化工单元操作培训汇总
化工单元操作与控制--知识点汇总(精选)
离心泵,往复泵,旋涡泵的开车步骤离心泵:先开前阀,再开泵,然后开后阀。
往复泵:先把前后阀门打开,再启动泵。
旋涡泵:先开进口阀,再开旁路阀门,然后开泵,最后开出口阀。
静力学方程1.表压力=绝对压力-当地环境大气压力2.真空度=当地环境大气压力-绝对压力3.静力学方程:P1/密度+Z1g=P2/密度+Z2g(适用于在重力场中静止、连续的同种不可压缩流体)在静止的、连续的同种液体内,处于同一水平面上各点的压力处处相等。
雷诺数4.雷诺数Re(没有单位):Re=duρ/μ当Re<=2000时,此区为层流区,当Re>=4000时,此区为湍流区,当2000<Re<4000时,流动可能是层流,也可能是湍流。
换热知识点5.传热的三种基本方式:热传导、热对流和热辐射。
温度差是传热根本原因。
热传导需要介质。
热对流分为强制对流和自然对流。
6.换热器有间壁式换热器、直接接触式换热器、蓄热式换热器、中间载热体换热器10. 测定热量方式:显热法、潜热法、焓差法11. 对流传热膜系数越大,说明对流强度越大,对流传热热阻越小。
12. 水的沸腾曲线分为自然对流、泡核沸腾、膜状沸腾三个区域。
过滤知识点13. 恒压过滤的特点是过滤操作的总压差恒定,随着过滤时间的延长,滤饼厚度增大,过滤阻力增加,过滤速率降低。
测定湿度,相对湿度利用以下知识点的工式 1.湿度 2.相对湿度 3.湿空气中的比容 4.湿空气中的比热容 5.湿空气中的焓 6.露点 7.绝热饱和温度精馏知识点15. 精馏就是多次蒸馏,利用挥发度和沸点不同,实现分离。
精馏塔主要包括塔体,全凝器和再沸器。
塔板是进行气液交换的场所。
精馏分为常压、加压和真空精馏三种。
16. 露点方程:表示平衡物系的温度与气相组成的关系。
泡点方程:表示平衡物系的温度与液相组成的关系。
17. t-x-y相图,根据泡点线和露点线将图像分为三个区域:液相区、气相区和气液共存区18. t-x相图中,相平衡线离对角线越远,表示该溶液越容易分离。
化工单元操作(传热)-培训题及答案
答案:小小
6.定态导热是指______________________________不随时间而改变。
答案:传热系统中各点的温度仅随位置变
7.影响传导传热系数的因素有___________________________________。
传热
一、填空题:
1.工业上冷热流体间的传热方式有______________、_____________、____________。
答案:间壁式蓄热式直接混合式
2.热量传递的方式主要有三种: ___________、_____________、_____________。
答案:热传导热对流热辐射
3.传导传热的傅立叶定律表达式为____________,其符号各代表__________________,__________________和____________________。
答案:斯蒂芬-波尔兹曼
30.热交换器根据换热的目的不同,可分为______器、______器、______器等。
答案:加热器冷却器再沸器或冷凝器
31.流体无相变的传热有_______对流传热和_______对流传热两种形式.
