化工设备基础知识汇总
化工设备基础知识
化工设备基础知识一、化工设备的概念化工设备是指化工生产中静止的或配有少量传动机构组成的装置，主要用于完成传热、传质和化学反应等过程，或用于储存物料。
二、化工设备的分类1、按结构特征和用途分为容器、塔器、换热器、反应器（包括各种反应釜、固定床或液态化床）和管式炉等。
2、按结构材料分为金属设备（碳钢、合金钢、铸铁、铝、铜等）、非金属设备（陶瓷、玻璃、塑料、木材等）和非金属材料衬里设备（衬橡胶、塑料、耐火材料及搪瓷等）其中碳钢设备最为常用。
3、按受力情况分为外压设备（包括真空设备）和内压设备，内压设备又分为常压设备（操作压力小于1kgf/cm2）、低压设备（操作压力在 1～16 kgf/cm2 之间）、中压设备（操作压力在 16～100 kgf/cm2 之间）高压设备、（操作压力在 100～1000 kgf/cm2 之间）和超高压设备（操作压力大于 1000 kgf/cm2）三、化工容器结构与分类1、基本结构在化工类工厂使用的设备中，有的用来贮存物料，如各种储罐、计量罐、高位槽；有的用来对物料进行物理处理，如换热器、精馏塔等；有的用于进行化学反应，如聚合釜，反应器，合成塔等。
尽管这些设备作用各不相同，形状结构差异很大，尺寸大小千差万别，内部构件更是多种多样，但它们都有一个外壳，这个外壳就叫化工容器。
所以化工容器是化工生产中所用设备外部壳体的总称。
由于化工生产中，介质通常具有较高的压力，故化工容器痛常为压力容器。
化工容器一般由筒体、封头、支座、法兰及各种开孔所组成.1）筒体筒体是化工设备用以储存物料或完成传质、传热或化学反应所需要的工作空间，是化工容器最主要的受压元件之一，其内直径和容积往往需由工艺计算确定。
圆柱形筒体（即圆筒）和球形筒体是工程中最常用的筒体结构。
2）封头根据几何形状的不同，封头可以分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种，其中以椭圆形封头应用最多。
封头与筒体的连接方式有可拆连接与不可拆连接（焊接）两种，可拆连接一般采用法兰连接方式。
化工设备机械基础-总复习
第一章 静力分析（刚体）
分析： 未知数与平衡方程数 BE与CE为二力杆
［例题］图示结构由曲梁ABCD及杆CE、BE和GE构成，A、B、C、E、G均为铰接。已知F=20kN，均布载荷q=10kN／m，M=20kN·m，a=2m。试求A、G处的反力及杆BE、CE所受之力。
第一章 静力分析（刚体）
贮运设备
按承压高低分类
常压容器：p < 0.1 MPa
低压容器：0.1≤p < 1.6 MPa
中压容器：1.6≤p < 10 MPa
高压容器：10≤p < 100 MPa
超高压容器：100 MPa ≤p
按综合安全管理分类
I类容器－II类容器－III类容器
第六章 化工设备设计概述
第六章 化工设备设计概述
第三章 弯曲(梁)
梁的弯曲强度公式
02
梁的弯曲要解决的三类问题
03
强度校核
04
确定梁的截面形状、尺寸
05
计算梁的许可载荷
06
首先进行静力分析，求解约束反力；
其次内力分析画出正确的剪力图和弯矩图，确定危险截面；
08
求解危险截面的最大弯曲应力；
09
利用弯曲强度条件（或其公式的变形）求解问题。
第四章 应力状态和强度理论
第三章 弯曲(梁)
［例题］已知梁的载荷F=10kN，q=10kN／m，b=1m，a=0.4m，列出梁的剪力、弯矩方程，并做出剪力、弯矩图。 解：⑴ 画受力图，列平衡方程，求支反力； NB=1kN Nc=19 kN ⑵ 利用截面法分别列出AC、CB段的剪力和弯矩方程； AC段：Q(X)=-10 M(X)=-10X (0≤X<0.4) CB段：Q(X)=13-10X M(X)=-5X2 + 13X - 8.4 (0.4<X≤1.4) ⑶ 画出剪力图和弯矩图
化工设备基础知识
化工设备基础知识1. 引言化工设备是化学工业生产过程中的核心部分，它们扮演着将原料转化成产品的重要角色。
