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1、第第1章章 化工设备结构认识化工设备结构认识第第1章章 化工设备结构认识化工设备结构认识1.1 常用化工设备种类常用化工设备种类1.2 典型化工设备结构典型化工设备结构1.3 化工设备零部件标准化化工设备零部件标准化常用化工设备种类常用化工设备种类（1）反应类设备）反应类设备 主要用于使物料在其中进行化学反应，主要用于使物料在其中进行化学反应，生成新的物质或使物料进行搅拌、沉降等单元操作。生成新的物质或使物料进行搅拌、沉降等单元操作。（2）换热类设备）换热类设备 主要用来使两种不同温度的物料进行主要用来使两种不同温度的物料进行热交换，达到加热或冷却的目的。如热交换器、冷凝热交换，达到加热或冷却
2、的目的。如热交换器、冷凝器、蒸发器、冷却器等。器、蒸发器、冷却器等。（3）储存类设备）储存类设备 主要用于储存生产用的原料气体、液主要用于储存生产用的原料气体、液体、液化气体等，如各种形式的储罐。体、液化气体等，如各种形式的储罐。（4）塔类设备）塔类设备 主要用于吸收、精馏、萃取等单元操作。主要用于吸收、精馏、萃取等单元操作。均为直立式，横截面为圆柱形。如吸收塔、干燥塔和均为直立式，横截面为圆柱形。如吸收塔、干燥塔和过滤塔等。过滤塔等。1.2 典型化工设备结构典型化工设备结构1. 2.1 容器容器 主要由钢制圆筒体和两端的封头组成，并设有各主要由钢制圆筒体和两端的封头组成，并设有各种化工工艺接
3、管，以及为检修方便开设的人孔、手孔，种化工工艺接管，以及为检修方便开设的人孔、手孔，和为保护容器安全而设置的安全装置等。和为保护容器安全而设置的安全装置等。卧式容器示意卧式容器示意图图立式容器立式容器卧式容器卧式容器方形容器方形容器球形容器球形容器1）受内压）受内压 压力小于为常压容器压力小于为常压容器,为低压容器，为低压容器，10MPa为中压容器，为中压容器，10100MPa为高压容器，为高压容器，100MPa为超高压。为超高压。2）受外压）受外压 如真空容器如真空容器(真空精馏塔真空精馏塔)或容器外有夹套。或容器外有夹套。 1MPa=10 kg / cm=1N/mm（1）具有下列情况之一的
4、，为第三类压力容器：）具有下列情况之一的，为第三类压力容器： 高压容器；中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危高压容器；中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；害介质）； 中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且且pV乘积大于等于乘积大于等于10MPam3）。）。 中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且且pV乘积大于等于乘积大于等于0.5MPam3）。）。 低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且乘积大于等于乘积大于等于0
5、.2MPam3 ）。）。 高压、中压管壳式余热锅炉。高压、中压管壳式余热锅炉。 中压搪玻璃压力容器。中压搪玻璃压力容器。 使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于限大于等于540MPa）的材料制造的压力容器。）的材料制造的压力容器。 移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体）等；低温液体）等； 球形储罐（容积大于等于球形储罐（容积大于等于50m3）；低温液体储存容）；低温液体
6、储存容器（容积大于器（容积大于5m3）。）。 低温液体储存容器（容积大于低温液体储存容器（容积大于5m3） （2）具有下列情况之一的，为第二类压力容器：）具有下列情况之一的，为第二类压力容器： 中压容器；中压容器； 低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）； 低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）；程度为中度危害介质）； 低压管壳式余热锅炉；低压管壳式余热锅炉； 低压搪玻璃压力容器。低压搪玻璃压力容器。 （3）除上述规定以外的低压容器为第一类压力）除上述规定以外的低压容器