答案:自然强制
32.无相变的对流给热系数的经验关联式在处理强制对流时,__________可以忽略.(G, Re或Pr)
答案:对流传导对流
27.热辐射实际上是一个能量之间的双重互变过程,即______能→______能→______能。
答案:.热能辐射能热能
28.热射线可以在______中传播,这是辐射传热与传导传热和对流传热的主要差别。
2024年化工工艺基础知识培训总结
化工工艺基础知识培训总结在2024年的化工工艺基础知识培训中,我们深入学习了化工工艺的基本原理、流程设计、设备选型、操作控制以及安全环保等方面的知识。
通过理论与实践相结合的培训方式,我们不仅掌握了扎实的理论基础,还通过实际操作和案例分析,提高了我们的实践能力。
以下是我对此次培训的总结:一、化工工艺基础理论学习在培训初期,我们系统学习了化工单元操作的基本原理,包括流体流动、传热、传质、反应工程等。
这些理论知识为我们理解化工工艺流程提供了坚实的科学基础。
我们还学习了如何运用数学模型和计算机模拟来优化工艺参数,从而提高生产效率和产品品质。
二、工艺流程设计与优化工艺流程设计是化工生产的核心环节。
在培训中,我们学习了如何根据产品特性和生产要求,合理设计工艺流程。
通过学习流程图的绘制和工艺参数的计算,我们掌握了如何在保证产品质量的同时,降低成本和能源消耗。
此外,我们还探讨了如何通过动态模拟和在线优化技术,实现工艺流程的实时调整和优化。
三、设备选型与操作化工生产离不开各种设备的支撑。
在培训中,我们学习了如何根据工艺要求选择合适的设备,包括反应器、换热器、泵、阀等。
我们还学习了设备的操作维护知识,了解了如何通过状态监测和故障诊断技术,确保设备的安全稳定运行。
四、控制与自动化现代化工生产中,自动化控制系统的应用越来越广泛。
在培训中,我们学习了如何设计和实施自动化控制系统,以实现对工艺参数的精确控制。
我们还学习了先进的控制策略,如模型预测控制、智能控制等,这些策略能够提高控制的鲁棒性和适应性。
五、安全与环保化工生产的安全性和环保性至关重要。
在培训中,我们学习了相关的法律法规,以及如何进行风险评估和事故预防。
我们还探讨了绿色化工的理念和技术,包括清洁生产、资源循环利用、节能减排等,以实现可持续发展。
六、案例分析与实战演练培训中,我们通过分析实际化工生产中的案例,学习了如何应对复杂的工艺问题。
我们还进行了实战演练,模拟化工生产过程中的各种情况,包括设备故障、参数异常、安全事故等,提高了我们的应急处理能力和问题解决能力。
石油化工单元操作及安全分析总结
往复泵
蒸汽往复泵是以蒸汽为驱动力,不用电和其他动力。因此可以避免产生
火花,特别适用于输送易燃液体。当输送酸性和悬浮液时,选用隔膜往 复泵较为安全。因为用耐磨、耐腐蚀的橡胶和特种金属制成的隔膜将物 料与活塞隔开,使其不受损坏。
往复泵开动前,观其活塞、缸套是否磨损、吸液管上的垫片是否适 合法兰大小,以防泄漏。各注油处应适当加润滑油。
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固体物料的输送
分为固体直接输送和固体流化输送 固体直接输送主要设备
➢皮带、刮板、链斗、螺旋、斗式提升机等
-ห้องสมุดไป่ตู้-
通用固定式带式输送机
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刮板输送机
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螺旋输送机
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链斗式提升机
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固体输运装置安全技术
(1) 传动部分
① 皮带传动 皮带要有足够的强度,胶接应平滑,并要根据负荷调整松紧度。 要防止因高温物料烧坏皮带,或因斜偏刮挡撕裂皮带的事故发生。 皮带同皮带轮接触部位可造成操作者断肢伤害甚至危及生命安全,应安 装防护罩。
利用温差传入或 移出热量
热量传递
蒸发
溶剂与不挥发性溶质 的分离
液
供热汽化溶剂 热量传递
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单元操作 目的
物态
气体吸收 均相混合物分离 气
均相混合物分离
气体精馏
液
原理
传递过程
各组分在溶剂中溶解度的 质量传递
不同
各组分间挥发度的不同
质量传递