了解化工设备的基础知识对理解化学工业生产过程以及维护和管理化工设备都十分关键。
本文将介绍化工设备的基本概念、常见类型以及其工作原理和应用。
化工设备是指用于进行化学反应、混合物分离、质量传递或能量传递的设备。
它包括了各种容器、管道、反应器、分离器、换热器以及其他配套设备。
化工设备通常由耐腐蚀的材料制成，如不锈钢、玻璃钢和塑料等。
3.1 反应器反应器是进行化学反应的核心设备，可以用于合成新化合物、转化原料或达到其他化学目的。
常见的反应器类型包括：•批量反应器：适用于小规模实验室研究以及小批量生产。
•连续流动反应器：适用于大规模连续生产，具有高效性和稳定性。
•固定床反应器：反应物在固定的催化剂床上进行反应。
•搅拌式反应器：通过搅拌装置将反应物混合并提供充分的反应接触。
3.2 分离器分离器用于将混合物中的组分分离出来。
常见的分离器类型包括：•蒸馏塔：利用不同组分的沸点差异，通过蒸馏将混合物分离成纯组分。
•萃取塔：利用不同组分在溶剂中的溶解度差异，通过溶剂的流动将混合物分离。
•结晶器：通过调节温度和压力，使溶液中的某些组分结晶从而分离出来。
•过滤器：通过过滤设备将固体颗粒从流体中分离出来。
3.3 换热器换热器用于将热能从一个介质传递到另一个介质。
常见的换热器类型包括：•管壳式换热器：具有管束和外壳两部分，通过管道将热能传递给另一个介质。
•板式换热器：由一系列平行的金属板组成，通过板间流动的介质进行热量交换。
•空气冷却器：利用空气对介质进行冷却，常用于冷却剂回收或冷却过程中的热量排放。
4. 化工设备的工作原理和应用化工设备的工作原理和应用与其类型密切相关。
以下是一些常见化工设备的工作原理和应用举例。
4.1 批量反应器的工作原理和应用批量反应器是一种适用于小规模化学反应的设备。
它的工作原理是将反应物加入到反应器中，然后进行反应，最后将产物取出。
化工设备机械基础总结
化工设备机械基础总结化工设备机械是制造化工产品的重要工具，广泛应用于化工工业生产中。
作为化工工业的基础设施，化工设备机械的性能和质量直接影响到化工产品的生产效果和质量。
本文将从几个方面对化工设备机械的基础知识进行总结，并对相关概念进行解释和说明。
一、化工设备机械的种类和功能化工设备机械包括各种用于化工生产的设备和机器，其种类繁多。
常见的化工设备机械有搅拌设备、加热设备、冷却设备、反应设备等。
这些设备和机械的功能各不相同，但都在化工生产过程中发挥重要的作用。
搅拌设备主要用于将不同的物料混合，以实现化学反应和物理变化。
搅拌设备通常由电动机、涡轮、叶轮等组成，通过搅拌物料来增加反应速率。
加热设备主要用于提供热能给化工反应过程，以促进反应的进行。
加热设备有多种类型，常见的有电加热设备、蒸汽加热设备和燃烧加热设备等。
冷却设备主要用于降低物料或设备的温度，以便进行下一步的处理。
冷却设备有多种类型，常见的有冷却水循环设备、换热器和冷却塔等。
反应设备是化工设备机械中最常见的设备，用于进行化学反应。
反应设备有多种类型，常见的有搅拌式反应釜、管式反应器和固定床反应器等。
二、化工设备机械的工作原理和操作要点化工设备机械的工作原理和操作要点是掌握化工设备机械的关键。
在使用化工设备机械之前，应该了解其工作原理和操作要点，并按照正确的方法进行操作。
化工设备机械的工作原理通常包括质量传递、能量传递和动量传递等过程。
在进行化工反应过程中，通常需要控制反应温度、压力等参数，以保证反应的进行和产品质量。
化工设备机械的操作要点主要包括以下几个方面：确保设备和机械的安全性，保证设备的正常运行，确保产品的质量，节约能源和资源。
操作时应注意设备和机械的维护和保养，及时检修设备和机械的故障。
三、化工设备机械的选型和设计化工设备机械的选型和设计是化工生产的关键环节，涉及到设备和机械的性能、质量和成本等方面。
正确的选型和设计可以提高化工生产的效率和质量。
