第四章设备工艺设计及化工设备图

（二）泵的选用与设计程序 1、确定泵型
确定泵型时应注意:
1) 输送易燃、易爆、易挥发、贵重液体、有毒介质时要 求密封性可靠，应选无轴封不泄漏的磁力驱动泵或屏蔽 泵。 2) 输送腐蚀性介质时应选耐腐蚀泵
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。
①硫酸：氟塑料具有较好的耐硫酸性能，采用衬氟泵是 一种最为经济的选择。
3、通过工艺流程设计、物料衡算、热量衡算、设备的 工艺计算确定设备的设计参数。
4、据设计参数确定定型设备的型号和台数。 5、对非标准设备应向设备专业技术人员提出设计条件 和设备草图，由他们进行机械设计，再由有关厂家进 行制造。 6、编制工艺设备一览表
设备选型原则：
1、合理性：即设备必须满足工艺要求，设备与工艺 流程、生产规模、工艺操作条件、工艺控制水平相适 应，又能充分发挥设备的生产能力。 2、先进性：运转可靠、自控水平、生产能力、转化率、 收率、效率要尽可能达到先进水平。 3、安全性：要求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事 故隐患。工人操作时劳动强度小，尽量避免高温高压 高空作业，尽量不用有毒有害的设备附件附料。
⑤屏蔽泵：是一种无泄露泵，其叶轮和电机连为一体 密封在同一泵壳内，用来输送易燃易爆及有毒液体。
⑥隔膜泵：借弹性薄膜将活柱与被输送液体隔开，用 于输送腐蚀性液体。
⑦计量泵：用来输送流量恒定的液体或按比例输送几 种液体，用于要求输液量十分准确又便于调节的场合。
⑧齿轮泵：泵壳中有一对相互啮合的齿轮，齿轮旋转 时液体被强行压出，多用来输送粘稠液体。
⑤氨：只有铜和铜合金不宜使用。 ⑥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，其他情况也有采用，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。
⑦盐水（海水) ：普通钢铁在氯化钠溶液和海水水中腐 蚀率不高，一般须采用涂料保护 ;各类不锈钢具有很低 的均匀腐蚀率，通常采用316不锈钢。 ⑧醇、酮、酯、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。
②旋涡泵： 适用于流量较小、扬程高、黏度不大的液体，或介质
中夹带气体大于5%的液体。
③容积式泵： 夹带或溶解气体大于5%时，可选用容积式泵；流量
较小、扬程高的宜选用往复泵。
表4-1 泵的特性
指标 液体排出状
态 液体品质
允许吸入真 空度，m
离心式
均一液体（ 或含固体的
液体） 4～8
扬程
范围大,10～ 600m(多级)
4、经济性：设备投资省，易于加工、维修、更新，运 行费用少。引进先进设备应考察设备的性能是否符合 国情，避免盲目性。 5、系统性：化工过程是一个完整的系统，设备设计时 不能仅关注单一设备，要通盘考虑，保留适当余量。
思考题 1、定型设备和非定型设备的设计方法。 2、化工设备的工艺设计和选择包括哪些内容? 3、设备选型和工艺设计的原则有那些?
较小,0.4～ 20
同离心式, 但增率和减 率较大（即 曲线较陡）
范围大，排出压力高，为 0.294～58.8MPa
范围较大,1～600
流量增减排出压力不变， 压力增减，流量近似为定
值
构造特点
体积 流量与轴 功率关系
转速高，体积小，运 转平稳。基础小，设
备维修较易
流量减少 流量减少 ，轴功率 ，轴功率
第二节 化工设备设计及选用 （一）泵的分类
旋涡泵
管道泵
屏蔽泵
齿轮泵
多级泵
液下泵
1、据结构分类： ①离心泵：
在输送温度下介质粘度不宜过大； 流量小、扬程高的不宜选用一般离心泵，可选多级泵。 介质中溶解或夹带气体量大于5%时不宜选用离心泵； 介质中含有固体颗粒在3%以下的，可选用一般离心泵， 超过3%时要选特殊结构的离心泵。
第二类、非定型设备：需专门设计的设备。 根据工艺要求，通过工艺计算，提出型式、材料、
尺寸及其他要求，再由化工设备专业技术人员进行机械设 计，由有关工厂制造。
化工设备的工艺设计和选择是化工设计的重要组成部 分，大致包括以下内容：
1、结合工艺流程设计确定单元操作所用设备的类型。如 液、固分离采用过滤机还是离心机；气、固催化反应采 用固定床还是流化床。 2、根据操作条件（T、P、介质性质）和对设备的工艺要 求确定设备的材质。
体积流量 m3/h
流量与扬程 关系
范围大,5～ 30000
流量减小， 扬程增大； 反之流量增 大，扬程减
低
叶片式 轴流式 流率均匀 均一液体
——
低,2～20m
较大,大约 60000
同离心式
旋涡式 均一液体
容积式
活塞式
回旋式
有脉冲
流率均匀
均一液体 均一液体
2.5～7
4～5
4～5
较高，单级 可达100m以 上
第四章设备工艺设计及化工设备 图
第一节 化工设备选用及工艺设计的一般原则
从化学工程与工艺角度出发，化工设备一般包括物 料输送及加工设备、换热设备、分离设备、反应设备及 储罐；从化工设计角度出发化工设备一般分为定型设备 和非定型设备两类。 第一类、定型设备：是成批系列生产的设备，可直接购 买。
定型设备有产品目录或手册样本，有各种型号，有 不同生产厂家。工艺设计的任务是根据生产需要，计算 并选择某种型号，以便订货。
减少 增加
与离心式 基本相同 ，但叶轮 较离心式 的叶片简 单，制造
成本低
流量减少 ，轴功率
增加
转速低， 排液量小Байду номын сангаас，设备外 形庞大， 基础大.
当排出压 力定值时 ，流量减 少，轴功 率减少
同离心式 同活塞式
2、据用途分类 ①清水泵：应用最广的离心泵，用来输送各种工业用水 及物、化性质类似于水的其它液体。 ②油泵：输送石油产品的泵，油易燃易爆，要求有良好 的密封性。 ③耐腐蚀泵：与腐蚀性介质接触的部件用耐腐蚀材料制 造。 ④液下泵：安装在液体贮槽内,对轴封要求不高。常用于 输送各种腐蚀性液体。
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。