設(shè)備設(shè)計(jì)與選擇培訓(xùn)課件(文件)
【正文】 B B 流化床 A A B 攪拌釜 A A A A A 鼓泡塔 A A 加熱爐 A B B B 氣液兩相流 A B 火焰反應(yīng)器 A B 板式塔 A B 轉(zhuǎn)窯 A A適用 B少用 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與選擇 ? 熟悉化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律性 反應(yīng)速率：反應(yīng)類型，特征，反應(yīng)機(jī)理和反應(yīng)速率 選擇性：反應(yīng)的選擇性，進(jìn)而得到原料的消耗 能量的消耗：反應(yīng)的熱效應(yīng) ? 掌握傳遞過程情況 熱量傳遞：解決傳熱和移出熱量的方式和裝置 質(zhì)量傳遞：各點(diǎn)濃度均勻，反應(yīng)接觸好 ? 了解設(shè)備設(shè)計(jì)要求 反應(yīng)器設(shè)計(jì)要點(diǎn) ? 保證物料轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)時間 ? 滿足反應(yīng)的熱傳遞要求 ? 設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)臄嚢杵骰蝾愃谱饔玫臋C(jī)構(gòu) ? 主要材質(zhì)的選用和機(jī)械加工的要求 反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)程序 ? 確定反應(yīng)釜的操作方式 ? 匯總設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ? 計(jì)算反應(yīng)釜的體積 ? 確定反應(yīng)釜設(shè)計(jì)體積和臺數(shù) ? 反應(yīng)釜直徑和筒體高度、封頭確定 ? 傳熱面積計(jì)算和校對 ? 攪拌器設(shè)計(jì) ? 管口和開孔設(shè)計(jì) ? 畫出反應(yīng)器設(shè)計(jì)草圖（條件圖）或選型型號 計(jì)算反應(yīng)釜的體積 ? 連續(xù)反應(yīng)：由工藝規(guī)定的生產(chǎn)能力，確定全年的工作時數(shù)，算出每小時反應(yīng)釜需要處理（或生產(chǎn)）的物料量 Vh。間歇釜的裝料系數(shù) Φ，可以比連續(xù)操作再適當(dāng)放寬，取上限或略大。一般說，反應(yīng)釜體積越小，相對傳熱面積越大，攪拌效果越好，物料反混激烈等，但停留時間未必符合要求。 r越大，傳熱比表面積越大，可以減少反混，對于有氣體參加的反應(yīng)較為有利，停留時間較長，但設(shè)備加工困難，材料耗費(fèi)較高，攪拌支撐也有一定的難度。 ? 如果計(jì)算的傳熱面積（須以投料高度計(jì)算）足夠，就認(rèn)為所確定的長徑比合適或所選設(shè)備合適。易粘壁、結(jié)垢或有結(jié)晶沉淀產(chǎn)生的反應(yīng)通常不主張?jiān)O(shè)置內(nèi)冷卻（或傳熱）器。 驗(yàn)算流體阻力和傳熱系數(shù) k ? 流體阻力過大說明床徑設(shè)計(jì)太小，動力消耗偏大。 流化床反應(yīng)器的設(shè)計(jì) ? 流化床反應(yīng)器的特點(diǎn) ? 流化床反應(yīng)器的分類 ? 流化床反應(yīng)器主體尺寸的確定 ? 操作氣速的確定 流化床反應(yīng)器的構(gòu)造圖 流化床反應(yīng)器的特點(diǎn) （與固定床反應(yīng)器比較） ? 固體顆粒直徑小，氣固兩相的接觸面（即傳熱傳質(zhì)表面積）大 ? 催化劑粒子小，固內(nèi)擴(kuò)散阻力小，對內(nèi)擴(kuò)散控制的反應(yīng)器和內(nèi)擴(kuò)散阻力較大的反應(yīng)十分有利 ? 流化床內(nèi)氣固兩相的強(qiáng)烈攪動，使相界面不斷更新，有利于傳熱和傳質(zhì)；床層內(nèi)溫度均勻，便于控制反應(yīng)溫度 ? 催化劑在流化床中有流動性，對于催化劑易失活需要很快再生的過程，易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn) 流化床反應(yīng)器的特點(diǎn) （與固定床反應(yīng)器比較） 2 ? 固體顆粒易磨損，使催化劑的帶出損耗大，對使用昂貴的催化劑的生產(chǎn)過程將使產(chǎn)品的成本增加 ? 