化工设备基本知识
化工设备基本知识目录1. 化工设备概述 (2)1.1 化工设备的定义与分类 (2)1.2 化工设备在化工生产中的重要性 (4)1.3 化工设备的发展趋势 (4)2. 常用化工设备 (6)2.1 反应设备 (8)2.1.1 反应釜 (9)2.1.2 搅拌器 (10)2.1.3 传质设备 (12)2.2 储存设备 (12)2.2.1 液体储罐 (14)2.2.2 气体储罐 (14)2.3 过滤设备 (16)2.3.1 过滤器 (17)2.3.2 离心分离器 (19)2.4 蒸发设备 (20)2.4.1 蒸发器 (21)2.4.2 冷却器 (22)3. 化工设备材料 (23)3.1 常用材料及其特性 (25)3.2 材料选择原则 (26)3.3 材料的腐蚀与防护 (27)4. 化工设备安全与环保 (28)4.1 设备安全操作规程 (29)4.2 设备的安全防护措施 (30)4.3 化工废弃物的处理与环保 (31)5. 化工设备的维护与检修 (32)5.1 设备的日常检查与维护 (35)5.2 设备的故障诊断与排除 (36)5.3 设备的检修与保养 (37)6. 化工设备的管理与操作 (38)6.1 设备管理的重要性 (40)6.2 设备操作人员的培训与管理 (41)6.3 设备运行的监控与调整 (43)1. 化工设备概述化工设备是化工行业生产核心设施，指用于进行化工反应、分离、提纯、混合等操作的专门设备。
它们广泛应用于各种化工生产领域，包括石油化工、肥料、农药、医药、电子化学品等。
化工设备种类繁多，主要包括反应器、分离器、输送设备、加热、冷却设备等。
每个设备都具有独特的结构设计和工作原理，旨在满足特定化工生产工艺的需求。
化工设备的安全性、可靠性、节能效率、环境友好性等方面都对其应用品质至关重要。
随着化工工艺不断发展，对化工设备性能的要求也越来越高，例如更高的工作压力、更低的能量消耗、更强的抗腐蚀性能等。
化工设备机械基础(基础知识)
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1、化工设备基础知识化工容器的基本结构(生产过程:工艺和设备) 1 化工容器的基本结构(生产过程:工艺和设备) 由于化工设备的适用场合不同，由于化工设备的适用场合不同，设备内部的结构也不但它们都有一外壳，这一外壳称为容器，同，但它们都有一外壳，这一外壳称为容器，故化工设备又称为化工容器。
又称为化工容器。
化工容器的特点：经常在高温、高压场合下工作，化工容器的特点：经常在高温、高压场合下工作，内部的介质通常易燃、易爆、有毒、有害且具有腐蚀性。
的介质通常易燃、易爆、有毒、有害且具有腐蚀性。
化工容器的结构组成化工容器常见的结构由：筒体、封头、支座、密封装置、化工容器常见的结构由：筒体、封头、支座、密封装置、开孔以及各种工艺接管和附件等。
图 1-1卧式容器的结构简图2 、化工容器的分类不同类型的化工容器虽然服务对象不同、不同类型的化工容器虽然服务对象不同、操作条件各异、结构形式多样，各异、结构形式多样，但大多是能承受一定压力且容积达到一定数值的密闭容器，化工容器又称压力容器。
积达到一定数值的密闭容器，化工容器又称压力容器为了了解各种压力容器的结构特点、为了了解各种压力容器的结构特点、适用场合以及设制造、管理等方面的要求，计、制造、管理等方面的要求，需对压力容器进行分本课程着重介绍中国《类，本课程着重介绍中国《压力容器安全技术监察规中的分类方法。
程》中的分类方法1）.按压力容器的工艺用途分类（1）反应压力容器（R）：主要用于完成介质的物理、化学反应的压反应压力容器（）：主要用于完成介质的物理、主要用于完成介质的物理力容器。
力容器。
代表设备：反应器、分解塔、代表设备：反应器、分解塔、合成塔（2）换热压力容器（E）：主要用于介质热量交换的压力容器。
换热压力容器（）：主要用于介质热量交换的压力容器。