萃取 吸附
均相混合物分离 液 均相混合物分离
液或气
个组分在溶剂中溶解度的 质量传递 不同
开车时,将泵体内壳充满水,排除缸中空气。若出口装有阀门,必 须将出口阀门打开。严禁用出口阀门调节流量,否则将造成事故。
化工单元操作总复习
化工单元操作总复习化工单元操作是指在化工生产过程中进行的各种操作,包括原料的加工处理、反应操作、分离和纯化等步骤。
化工单元操作对于保证生产过程的顺利进行,以及产品质量的稳定提高具有重要意义。
本文将对化工单元操作的相关知识进行总结和复习。
首先,化工单元操作的第一步是原料的加工处理。
原料加工处理主要包括物料的粉碎、过滤、浸提、溶解等操作。
物料的粉碎可以使用粉碎机等设备,将大颗粒物料破碎成适当大小的颗粒。
过滤则是在液-固或液-液分离过程中,通过过滤装置或过滤器,将悬浮固体分离出来。
浸提是指通过溶剂将有机物或无机物从固体物料中提取出来。
溶解是将固体物质溶解于溶剂中,形成溶液。
其次,化工单元操作的核心部分是反应操作。
反应操作主要包括原料混合、反应过程控制、反应时间等操作。
原料混合是将各种原料按照一定比例混合,形成反应物。
反应过程控制主要是控制反应的温度、压力、pH 值等参数,以确保反应得到预期的产物。
反应时间是指反应过程中所需的时间,根据反应的速度和程度可以确定。
常用的反应设备包括反应釜、搅拌器、加热装置等。
第三,化工单元操作的最后一步是分离和纯化。
分离和纯化操作主要是将反应产物中的各种组分进行分离和提纯。
分离操作包括蒸馏、萃取、结晶、过滤等。
蒸馏是将液体混合物根据其沸点差异进行分离,通过不同的升温和冷却方式实现。
萃取是通过溶剂选择性地提取目标组分,实现分离纯化。
结晶是通过溶解物质后再使其结晶,以得到纯度较高的晶体。
纯化操作是通过化学或物理方法,将产物中杂质去除,提高产物的纯度。
除了以上的基本操作,化工单元操作还需要关注安全和环保等问题。
在化工过程中,需要使用各种安全设备,确保操作人员的安全。
同时,需要严格遵守环保法规,避免对环境的污染。
综上所述,化工单元操作是化工生产过程中的核心环节之一、通过加工处理、反应操作、分离和纯化等步骤,实现了原料的加工转化和产物的提纯。
化工单元操作的复习对于提高化工生产的效率和产品质量具有重要意义。
安全培训 化工单元操作安全技术
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U型管式换热器
浮头式换热器
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案例
• 【事故经过】1995年,陕西某化肥厂发生再生 器爆炸事故,造成4人死亡,多人受伤。 • 该化肥厂铜氨液再生由回流塔、再生器和 还原器组成。7时,再生系统清洗置换后打开再 生器人孔和顶部排气孔。14:00采样分析, 14:30用蒸汽对再生器下部的加热器试漏,因温 度高,所以用消防车向再生器充水降温。 • 15:40,用空气试漏,合成车间主任熊某 等二人戴面具从再生器人孔进入检查。17:20, 在未对再生器内采样分析的情况下,车间主任 李某决定用0.12MPa蒸汽第三次试漏,并四人 一起进入,李某用哨声对外联系关停蒸汽,工 8
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吉林双苯厂爆炸事故(视频)
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对松花江 造成污染。
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吉林双苯厂爆炸事故
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【事故经过】
• 2005年11月13日,中石油吉林石化 公司双苯厂硝基苯精馏塔发生5次爆炸,造 成 6人死亡。 11月13日,因苯胺二车间硝基苯精 馏塔塔釜蒸发量不足、循环不畅,班长组 织停硝基苯初馏塔和硝基苯精馏塔进料, 排放硝基苯精馏塔塔釜残液,降低塔釜液 位。10时10分,徐某组织人员进行排残液 操作。在进行该项操作前,错误地停止了
• 1.直接火加热
• ——指采用直接火焰式烟道气加热的方法, 其加热温度可达1030℃。视频-加热炉 • (1)加热炉内残渣应经常清除,以免局部 过热引起: • ①引起设备破裂; • ②引起分解爆炸、易燃液体蒸汽的燃烧爆 炸。 • (2)挡加热温度接近物料自燃点时,采用 惰性气体保护。若加热温度接近分解温度, 必须改进该危险工艺的条件,如负压或加 11
