5设备的工艺设计及化工设备图

• 腐蚀就是化工设备最头痛的危害之一。据 有关统计，化工设备的破坏约有60%是由 于腐蚀引起的，因此在化工泵选型时首先 要注意选材的科学性。
• 通常有一种误区，认为不锈钢是“万能材 料”，不论什么介质和环境条件都捧出不 锈钢，这是很危险的。
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1）耐腐蚀问题
• 1.硫酸: 氟塑料具有较 好的耐硫酸性能，采 用衬氟泵是一种更为 经济的选择。
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1）耐腐蚀问题
• 5.碱（氢氧化钠）: 钢
铁广泛应用于80℃以下、 30%浓度内的氢氧化钠溶 液，也有许多工厂在 100℃、75%以下时仍采 用普通钢铁，虽然腐蚀增 加，但经济性好。对于高 温碱液多采用钛及钛合金 或者高合金不锈钢。
• 6.氨: 只有铜和铜合金不
宜使用。
• 7.盐水（海水）: 普通钢铁
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2 泵的分类
• 通常把提升液体、输送液 体或使液体增加压力,即把 原动机的机械能变为液体 能量从而达到抽送液体目 的的机器统称为泵。
• 泵的不同用途、不同的输 送液体介质、不同流量、 扬程的范围，泵的结构型 式当然也不一样，材料也 不同.
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3 泵选型中考虑的问题 （1）耐腐蚀问题
– 泵的扬程包括吸程在内，近似为泵出口和入口压力差。 扬程用H表示，单位为米（m）。
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确定泵的安装高度
• 离心泵的安装技术关键在于确定水泵安装高度。
– 是指水源水面到水泵叶轮中心线的垂直距离。 – 不能与允许吸上真空高度混为一谈，水泵铭牌或产品说明书上标
示的允许吸上真空高度并没有考虑吸水管道配套以后的水流状况。 – 水泵安装高度应该是允许吸上真空高度扣除了吸水管道损失扬程
• 对正常运转的泵，一般只用一台，因为一台大泵 与并联工作的两台小泵相当（指扬程、流量相同） 时，大泵效率高于小泵，故从节能角度讲宁可选 一台大泵，而不用两台小泵，但遇到下列情况量， 可考虑两台泵并联工作：
– 流量很大，一台泵达不到此流量。 – 对于需要有50%的备用率大型泵，可改两台较小的泵
工作，一台备用（共三台）。
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§5-1 化工设备选用及工艺设计的一般原则
• 化工设备类型：
– 标准设备（定型设备） – 非标准设备（非定型设备 ）02:504• 选型和工艺设计的原则：
– (1)合理性。 – (2)先进性。 – (3)安全性。 – (4)经济性。
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§5-2 化工设备的选用
• 一、泵的选用与设计程序 • 1 确定泵型。
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• 2）冷却问题 • 3）密封问题 • 4）粘度问题
– 在选材时切不可随意和盲目，应多查阅相关资 料或借鉴成熟经验。
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(2)确定选泵的流量和扬程
• ①流量的确定和计算。
– 选泵时以最大流量为基础。
• ②扬程的确定和计算。
– 单位重量液体通过泵所获得的能量叫扬程。即用来克 服两端容器的位能差、两端容器上静压力差、两端全 系统的管道（管件）和装置的阻力损失，以及两端 （进口和出口）的速度差引起的动能差。
• (6)污垢系数
– 在设计换热器时要慎重考虑流速和壁温的影响。 – 从工艺上降低污垢系数，如改进水质，消除死
区，增加流速，防止局部过热等。
• (7)尽量选用标准设计和标准系列
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三）管壳式换热器的设计和系列选用
• 管壳式换热器是一种传统的标准换热设备， 它具有制造方便、选材面广、适应性强、 处理量大、清洗方便、运行可靠、能承受 高温高压等优点，是工厂中应用最广泛的 换热设备。
在氯化钠溶液和海水、咸水中腐蚀 率不太高，一般须采用涂料保护 ; 各类不锈钢也有很低的均匀腐蚀率， 但可能因氯离子而引起局部性腐蚀， 通常采用316不锈钢较好。
• 8.醇类、酮类、酯类、
醚类: 基本没有腐蚀性，常用材
料均可适用 .酮、酯、醚对多种橡 胶有溶解性，在选择密封材料时避 免出错。
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(5)校核泵的轴功率
• 离心泵的轴功率N是指电机输入到泵轴的功 率。流体从泵获得的实际功率为泵的有效 功率Ne，由泵的流量和扬程求得
• 有效功率与轴功率的比值为离心泵的效率
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• (6)确定冷却水或驱动蒸汽的耗用量。 (7)选用电动机。 (8)填写选泵规格表
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• 2.盐酸: 内衬橡胶泵和 塑料泵（如聚丙烯、 氟塑料等）是输送盐 酸的最好选择。
• 3.硝酸: 不锈钢是应用最
广的耐硝酸材料，对常温 下一切浓度的硝酸都有良 好的耐蚀性，对于高温硝 酸，通常采用钛及钛合金 材料。
• 4.醋酸 : 不锈钢是优良的
耐醋酸材料，高温高浓醋 酸或含有其它腐蚀介质等 苛刻要求时，可选用高合 金不锈钢或氟塑料泵。
二、换热设备的设计和选用
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一）换热器的分类
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一）换热器的分类
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一）换热器的分类
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二）换热器设计的一般原则
• 1 基本要求
– 满足工艺操作条件 – 能长期运转 – 安全可靠 – 不泄漏 – 维修清洗方便 – 满足工艺要求的传热面积 – 尽量有较高的传热效率 – 流体阻力尽量小 – 满足工艺布置的安装尺寸等要求
以后，所剩下的那部分数值，它要克服实际地形吸水高度。
• 水泵安装高度不能超过计算值，否则，水泵将会抽不上水来。 • 影响计算值的大小是吸水管道的阻力损失扬程，因此，宜采用最短
的管路布置，并尽量少装弯头等配件，也可考虑适当配大一些口径 的水管，以减管内流速。
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(4)确定泵的台数和备用率。
5设备的工艺设计及 化工设备图
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5 设备的工艺设计及化工设备图
• 基本要求
– 1)掌握化工设备的选用和设计的一般原则; – 2)熟练进行化工设备的选用(设计); – 3)熟练掌握化工设备图的绘制和阅读.
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5 设备的工艺设计及化工设备图
– 化工设备选用及工艺设计的一般原则 – 化工设备的选用 – 非定型设备设计的主要程序 – 化工设备图
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2 介质流程
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3 终端温差
• 考虑换热器的经济合理和传热效率 ：
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4 流速
• 流速较高，可提高传热效率，有利于冲刷污垢和沉积； • 但流速不能过大。
• 参见：常用流速范围。
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• (5)传热系数
– 应设法增大传热膜系数一侧数值。 – 计算传热面积时，常以小的一侧为准。