the teaching research of basic curriculum of chemical industry ofchemistry education subjectchemical education, sun jian mingi（baoji university of arts and sciences,shanxi baoji 721013） abstract: the chemistry in pedagogic college which face to the high school to train the teachers. the one who lean thissubject must have some knowledge of chemical industry. the chemical industry basic curriculum is the only engineeringcourse of chemistry education. it is the bridge and the link which contact with the chemical basic curriculum and theindustrial production. this article introduces the necessity of the students in chemical education department who study the chemical industrial basic curriculum, the content of the chemical basic curriculum should be set up, the differencebetween the “chemical engineering” of engineering course and the reform of the theory teaching and the experimentalteaching. the curriculum can train the engineering and the technical view and create the environmental awareness and theinnovation capability. key words: thechemistry in pedagogic college; chemical education; chemical industrybasic; teaching research高师化学教育专业主要面向中学，培养中学化学教师，当然也不排除宽口径就业。

培养基的制备设备

连续灭菌与间歇灭菌的比较
a、连续灭菌的优缺点
• Advantages
保留较多的营养质量容易放大较易自动控制；糖受蒸汽的影响较少；缩短灭菌周期；发酵罐利用率高； Disadvantages –设备比较复杂，投资较大。
分批灭菌的优缺点
• Advantages:
设备投资较少染菌的危险性较小人工操作较方便对培养基中固体物质含量较多时更为适宜
培养基灭菌的要求

达到要求的无菌程度——10-3个/罐。
尽量减少营养成分的破坏
发酵生产中，往往需要对培养基及其发酵设备进行灭菌，一般工业上常采用蒸汽湿热灭菌。
湿热灭菌的原理
就是直接用高温蒸汽灭菌。蒸汽在冷凝时释放出大量潜能，蒸汽具有强大穿透力，蒸汽的湿热破坏菌体蛋
白质和核酸的化学键，使酶失活，微生物因代谢障碍而
• Disadvantages:
灭菌过程中蒸汽用量变化大，造成锅炉负荷波动大，一般只限于中小型发酵装置。
发酵罐的灭菌
采用连续灭菌，发酵罐应在加入灭菌的培养基前先行单独灭菌。通常是用蒸汽加热发酵罐的夹套并从空气分布管中通入蒸汽，充满整个容器后，再从排气管中缓缓排出。在保温结束后，关键是随即通入无菌空气，使容器保持正压。
原料粉碎→ 搅拌和加料预煮→加热器→管式连续蒸煮
→后热器→蒸汽分离器→送至糖化工序
3
冷 2 水料液 1 至糖化锅
蒸汽空气混合气体
图2-18 真空冷却器 1-真空冷却器 2-膜式塔 3-喷射器
2、连续糖化设备
其作用是连续地把糊化醪与水稀释，并与液体曲、麸曲或糖化酶混合，在一定温度下维持一定时间，保持流动状态，以利于酶的活动。