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二、加热操作的安全技术要点
• 生产中常用的加热方式——直接火加热 • (包括烟道气加热)、蒸汽或热水加热、 有机或 • 无机载体加热、电加热等。 • 注意: • ①加热温度<100℃,采用热水或蒸汽加 热; • ②加热温度在100~180℃(1MPa),采
化工单元操作复习总结
化工单元操作复习总结-流体流动第一章:流体输送第一节流体静力学(一)流体的主要物理量密度、比容、压强(表压=绝对压强-大气压强真空度=大气压强-绝对压强)(二)流体静力学方程定义:描述静止流体内部的压力随高度变化的数学表达式第二节流体动力学(一)流量与流速1.流量:单位时间内流过管道任一截面的流体数量①体积流量:单位时间内流体流经管道任一截面的体积。
用v或vs表示,单位m/s②质量流量:单位时间内流体流经管道任一截面的质量。
用ms表示,单位kg/s体积流量和质量流量之间的关系式为:ms=v/p2.流速①平均流速:单位时间内流体质点在流动方向上所流经的距离。
用u 表示,单位m/s②质量流速:单位时间内流体流经单位管道截面的质量。
(用于气体)用w表示,单位kg/(m:s)③管道直径的估算:以d表示管道内径,由(二)定态流动和非定态流动1.定态流动:流动系统中各物理量的大小仅随位置变化、不随时间变化。
化工厂中流体的流动情况大多视为定态流动(稳定流动)2.非定态流动:若流动系统中各物理量的大小不紧随位置变化、而且随时间变化。
(三) 连续性方程:ms1=ms2、u1/u2=a1/a2= 反映的是在稳定流动中,任一截面流速的变化规律与管路安排无关。
(四)伯努利方程式及应用1:流动系统的能量:机械能、内能、功、热、损失能量①流动流体本身所具有的机械能⑴位能:流体因受重力作用而具有的能量⑵动能:流动着的流体因为有速度而具有的能量⑶静压能:静止流体内部任一位置都具有相应的静压能,流动着的流体内部任一位置上也有静压强2: 实际流体的伯努利方程式①以1kg流体为衡量基准:gz1+1/2u1+p1/p=gz2+1/2u2+p2/p(反映的是流体在流动过程中机械能的变化规律)②以1N流体为衡量基准:z1+u1/2g+p1pg+He=z2+uz/2g+p2/pg+hf 3.伯努利方程的应用步骤:①选取计算截面、②选取基准水平面、③确定各项的物理量、④列伯努利方程求解第三节流动阻力(一)流体的粘性粘度u。
化工单元操作章节总结
化工单元操作章节总结化工单元操作是化学工程中的基础课程,主要介绍了各种化工生产过程中所涉及的基本操作单元,如流体输送、传热、蒸馏、吸收、萃取、干燥等。
以下是化工单元操作的章节总结:1. 绪论:介绍化工单元操作的定义、分类、研究方法以及其在化工生产中的应用和重要性。
2. 流体输送:介绍流体输送的基本原理、流体静力学和动力学的基本概念和计算方法,以及各种流体输送设备如泵、压缩机、鼓风机等的结构、工作原理和使用特点。
3. 传热:介绍热量传递的基本原理、传热过程的基本计算方法和各种传热设备如换热器、加热炉等的结构、工作原理和使用特点。
4. 蒸发:介绍蒸发的基本原理、蒸发过程的基本计算方法和各种蒸发设备如蒸发器、结晶器的结构、工作原理和使用特点。
5. 蒸馏:介绍蒸馏的基本原理、蒸馏过程的基本计算方法和各种蒸馏设备如精馏塔、分馏塔等的结构、工作原理和使用特点。
6. 吸收:介绍吸收的基本原理、吸收过程的基本计算方法和各种吸收设备如吸收塔、解吸塔等的结构、工作原理和使用特点。
7. 萃取:介绍萃取的基本原理、萃取过程的基本计算方法和各种萃取设备如萃取塔等的结构、工作原理和使用特点。
8. 干燥:介绍干燥的基本原理、干燥过程的基本计算方法和各种干燥设备如干燥器等的结构、工作原理和使用特点。
9. 膜分离:介绍膜分离的基本原理、膜分离过程的基本计算方法和各种膜分离设备如反渗透膜等的结构、工作原理和使用特点。
10. 实验与数据处理:介绍实验设计、实验数据的采集与处理以及实验结果的分析方法,并通过实验验证化工单元操作的基本原理和计算方法。
通过以上章节的学习,学生可以掌握化工单元操作的基本原理和计算方法,了解各种化工设备的结构和工作原理,为后续的化工专业课程学习和实际工作打下基础。
化工单元基础培训
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三、蒸发器的生产能力和生产强度
