第四 章 化工设备的工艺设计

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1、第一节设备设计简述第二节设备设计第三节反应器设计第四节非定型设备的设计程序与条件第五节化工设备图第四章化工设备的工艺设计第一节设备设计简述（一）化工设备的分类（二）设备设计分类（三）设备设计方法与步骤（一）化工设备的分类按标准化可分为标准设备和非标准设备按设备在生产中所起作用可分为：化工设备主体设备辅助设备反应设备如合成塔、聚合釜、沸腾炉、反应器传质设备如精馏塔、吸收塔、萃取塔、干燥器传热设备如蒸发器、热交换器、结晶罐分离设备如过滤机、除尘器电力、动力设备如电动机、锅炉热能设备如热风机流体输送设备如离心泵、真空泵备料设备设备如

2、破碎机、配料机制泠设备如氨泠机起重运输设备如皮带运输机、斗式提升机（二）设备设计分类1、标准设备选型如泵、压缩机、过滤机、离心机和鼓风机等动力设备经过专业设备加工厂精心设计，已经形成了系列产品，每一系列又分为许多型号。在设备设计时，只要计算出特征尺寸，如泵的流程和扬程，就可以通过产品目录选择合适的设备。近年来，随着发展，一些非标准设备如换热器、搅拌反应釜和旋风除尘等也成为该行业的标准设备。标准设备，又称之为定型设备2、非标准设备也称非定型设备，是需要专门设计的特殊设备非标设备工艺设计，就是根据工艺要求，通过工艺计算，提出型式、材料、尺

3、寸和其他要求。再由化工设备专业进行机械设计，由有关工厂制造在设计非标设备时，必须遵循设备设计的有关标准和规范等，如塔类设备施工及验收规范（HGJ211-85）;高压化工静止设备施工及验收规范（HGJ208-35）;中、低压静止设备施工及验收规范（HGJ2O9-83）。（三）设备设计方法与步骤1、明确设计任务与条件⑴原料（或进料）与产品（或出料）的流量、组成、状态（温度、压力、相态等）、物化性质、流量波动范围。⑵设计目的、要求，设备功能。⑶公用工程条件，如泠却水温度，加热蒸汽压力，气温、湿度等。⑷其他特殊要求。2、调查待设计设备国内外现

4、状及发展趋势、有关新技术及专利状况，设计计算方法等。4、确定方案⑴确定设备的操作条件，如温度、压力等。⑵确定设备结构型式，评比各类设备结构的优缺点，结合本设计的具体情况，选择高效、可靠的设备型式。⑶确定单元设备的流程。3、收集有关物料的物性数据、腐蚀性质等。5、工艺计算⑴全设备物料与能量衡算。⑵设备特性尺寸计算。如：精馏设备的理论级数、塔径、塔高换热设备的传热面积⑶流体力学计算。如流动阻力与操作范围计算6、结构设计在设备型式及主要尺寸已定的基础上，根据各种设备常用结构，参考有关资料与规范，详细设计设备各零部件的结构尺寸。如填料塔要设计

5、液体分布器、再分布器、填料支承、填料压板和各种接口，各种构件的材料选择、壁厚计算，塔板、塔盘等的机械设计各种辅助结构如支座、保温支架的设计，总装配图及零件图绘制，设备材料表。7、制造技术要求与规范第二节设备设计(一)泵的选用与选择程序离心泵类型1-泵体；2-泵盖；3-叶轮；4-轴；5-密封环；6-叶轮螺母；7-止动垫圈；8-轴盖；9-填料压盖；10-填料环；11-填料；12-悬架轴承部件清水泵（B、D、Sh型）广泛用于工矿企业、城市给排水和各种水利工程，也可用于输送各种不含固体颗粒的、物理化学性质类似于水的介质。单级单吸式离心清水泵，

6、系列代号为“B”，结构简图如下：化工生产中常用清水泵、耐腐蚀泵、油泵、杂质泵、液下泵、屏蔽泵等。1.确定泵型B型泵:单级单吸悬臂式离心水泵,泵体和泵盖都是用铸铁制成,全系列扬程范围为8～98m，流量范围为4.5～360m3/h。8B29A8－泵吸入口直径,in〔英寸〕,即8×25＝200mm;B－单级单吸悬臂式离心水泵;29－泵的扬程,m;A－该型号泵的叶轮直径比基本型号8B29的小一级,即基本型号叶轮第一次切削。Ｄ型泵:多级泵，一般自2级到9级，最多可到12级。全系列扬程范围为14～351m,流量范围为10.8～850m3/

7、h。150D30×5150—泵吸入口直径（mm）；D—多级泵；30—单级扬程m;5—级数;1－吸入段；2－中段；3－压出段；4－轴；5－叶轮；6－导叶；7－轴承部D系列多级离心泵TSWA型卧式多级泵TSWA型卧式多级泵T——透平式S——单吸泵W——介质温度低于80℃A——第一次更新DL型立式多级泵Sh型泵：双吸泵，全系列扬程范围为9～140m，流量范围为120～12500m3/h。6sh–96－泵吸入口直径,in〔英寸〕,即6×25＝150mm;sh－双吸式离心水泵;9－比转数被10除后的整数;1－泵体；2－泵盖；3－叶轮；4

8、－泵轴；5－密封环；6－轴套；7－轴承；8－连轴器S型单级双吸离心泵KSY双吸中开式离心泵S、SA、SH型单级双吸中开式离心泵CQ型磁力驱动泵IH型化工泵耐腐蚀泵（F型）：输送腐蚀性化工流体必须选用耐腐蚀泵。耐腐蚀泵所有