氣體返混較大，轉(zhuǎn)化率（或收率）降低 流化床反應(yīng)器的分類 ? 單器流化床和雙器流化床 ? 單層流化床和多層流化床 ? 圓柱形層流化床和圓錐形流化床 ? 自由床和限制床 流化床反應(yīng)器主體尺寸的確定 ? 流化床直徑 D=(4V/πu)189。 ? 傳熱系數(shù) k值，經(jīng)常取某個經(jīng)驗(yàn)值或中試實(shí)測值。 床體體積 V=V1+V2+Vc+Vo 式中 V—固定床體積， m3 V1—原料分布體積空間（下空間） m3 V2—物料分離空間（上空間） m3 Vc—催化劑體積 m3 Vo—堆積空隙體積 m3 計(jì)算床高和直徑 ? 假設(shè)一個圓整直徑，根據(jù)床內(nèi)有效體積核算床層高度，再估算催化劑堆積高度，驗(yàn)算氣速，保證反應(yīng)的停留時間。 ? 如計(jì)算傳熱面積不夠，則應(yīng)該再釜內(nèi)設(shè)置盤管、列管、回形管以增大傳熱面積。 傳熱面積計(jì)算和校對 ? 反應(yīng)釜最常見的冷卻和加熱形式是夾套。 反應(yīng)釜直徑和筒體高度、封頭確定 ? 首先確定長徑比 r(r=H/D)，一般取 r=13， R越接近 1，單位體積內(nèi)消耗的鋼材量少，液體表面大，適于間歇反應(yīng)。或選用系列產(chǎn)品的反應(yīng)釜。在選用反應(yīng)釜時，一般把選用的臺數(shù)與實(shí)際操作的臺數(shù)之間，用設(shè)備備用系數(shù) n關(guān)聯(lián)， n通常為 ? 由物料體積 Vp和裝料系數(shù) Φ計(jì)算釜的體積。 各種塔的選用順序 因素 選用順序 塔徑 800mm 800mm 填料塔 有降液管的板式塔 有強(qiáng)腐蝕性物料 1填料塔 2穿流板塔 3篩板塔 4固舌板塔 有污垢物料 1大孔篩板塔 2穿流板塔 3固舌板塔 4浮閥塔 5泡罩塔 高操作彈性 1浮閥板塔 2泡罩塔 3篩板塔 因素 選用順序 真空塔 1填料塔 2浮閥板塔 3篩板塔 4泡罩塔 5其他斜噴式板塔 大液氣比 1導(dǎo)向板塔 2多降液管板式塔 3浮閥板塔 4篩板塔 5條形泡罩塔 液相分層 1穿流板塔 2填料塔 反應(yīng)器的選型與設(shè)計(jì) ? 化學(xué)反應(yīng)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)過程，將原料轉(zhuǎn)變?yōu)樗枰a(chǎn)品的關(guān)鍵設(shè)備，是整個化工過程的核心部分。在氣液量變化時，仍能穩(wěn)定地進(jìn)行操作，并維持高的效率。 缺點(diǎn) 能耗大、不宜在地噴淋密度下操作，接觸面積小，傳質(zhì)系數(shù)低 不宜處理污濁流體 需大量填料，造 價大；不適宜用少 量液體處理大量氣 體。泡罩有圓形、槽形、S型和長條形等多種。這類塔多用于吸收和洗滌凈化操作，也可用于蒸餾和萃取，塔的填料有環(huán)形、螺絲型、旋槳型、鞍型、柵板型等多種。 換熱器的性能比較 ? 根據(jù)熱交換器的傳熱效率、工藝性、操作性能、緊湊性和金屬用量等可以作為選擇熱交換器形式時的參考指標(biāo)。計(jì)算傳熱膜面積時，常以 α 小的一側(cè)為準(zhǔn)。 流速 ? 在換熱器內(nèi)，一般希望采用較 高 的 流速 ，這樣可以 提高傳熱效率 ，有利于沖刷污垢和沉積。 風(fēng)機(jī)的分類 風(fēng)機(jī)的分類 2 ? 按機(jī)械所能達(dá)到的壓力大小分類為通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、真空泵 通風(fēng)機(jī)：排氣壓力小于 ,輸送氣體 鼓風(fēng)機(jī)：排氣壓力 ,輸送氣體 壓縮機(jī)：排氣壓力大于 ,提高壓力 真空泵：排氣壓力接近 0MPa 風(fēng)機(jī) 離心風(fēng)機(jī) 羅茨風(fēng)機(jī) 軸流風(fēng)機(jī) 斜流風(fēng)機(jī) 鍋爐引風(fēng)機(jī) 風(fēng)機(jī)的選擇 ? 選擇風(fēng)機(jī)依據(jù)工藝條件、物料特性（腐蝕、爆炸、有無毒性、含塵量）、排氣溫度、排氣量、排氣壓力等參數(shù)選擇 ? 在同一型號中，效率最高、能耗最小、價格便宜為最優(yōu) 風(fēng)機(jī)選擇注意事項(xiàng) ?
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