1、生产能力:单位时间内蒸发的溶剂(水)量,kg/s 。
2、生产强度:单位传热面积上单位时间内蒸发的溶剂
(水)量,kg/m2.s。
W U A
第三节 多效蒸发过程
目的:再次利用二次蒸汽,节约能量,提高蒸发器
的经济性。 一、多效蒸发的操作流程分: 1、并流法 2、逆流法 3、平流法 4、错流
情况的物系称为第Ⅱ类物系。
在萃取操作中,第Ⅰ类物系较为常见,以下主要讨论这类物 系的相平衡关系。
1.萃取过程中的相平衡关系 (1) B与S部分互溶时 溶解度曲线以内的区域为两相 区,以外的区域为均相区。
均相区
A
A
B多S少 S多B少
R(B 层)
+A E(S 层) +A
※萃取操作只 能在两相区内 进行
概述
2、目的:
(1)浓缩溶液; (2)制取或回收纯溶剂; 3、特点 (1)蒸发是传热过程; (2)溶剂挥发而溶质不挥发; (3)溶剂的气化会消耗大量的热量; (4)蒸发的溶液种类不同时,所需设备和操作方式有区别;
二、蒸发过程的分类
1、按加热方式:直接加热和间接加热; 2、按操作压强:常压蒸发、加压蒸发和减压蒸发
经验表明:每盆水揉搓的时间越长(即萃取越接近平衡),拧得越 干(即萃取与萃余相相分离越彻底),所用漂洗次数越少(即错流 级数越少)。
液液萃取是分离均相液体混合物的单元操作。
1、萃取:在液体混合物(原料液)中加入一个与其基本不相混溶
的液体作为溶剂,造成第二相,利用原料液中各组分在两个液相 中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离的单元操作。
Fw0 F W w1
w0 W F 1 w 1
化工单元基础培训
Fw0 F W w1
w0 W F 1 w 1
F,w0
D,h0
加热室 D,hc
Fw0 则完成液的浓度为: w1
F-W,w1,h1
F W
W,T’,h’
(2)加热蒸汽消耗量的计算 对系统进行热量衡算,得:
F,w0,t0,h0
蒸发室
QL
D,T,hs
DhS Fh0 Dhc Wh'F W h1 Ql
4、传热系数均匀,保持在较高的水平。
平流法特点:
溶液不在效间流动,有利于有结晶析出的情况或得 到不同浓度的料液。
二、多效蒸发的最佳效数
蒸发过程的单位蒸汽消耗量 效数n 理想值 实际平 均值 单效 1 1.1 双效 0.5 0.57 三效 0.33 0.4 四效 0.25 0.3 五效 0.2 0.27
并流法特点:
1、溶液在效间的输送不需要泵;
2、有自蒸发现象;
3、完成液在末效排出,热量消耗低; 4、各效由于温度渐升而导致传热系数下降,生产能力降低 或传热面积增加。
逆流法特点: 1、溶液在效间的输送需要泵;
2、无自蒸发现象,产生的二次蒸汽量少;
3、完成液在第一效排出,温度较高,损失的热量多 ,且不利于热敏性材料的蒸发;
最佳效数:根据设备费和操作费之和为最 小来确定。
第四节
蒸发装置及其选型
循环型
一、蒸发器
蒸发器 非循环型(单程型)
1、循环型 (1)中央循环管式蒸发器 优点:结构简单,操作可靠,投 资少; 缺点:循环速度低,传热系数低, 清洗难度大。
(2)悬筐式蒸发器
优点:循环速度加快,清
洗、检修方便,传热系
数高,热损失小;
化工厂操作规程培训(3篇)
第1篇一、培训目的为了确保化工厂安全生产,提高员工操作技能,降低事故风险,特制定本操作规程培训。
通过本次培训,使员工掌握化工厂安全操作规程,提高安全意识,确保生产过程中的人身安全和设备安全。
二、培训对象化工厂全体员工,包括管理人员、技术人员、操作人员等。
三、培训内容1. 化工厂安全基本要求(1)安全生产,人人有责。
企业的主要负责人要对企业的安全生产负全面责任,各部门负责人及职工必须严格遵守国家有关安全生产的法律、法规。
(2)新职工必须经过三级安全教育和专业技术培训,经考核合格后,才能凭安全作业证独立上岗操作。
(3)特种作业人员必须持有特种作业人员操作证,并在有效期内持证上岗作业。
2. 化工厂安全操作规程(1)安全操作规程:包括生产设备操作规程、物料储存及运输规程、消防及应急处理规程等。
(2)操作步骤:对各类设备、工艺流程、物料操作等进行详细讲解,确保员工正确操作。
(3)安全注意事项:讲解生产过程中可能存在的安全隐患,提高员工安全意识。
3. 个人防护装备使用(1)个人防护装备种类及使用方法:讲解各类防护装备的正确使用方法,如安全帽、防尘口罩、防护眼镜、防护手套等。
(2)防护装备的维护与保养:讲解防护装备的清洁、检查、更换等维护保养方法。
4. 应急处理(1)应急预案:讲解各类事故的应急预案,包括火灾、爆炸、中毒、泄漏等。