主要用于介质热量交换的压力容器代表设备：换热器、余热或废热锅炉、冷凝器、蒸发器等。
化工设备基本知识
• 5.支座 • 化工容器靠支座支承并固定在基础上。随安装位置不同，化工容器支 座分立式容器支座和卧式容器支座两类，其中立式容器支座又有腿式 支座、支承式支座、耳式支座和裙式支座四种。大型容器一般采用裙 式支座。卧式容器支座有支承式、鞍式和圈式支座三种；以鞍式支座 应用最多。而球形容器多采用柱式或裙式支座。 • 6.安全附件 • 由于化工容器的使用特点及其内部介质的化学工艺特性，往往需要在 容器上设置一些安全装置和测量、控制仪表来监控工作介质的参数， 以保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。 • 化工容器的安全装置主要有安全阀、爆破片、紧急切断阀、安全联锁 装置、压力表、液面计、测温仪表等。 • 上述筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座及安全附件等即构成了 一台化工设备的外壳。对于储存用的容器，这一外壳即为容器本身。 对用于化学反应、传热、分离等工艺过程的容器而言，则须在外壳内 装入工艺所要求的内件，才能构成一个完整的产品。
• （二）按原理与作用分 • 根据化工容器在生产工艺过程中的作用，可分为反应容器、换热容器、 分离容器、储存容器。 • 1.反应容器（代号R）主要是用于完成介质的物理、化学反应的容器， 如反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、蒸压釜、煤气发生炉等。 • 2.换热容器（代号E）主要是用于完成介质热量交换的容器。如管壳式 余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器等。 • 3.分离容器（代号S）主要是用于完成介质流体压力平衡缓冲和气体净 3. S 化分离的容器。如分离器、过滤器、蒸发器、集油器、缓冲器、干燥 塔等。 • 4.储存容器（代号C，其中球罐代号B）主要是用于储存、盛装气体、 液体、液化气体等介质的容器。如液氨储罐、液化石油气储罐等。 • 在一台化工容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应按工 艺过程的主要作用来划分品种。
化工设备基础知识(化工生产入门培训)
常用化工设备种类及简介 一、动设备动设备定义、种类（1） 石油化工动设备定义石油化工动设备是指在石油化工生产装置中 具有转动机构的工艺设备。
（2） 石油化工动设备种类 石油化工动设备种类可按其完成化工单元操作的功能进行分类，一般可分成 流体输送机械类、非均相分离机械类、搅拌与混合机械类、冷冻机械类、结晶与干燥设备等 。
动设备（容积泵、离心泵、往复式压缩机、离心式压缩机等）的结构及工作原理 （1）容积泵的结构及工作原理 容积泵又称“正位移泵”。
通过若干封闭的充满液体的空间（如缸体），周期性地将能量施加于液体，使液 体压力直接增加到所需值的泵，包括往复泵、转子泵等 。
1 ）往复泵往复泵是活塞泵、柱塞泵和隔膜泵的总称 ，它是容积式泵中应用比较广泛的一种。
按驱动方式，往复泵可分为机动泵（电动机驱动）、直动泵（蒸汽、气体或液体驱动）和手动泵三大类。
往复泵是通过活塞的往复运动直接以压力能的形式向液体提供能量的液体输送机械。
① 活塞泵活塞泵的主要部件是 泵缸、活塞、活塞杆、单向开启的吸入阀和排岀阀 。
泵缸内活塞与阀门间的空间为工作室。
② 计量泵计量泵又称 比例泵，其装置特点是通过改变柱塞的冲程大小来调节流量 ，当要求精确输送流量恒定的液体时,可以方便而准确地借助调节偏心轮的偏心距离，改变柱塞的冲程来实现。
有时，还可通过一台电机带动几台计量泵 的方法将几种液体按比例输送或混合。
③ 隔膜泵当输送腐蚀性液体或悬浮液时，可采用隔膜泵 。