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反应釜：釜体、传热装置。它是提供反应空间和反应条件的部件。如夹套、蛇管、工艺接管等。搅拌装置：搅拌器、搅拌轴。靠搅拌轴传递动力，由搅拌器达到搅拌目的。
传动装置：为搅拌器提供搅拌动力。轴封：为反应釜和搅拌轴之间的密封装置，以封住釜内的流体不致泄漏。
三、搅拌反应釜机械设计的依据
工艺设计所确定的对搅拌反应釜的要求。
d．蜂窝夹套
以整体夹套为基础，采取折边或短管等加强措施；提高筒体的刚度和夹套的
承压能力特，点减少流道面积；减薄筒体壁厚，强化传热效果。
2)蛇管的布置
当反应器的热量仅靠外夹套传热，换热面积不够时可采用;釜体内衬里隔热不能采用夹套时可采用。它浸没在物料中，热量损失小，传热效果好，检修较困难。
D
D
对称布置的几组竖式蛇管：传热和挡板作用
c．半圆管夹套
半圆管或弓形管由带材压制而成，加工方便。当载热介质流量小时宜采用弓形管。焊缝多，焊接工作量大，筒体较薄时易造成焊接变形。
b L3
L3 L2
L D t1
(a)螺旋形缠绕
半圆管夹套的安装
(b)平行排管
t1
结构
螺旋形缠绕在筒体外侧沿筒体轴向平行焊在筒体外侧沿筒体圆周方向平行焊接在筒体外侧
结构型式：整体夹套、型钢夹套、半圆管夹套和蜂窝夹套等。
各种碳钢夹套的适用温度和压力范围
夹套型式
最高温度/℃
整体夹套
350
U型
圆筒型
300
型钢夹套
200
蜂窝夹套
200
短管支撑式折边锥体式
250
最高压力/MPa 0.6 1.6 2.5 2.5 4.0
半圆管夹套
350
6.4
a. 整体夹套
U型圆筒型分段式全包式
1）物料在反应过程中产生泡沫或呈沸腾状态：0.6～0.7;
2）反应状态平稳：0.8～0.85。 3）釜体的容积V与操作容积V0的关系: V0 =ηV
容积
直立式搅拌容器卧式搅拌容器
筒体和下封头两部分容积之和筒体和左右两封头容积之和
根据釜体容积V和物料性质，选定H/Di，估算筒体内径Di
已知： V
d
图a 螺旋形蛇管
d
图b 竖式蛇管
（一）蛇管的长度与排列
表1 蛇管长度与直径比值
蒸汽压力（MP）
0.045 0.125
0.2
0.3
0.5
管长与管径最大比值
100
150
200
225
275
（二）蛇管的固定
蛇管的固定型式 (a) 单螺栓固定型式 ;(b) 单螺栓加固型式 ; (c) 双螺栓固定型式 ; (b) (d) 自由支承型式 ; (e) 紧密排列固定型式 ; (f) 防振加固型式
和夹套和蛇管联合使用。
一、釜体几何尺寸的确定
釜体的几何尺寸必须满足化工工艺要求，对于带搅拌器的反应釜,其容积V为主要决定参数。
种类Biblioteka 表1 反应釜的H/Di高径比
罐内物料类型
高径比
液-固相、液－液相一般搅拌罐
气－液相发酵罐类发酵液
1～1.3 1～2 1.7～2.5
在确定反应釜直径及高度时,还应根据反应釜操作时所允许的装料程度一装料系数η等予以综合考虑,装料系数η：通常取0.6～0.85
4
Di2 H
4
Di3
H Di
则：Di
3
4V
H Di
圆整为标准直径，筒体高度H为：
H
V Vh
4
Di2
计算值是否符合表1要求
二、传热元件传热元件
夹套蛇管
优先采用夹套，减少容器内构件，便于清洗，不占有效容积。
1）夹套的结构和尺寸
在容器外侧，用焊接或法兰连接方式装设各种形状的钢结构，使其与容器外壁形成密闭的空间。此空间内通入加热或冷却介质，可加热或冷却容器内的物料。
Hj
V
4
Vh Di2
确定夹套简体高度考虑因素: 1）当反应釜简体与上封头采用法兰连接时,夹套顶边应在法兰下150m～
200mm处(视法兰螺栓长度及拆卸方便而定); 2）当反应釜具有悬挂支座时,应考虑避免因夹套顶部位置而影响支座的焊接。
b．型钢夹套
构成—角钢与筒体焊接组成。结构为沿筒体外壁轴向布置和沿筒体外壁螺旋布置（型钢的刚度大，弯曲成螺旋形加工难度大）
夹套上介质进出口的规定： 1）蒸汽作为载热体时：蒸汽一般从上端进入夹套，冷凝液从夹套底部排出。 2）液体作为冷却液时：采取下端进，上端出，以使夹套中经常充满液体，充分利
用传热面,加强传热效果。
强化传热措施：当采用液体作为载热体时,为了加强传热效果, 在釜体外壁焊接螺旋导流板。导流
板以扁钢绕制而成，与简体可采用双面交错焊，导流板与夹套筒体内壁间隙越小越好。
第六章反应釜设计
第一节概述
在化工生产过程中，为化学反应提供反应空间和反应条件的装置，称为反应设备或反应釜。
机械搅拌反应釜(搅拌反应釜)：适用于各种物性（如粘度、密度）和各种操作条件（温度、压力）的反应过程，应用于合成塑料、合成纤维、合成橡胶、医药、农药、化肥、染料、涂料、食品、冶金、废水处理等行业。
四、搅拌反应釜机械设计的内容
1）确定反应釜的结构形式与尺寸； 2）选择材料； 3）计算强度或稳定性； 4）选用主要零部件； 5）绘制图样，提出技术要求。
第二节釜体与传热装置
搅拌反应釜釜体主要部分是一圆柱形容器,其结构形式与传热方式有关。常用的传热形式有两种:夹套式壁外传热结构、釜体内部蛇管传热结构
注：夹套内径Di一般按公称尺寸系列选取,以利于按标准选择夹套封头,具体可根据筒体直径Di按下表中推荐数值选用。
夹套内径Dj 与筒体内径Di的关系
Di
500～600
700～ 1800
2000～ 3000
Dj
Di+50
Di+100
Di+200
夹套筒体高度Hj主要由传热面积确定,一般应不低于料液高度,以保证充分传热。根据装料系数η和操作容积η V,夹套筒体的高度Hj可由下式估算:
圆筒和下封头都包有夹套，传热面积大，最常用结构
传热面积较小，适用于换热量要求不大的场合
t
DD
tj
Dj Dj
(a) 圆筒型
t
DD
tj
Dj Dj
(b) U型
连接方式
可拆卸式
要求定期检查筒体外表面或更换夹套时；当筒体与夹套采用不同材料制造，两者又不能采用焊接连接时。
不可拆卸式
夹套肩与筒体的联接处，做成锥形的称为封口锥，做成环形的称为封口环，加工简单，密封可靠。
一、搅拌的目的
A）独立的单元操作（以促进混合为主要目的）：液-液混合、固-液悬浮、气-液分散、液-液分散和液-液乳化等;
B）其他单元操作的必要手段（以促进传热、传质、化学反应为主要目的）：流体的加热与冷却、萃取、吸收、溶解、结晶、聚合等操作。
二、搅拌反应釜的基本结构
主要由反应釜、搅拌装置、传动装置和轴封等组成。