(2)应急处理措施:讲解事故发生时的应对措施,如报警、疏散、救援等。
四、培训方式1. 理论培训:邀请专家进行授课,讲解化工厂安全操作规程及相关知识。
2. 实操培训:组织员工进行实际操作演练,提高员工操作技能。
3. 角色扮演:模拟生产过程中可能发生的事故,让员工学会应对方法。
4. 考核:培训结束后进行考核,确保员工掌握培训内容。
五、培训要求1. 培训期间,员工应严格遵守培训纪律,认真听讲,积极参与讨论。
2. 培训结束后,员工需参加考核,合格后方可上岗操作。
3. 培训期间,发现安全隐患,应及时报告,并采取措施予以消除。
化工生产操作培训
化工生产操作培训第一篇化工生产概述第二篇化工生产基本操作第一章固体物料的基本操作第二章液体物料的基本操作第三章气体物料的基本操作第四章化工生产反应器第三篇化工生产安全卫生第一章化工生产的特点及危险性第二章劳动安全管理制度及岗位职责第三章职工安全教育及人身防护第一篇化工生产概述第一章化工生产的基本概念一、化工生产的基本任务化工生产是以煤、石油、天燃气、矿石、水、空气等天然资源或农副产品为原料,经过一系列化学变化或化学处理为主要生产手段,改变物质原来的的性质、状态和组成,制成所需的产品。
化工生产的基本任务:1、研究化工生产的基本过程和反应原理2、化工生产的工艺流程和最佳工艺条件3、生产中运用的主要设备的构造、工作原理及强化生产的方法。
二、化工单元操作及其分类1、什么是化工单元操作化工企业生产中一些基本的加工过程称为化工单元操作。
如流体的输送与压缩、沉降、过滤、传热、蒸发、结晶、干燥、蒸馏、吸收、萃取、冷冻、粉碎等。
若干单元操作串联起来就构成了一个化工产品的生产过程。
2、化工单元操作的分类2.1流体动力学过程符合流体力学原理的一些单元操作,如流体的输送、过滤、离心、沉降、固体流态化等。
2.2热量传递过程符合物质间热量交换的基本规律的过程,如传热、蒸发。
2.3质理传递过程符合物质的质量从一个相传移到另一个相传质理论的的单元操作,如蒸馏、吸收、干燥等。
2.4热力学过程符合热力学原理的一些单元操作,如冷冻、深度冷冻等。
2.5机械过程符合机械力学的一些单元操作,如固体的粉碎、过筛、物料的搅拌等。
二、化工过程的基本规律1、物料的恒算。
即在一个稳定的化工生产过程中向系统或设备所投入的物料量必等于所得产品量及过程损失量之和。
2、热量恒算。
即向系统和设备内输入的热量和应等于输出的热量加上损失的热量。
3、过程的平衡关系。
在化工生产中,一些基本的操作过程都是在一定的条件下由不平衡向平衡状态转化,以达到过程进行的最大限度。
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气体中的一个组分或几个组分溶解于该液体内而形成溶液,不能溶解的组分则
保留在气相之中,于是原混合气体的组分得以分离。这种利用各组分
溶解度 不
同而分离气体混合物的操作称为吸收。
吸收的依据:混合气体中各组分在液体中的溶解度不同。
操作性质:气液间单向传质过程。
吸收操作在吸收塔中进行,典型的逆流吸收操作示意图:
6、等温吸收和非等温吸收 气体溶解于液体中常常伴有热效应,当发生化学反应时,还会有反应热,其结 果是使液相温度逐渐升高,这样的吸收过程称为非等温吸收。若热效应很小, 或被吸收的组分在气相中的浓度很低而吸收剂用量很大时,温度上升不明显, 可认为是等温吸收。 与吸收操作相反的操作,从吸收剂中分离出已被吸收的气体的操作称为解吸。 因此,吸收具有可逆性。 7、吸收过程的极限及方向
单相内传递方式:分子扩散;对流扩散 。
气相主体
液相主体
溶解
气相扩散
液相扩散
双膜理论:
根据双膜理论,吸收质从气相主体中以对流扩散的方式到达气膜边界,又以分 子扩散的方式通过气膜到达气液界面,在界面上吸收质不受任何阻力从气相进 入液相,然后以分子扩散的方式穿过液膜到达液膜边界,最后以对流扩散的方 式转移到液相主体。
说明:流动边界层对传热边界层影响显著,
改善流动状况,特别是减薄层流内层厚度,
可使传热速率大大提高。
①影响对流传热系数的因素:
流体的物性:如导热系数 λ、密度 ρ、粘度 μ和比热容 cp;(不凝气的影响,尤
其是蒸汽在冷凝过程中,若蒸汽中含有空气或其他不凝性气体时,壁面会形成
一层气膜,此时蒸汽必须已扩散的方式穿过气膜,这相当于形成一项大的阻力,
6、其他高效换热器 ( 1)螺旋板式 ( 2)平板式 ( 3)板翅式 ( 4)翅片管式 ( 5)热管 强化传热:增大传热面积、增大传热系数、增大传热温度差