隔膜泵 实际上就是柱塞泵 。
隔膜式计量泵可用来定量输送剧毒、易燃、易爆和腐蚀性液体。
2）转子泵转子泵 又称回转泵，属正位移泵，它们的 工作原理是依靠泵内一个或多个转子的旋转来吸液和排液的 。
石油 化工中较为常用的有 齿轮泵 和螺杆泵。
①齿轮泵目前石油化工中常用的 外啮合齿轮泵的结构泵壳内有两个齿轮， 其中一个为主动轮，它由电机带动旋转；另一 个为从动轮，它是靠与主动轮的相啮合而转动。
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填料的种类：1、乱堆填料
2、网状组合填料
规整填料
第二部分 反应设备
按反应器结构型式分类
反应器
釜式（槽式） 塔式
管式 固定床 ห้องสมุดไป่ตู้化床
❖ 釜式反应器：主要用于液相均相、液相非均相或气液相反应。 可间歇操作，也可连续操作。由壳体、搅拌器和换热装置等 组成。
❖ 塔式反应器：指高径比较大的反应设备。广泛用于气－液相 反应、液－液相反应。
填料塔的结构组成
填料塔结构及特性
1. 填料塔的结构
填料塔是以塔内的填料作为气 液两相间接触构件的传质设备。 填料塔的塔身是一直立式圆筒， 底部装有填料支承板，填料以 乱堆或整砌的方式放置在支承 板上。填料的上方安装填料压 板，以防被上升气流吹动。液 体从塔顶经液体分布器喷淋到 填料上，并沿填料表面流下。
❖ 化工设备基础知识
目录
第一部分：精馏塔设备 第二部分：反应设备 第三部分：输送泵设备 第四部分：换热设备 第五部分：阀门设备 第六部分：气体压缩与输送设备 第七部分：物料干燥设备 第八部分：离心分离设备 第九部分：工业循环水系统 第十部分：过滤设备
第一部分 精馏塔设备
精馏塔的总体结构
一、板式塔
特征：反应器高度为直径的数倍以 至十几倍。
内部常设置能增加两相接触的构 件，如填料，筛板等。
适用于两种流体相反应的过程。 如气液反应、液液反应。
填料塔 板式塔 喷雾塔
3、釜式反应器
»釜式反应器在化学工业中的应用非常普遍，大多数情况设 有搅拌装置及传热装置。它既可用于间歇也可用于连续操作 过程，其适应的温度和压力范围都很大。这种反应器适应性 强，操作弹性大。连续操作时，温度、浓度易控制，产品质 量均一。缺点是在要求达到高转化率时，反应器容积大。 »在石化工业中，主要用于聚合反应，即将小分子变成大分 子，使反应产物具有“可塑”、“成纤”、“成膜”、“高 弹”等特性的反应。可间歇操作，也可连续操作。釜式反应 器高径比为1～2，一般由釜体、搅拌器和换热装置等组成。
❖ 这种反应器是单根连 续管式或由一根以上 的管子平行排列构成。 反应物从一头进入反 应器，而产物则从另 一端排出，反应混合 物的组成连续地变化。
特征：长度>>管径。 内部是空的，不设置任 何构件。
多用于均相反应。如 裂解炉。
2、塔式反应器
塔式反应器是指高径比较大的反应设备。广泛应用于气—液 相反应和液—液相反应。在气液相反应过程中，至少有一种 反应物在气相，另一些反应物则在液相，气相中的反应物必 须传递至液相，在液相中发生化学反应。有时，反应物都存 在于气相，它们一齐传递到催化剂溶液中进行反应。气液相 反应属于非均相反应过程。处理气液相反应过程的反应器称 为气液相反应器。
塔板型式
浮阀塔板
操作时，由阀孔上升的气流经阀片与塔板间隙沿 水平方向进入液层，增加了气液接触时间，浮阀开度 随气体负荷而变，在低气量时，开度较小，气体仍能 以足够的气速通过缝隙，避免过多的漏液；在高气量 时，阀片自动浮起，开度增大，使气速不致过大。
浮阀塔板的优点是结构简单、造价低，生产能力 大，操作弹性大，塔板效率较高。其缺点是处理易结 焦、高粘度的物料时，阀片易与塔板粘结；在操作过 程中有时会发生阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率 和操作弹性下降。
❖ 板式塔是逐板接触式的汽液传质设备，汽液两相在 塔内进行逐板逆错流接触，两相的组成和温度沿塔 高呈阶梯式变化
❖ 塔板类型 • 泡罩塔板 • 筛板 • 浮阀塔板 • 喷射型塔板
泡罩塔板
操作时，液体横向流过塔板，靠溢流堰保持板上 有一定厚度的液层，形成液封。升气管的顶部应高于 泡罩齿缝的上沿，以防止液体从中漏下。上升气体通 过齿缝进入液层时，被分散成许多细小的气泡或流股， 在板上形成鼓泡层，为气液两相的传热和传质提供大 量的界面。
操作时，气体经筛孔分散成小股气流，鼓泡通过液 层，气液间密切接触而进行传热和传质。在正常的操作条 件下，通过筛孔上升的气流，应能阻止液体经筛孔向下泄 漏。
塔板型式
塔板正常流动状态
筛板的优点是结构简单、造价低，板上液面落差 小，气体压降低，生产能力大，传质效率高。其缺点 是筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大的物料。
填料类型
填料的分类可以有各种不同的分法，按性能分为普通 填料和高效填料，按形状和结构分为颗粒型填料和规 整填料。结合填料的结构和性能可分为两类六组。
一、颗粒型填料：（乱堆填料、散装填料） 大颗粒普通填料：如工业拉西环、鞍型、工业鲍尔 环、阶梯环等。小颗粒高效填料：如狄克松环、麦 克马洪填料、坎农填料等。 二、规整填料：（组合填料、预制成型填料） 波纹填料、脉冲填料、绕卷型、高速液膜型
❖ 管式反应器：用于气相或液相连续反应，由于管子能承受较 高的压力，用于加压下的反应尤为适合。
❖ 固定床反应器：流体通过静态催化剂颗粒进行反应的反应器， 多用于气－固相反应，一般固体为催化剂，气体为反应物料。
❖ 流化床反应器：固体在反应器内呈流化状态。主要用于气－ 固相催化反应。
❖ 1、管式反应器
液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器 两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后， 送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。
填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小， 持液量小，操作弹性大等优点。
填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液 体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率 降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对 侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。
泡罩塔板的优点是操作弹性较大，塔板不易堵塞； 缺点是结构复杂、造价高，板上液层厚，塔板压降大， 生产能力及板效率较低。泡罩塔板已逐渐被筛板、浮 阀塔板所取代，在新建塔设备中已很少采用。
泡罩塔板的剖面图
筛孔塔板
筛孔塔板简称筛板，其结构由开孔区和不开孔区、 降液管、堰组成。塔板上开有许多均匀的小孔，孔径一般 为3～8mm。筛孔在塔板上为正三角形排列。塔板上设置溢 流堰，使板上能保持一定厚度的液层。
应予指出，筛板塔的设计和操作精度要求较高， 过去工业上应用较为谨慎。近年来，由于设计和控制 水平的不断提高，可使筛板塔的操作非常精确，故应 用日趋广泛。
浮阀塔板
浮阀塔板具有泡罩塔板和筛孔塔板的优点，应用广泛。 浮阀塔板的结构特点是在塔板上开有若干个阀孔，每 个阀孔装有一个可上下浮动的阀片，阀片本身连有几 个阀腿，以限制阀片升起的最大高度，并防止阀片被 气体吹走。阀片周边冲出几个略向下弯的定距片，当 气速很低时，由于定距片的作用，阀片与塔板呈点接 触而坐落在阀孔上，在一定程度上可防止阀片与板面 的粘结。