列管换热器的热补偿装置: 列管式换热器在操作时,由于冷、热两流体的温度不同,外壳和管子的温度必 有差异,这种差异使外壳和管子的热膨胀不同,情况严重时,可以将管子扭弯, 或使管子从管板上松脱, 甚至毁坏整个换热器。 所以若外壳和管子温差超过 50℃ 时,就必须考虑这种热膨胀的影响。一般采用补偿圏补偿。但不宜用于两流体 的温度差太大 (不大于 70℃ )和壳方流体压强过高 (一般不高于 600kPa)的场合。
极限:气液两相呈平衡状态; 方向或推动力:一相浓度与同另一相浓度呈平衡的该相浓度之差; 比如: 溶质 A 在气相中的分压为 PA ,液相中溶质浓度为 cA ,与 cA 呈平衡的气
相分压为 PA ,则推动力为( PA PA )。
溶解平衡时,溶液中气体的浓度称为
平衡浓度
,它是吸收过程的
极限 ,该浓度随温度升高而 下降
5
? 加热温度 180 C 饱和水蒸气 ? 冷却温度 30 C 水
T1
t2
对流 导热 对流 Q
热
流 T2
冷
流 t1
6
流体流经的选择: 在换热器中,哪一流体走管程,哪一流体走壳程,如何选择? 不洁净的或易于分解结构的物料应当走易于清洗的一侧。对于直管束,一般走 管程。 需要提高流速以增大其给热系数的流体应当走管程。因为管内截面积一般比管 间截面积大很多,而且易于提高流体流速。 具有腐蚀性的物料走管程,这样可以用普通的材料制造壳体,而只需要管束、 管板、封头用耐腐蚀材料。 压力高的物料走管程,这样壳体可以不受压。 温度很高或很低的物料走管程以减少热量(或冷量)的散失。当然,若为了更 好的散热,就要让高温物料走壳程。 蒸汽一般走壳程,因为便于排水,而且蒸汽比较干净 粘度较大的流体一般走壳程,因为在设有挡板的壳程流动时,流道截面和流向 都在不断改变,很容易达到湍流状态,有利于提高传热系数。 当然以上原则有时会相互矛盾,应根据具体情况抓住主要因素。 我国标准管径为 φ25×2.5 和 φ 19× 2 L/D=4-6 标准换热器列管长 1.5m 2m 3m 4.5m 6m 9m 列管的排列形式:正三角形、正方形、正方形错列
自然对流
由于流体各部分温度的不均匀分布,形成密度的差异,在浮 升力的作用下,流体发生对流而传热
典型的间壁式对流传热:
th
热Φ 流
t h,w
Φ
冷 tc,w 流
tc
流体通过间壁的热交换
2
T hm
Thw T CW
Tcm
δ
δ
‘ 1
L1
δ L2
δ
‘ 2
( 1)层流边界层(层流内层)内:热传导,热阻大; ( 2)过渡区:热传导与对流传热共同起作用; ( 3)湍流区(主体流动区) :充满漩涡,混合很好,对流为主,热阻小。
1. 亨利定律( p-x)
p*
Ex
溶质在液相中的摩 尔分数 浓度
溶质在气相中的平衡 分压, kPa 浓度 P*/P
亨利系数, kPa
亨利定律表示气液两相在达到平衡时,吸收质在两相中的分配情况。
E 值随温度的升高而增大,数值越大,则表明气体的溶解度越小。
3、 相平衡在吸收中的应用
由于气液相平衡是吸收进行的极限,因此,在一定条件下,吸收若能进行,溶
使传热系数大大下降。因此在换热过程中不凝气的排除尤为重要。循环水排气
是同样的道理)
流体的相态变化;
流动型态:总体来说,层流的传热系数比湍流时小。如何实现湍流(提高流速)
自然对流的影响;
传热面的形状特征与相对位置;折流板、波纹管等。
污垢阻力:管道结构的影响,循环水的处理
在无相变的对流传热过程中,热阻主要集中在?,减少热阻的最有效措施是
热力学第二定律:只要存在温度差,热量会自发从高温传递向低温,直至温度
相等。
传热方向:高温——低温
传热极限:温度相等
传热推动力:温差
目的
举例
措施
加热或冷却
加热反应物使之达到反应温度
强化传热
加热精馏物料使之正常精馏分离
冷却饱和溶液使之结晶析出
换热
精馏塔顶、塔底物料与进料的换热
保温
锅炉、热反应塔器、热管线的保温
气体的溶解度和温度、压力有关;气体的溶解度随温度的升高而减小,随压力 的升高而增大。 但当吸收系统的压力不超过 506.5kpa 时,气体的溶解度可看作 与气相的总压力无关,而仅随温度的升高而减小。
温度、压强 一定,在同一溶剂中,不同气体的溶解度不同; 溶质、温度一定,溶质气体分压提高,溶解度加大;
> > > 金属固体
非金属固体
液体
气体
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1、冬天, 铁凳与木凳温度一样, 但我们坐在铁凳子上要比坐在木凳子上感到冷, 为什么? 2、一杯牛奶,放在水里比摆在桌子上要冷得快,为什么?
四、对流传热 传热机理:通过流体传质点的相对位移传递热量。特点:流体质点互相混合碰
撞
强制对流 用机械能(泵、风机、搅拌等)使流体发生对流而传热。
1、夹套式
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2、沉浸式蛇管式 3、喷淋式蛇管式 4、套管式换热器 5、列管式换热器(重点) ( 1)结构:筒体、管板、列管、封头、折流挡板。 ( 2)概念:
管程和壳程 折流挡板 ( 3)种类:固定管板式、浮头式和 U 形管式。
加热剂:热水、饱和水蒸气 矿物油或联苯等低熔混合物、烟道气等 用电加热
冷却剂:水、空气、冷冻盐水、液氨等
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例如:用水吸收氯化氢以制取盐酸;用水吸收甲醛制取福尔马林溶液。
4、物理吸收和化学吸收 在吸收过程中,如果溶质和溶液不发生显著化学反应,可以当作单纯的溶解于 液相的物理过程,称为物理吸收。 反之,若发生显著化学反应称为化学吸收。
5、单组份吸收和多组分吸收 若混合气体中只有一组分进入液相,其余组分皆不溶于液相,称为单组份吸收。 如果混合气体中有两个或两个以上的组分进入液相,则称为多组分吸收。
化工单元操作培训资料
传热
一、 传热在工业生产中的应用
1、 工业生产中的化学反应过程,通常要求在一定温度下进行,为此,必须适时 的输入或者输出热量。
2、 此外,在蒸馏、精馏、干燥等单元操作中,也都需要按一定的速率输入或输
出热量。
3、 通常需要尽量使其传热优良, 还有另一种情况, 如高温或者低温下操作的设 备或管道,则要求保温保冷,以尽量建好他们与外界的热交换。
质在气相中的分压必须大于与液相平衡时的平衡分压。
PA>PA*
溶质 A 由气相向液相传质,吸收过程
PA=PA*
平衡状态
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PA<PA*
溶质 A 由液相向气相传质,解吸过程
4、吸收理论
( 1)A由气相主体到相界面, 气相内传递 ; ( 2)A在相界面上溶解,溶解过程; ( 3)A自相界面到液相主体, 液相内传递 。
,随压力升高而 增大
。
二、吸收原理 1、平衡溶解度 在一定温度和压力下,混合气体与液体接触时,混合气体中的溶质会溶解于液 体,而溶于液相内的溶质又会从溶剂中逸出返回气相。随着溶质在液体中的浓 度逐渐增加,溶质返回气相的量也逐渐增大,直到单位时间溶于液相中的溶质 与从液相返回气相的溶质量相等,气相和液相的组成不再改变,达到动平衡。 平衡时溶质在气相中分压称为 平衡分压 PA* ,溶质在液相中的浓度称为 平衡溶解 度,简称溶解度 ,它是吸收过程的极限。他们之间的关系称为相平衡管线。 此时并非没有溶质分子继续进入液相,只是任何瞬间进入液相的溶质分子数与 从液相逸出的溶质分子数恰好相等,在宏观上过程就象是停止了。
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溶质、分压一定,温度升高,溶解度降低。
氨在水中的溶解度
2、亨利定律 吸收操作最常用于分离低浓度的气体混合物, 此时液相的浓度通常比较低(在 稀溶液范围内)。稀溶液的溶解度曲线通常近似地为一过原点的直线,即气液两 相的浓度成正比,这一关系称为亨利定律。气液组成用不同的单位表示时,亨 利定律形式不同:
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