7、为第一类压力容器。容器。1.2.2 搅拌反应釜搅拌反应釜 搅拌反应釜主要零件有：搅拌器、内筒、夹套、搅拌反应釜主要零件有：搅拌器、内筒、夹套、搅拌轴、悬挂支座、人孔、轴封装置和传动装置等。搅拌轴、悬挂支座、人孔、轴封装置和传动装置等。（1）釜体釜体 为进行化学反为进行化学反应提供一定的空间的容应提供一定的空间的容器。由圆筒形筒体及上、器。由圆筒形筒体及上、下封头组成。下封头组成。（2）传热装置传热装置 常用的传热装常用的传热装置是在釜体外部设置夹套，置是在釜体外部设置夹套，有时也在釜体内部设置蛇管。有时也在釜体内部设置蛇管。（3）搅拌装置）搅拌装置 各种物料混合各种物料混合均匀，接触良好。均匀
8、，接触良好。 搅拌装搅拌装置由电动机经减速器减到搅置由电动机经减速器减到搅拌器所需转速后，再通过联拌器所需转速后，再通过联轴器来带动。轴器来带动。搅拌器的型式主要有：搅拌器的型式主要有：n桨式、推进式、框式、涡轮式、螺杆式和螺带式等。桨式、推进式、框式、涡轮式、螺杆式和螺带式等。1）桨式搅拌器桨式搅拌器 桨式搅拌器适用于流动性大，黏度小桨式搅拌器适用于流动性大，黏度小的液体物料，桨式搅拌器也适用于纤维状和结晶状的液体物料，桨式搅拌器也适用于纤维状和结晶状的溶解液，如果液体物料层很深时可在桨式搅拌器的溶解液，如果液体物料层很深时可在桨式搅拌器轴上装置数排桨叶。轴上装置数排桨叶。折叶桨式搅拌器折叶
9、桨式搅拌器 三宽叶桨式搅拌器三宽叶桨式搅拌器2）框式和锚式搅拌器）框式和锚式搅拌器 框式搅拌器结构比较坚固，框式搅拌器结构比较坚固，搅动物料量大。搅动物料量大。框式和锚式搅拌器框式和锚式搅拌器特殊框式搅拌器特殊框式搅拌器3）推进式搅拌器）推进式搅拌器 通常为两个搅拌叶，第一个桨叶通常为两个搅拌叶，第一个桨叶安装在反应釜的上部，把液体或气体往下压；第二安装在反应釜的上部，把液体或气体往下压；第二个桨叶安装在下部，把液体往上推。使物料循环流个桨叶安装在下部，把液体往上推。使物料循环流动，所起作用以容积循环为主，剪切作用较小，上动，所起作用以容积循环为主，剪切作用较小，上下翻腾效果良好。当需要有更大
10、的流速时，反应釜下翻腾效果良好。当需要有更大的流速时，反应釜内设有导流筒。内设有导流筒。四叶推进式搅拌器四叶推进式搅拌器 三叶推进式搅拌器三叶推进式搅拌器4）涡轮式搅拌器）涡轮式搅拌器 涡轮式搅拌器型式很多。桨叶又涡轮式搅拌器型式很多。桨叶又分为平直叶和弯曲叶两种。涡轮搅拌器的主要优分为平直叶和弯曲叶两种。涡轮搅拌器的主要优点是当能量消耗不大时，搅拌效率较高。因此它点是当能量消耗不大时，搅拌效率较高。因此它适用于适用于乳浊液、悬浮液乳浊液、悬浮液等。等。六叶开启涡轮式搅拌器六叶开启涡轮式搅拌器 六斜叶开启涡轮式搅拌器六斜叶开启涡轮式搅拌器 齿形圆盘涡轮式搅拌器齿形圆盘涡轮式搅拌器5）特殊型式搅
11、拌器）特殊型式搅拌器 一种螺带式搅拌器，常用扁钢一种螺带式搅拌器，常用扁钢按螺旋绕成，直径较大，常做成几条紧贴釜内壁，按螺旋绕成，直径较大，常做成几条紧贴釜内壁，与釜壁的间隙很小，所以搅拌时能不断地将粘于釜与釜壁的间隙很小，所以搅拌时能不断地将粘于釜壁的沉积物刮下来。对黏稠物料，采用行星传动的壁的沉积物刮下来。对黏稠物料，采用行星传动的搅拌器。行星传动器的优点是搅拌强度很高，被旋搅拌器。行星传动器的优点是搅拌强度很高，被旋转部分带动搅拌的物料体积很大，缺点是结构复杂。转部分带动搅拌的物料体积很大，缺点是结构复杂。 螺杆式搅拌器螺杆式搅拌器 螺带螺杆式搅拌器螺带螺杆式搅拌器（4）轴封装置）轴封装
12、置 搅拌轴是转动的，釜体封头是静止的，搅拌轴是转动的，釜体封头是静止的，在搅拌轴伸出封头之处必然有间隙，必须进行密封在搅拌轴伸出封头之处必然有间隙，必须进行密封(轴轴封封)，以保持设备内的压力，以保持设备内的压力(或真空度或真空度)，防止反应物料，防止反应物料逸出和杂质的渗入。通常采用填料密封或机械密封。逸出和杂质的渗入。通常采用填料密封或机械密封。填料密封填料密封结结构构简单简单、易于制造，并适用于低、易于制造，并适用于低压压、低温的、低温的场场合。合。图1-12 填料密封结构机械密封机械密封 工作特性工作特性 机械密封又称端面密封（机械密封又称端面密封（Mechanical End Fac
13、e Mechanical End Face SealSeal），是旋转轴用动密封。），是旋转轴用动密封。n机械密封性能可靠，泄漏量小，使用寿命长，功耗底，机械密封性能可靠，泄漏量小，使用寿命长，功耗底，毋需经常维修，且能适应生产过程自动化和高温、毋需经常维修，且能适应生产过程自动化和高温、低温、高压、真空、高速以及各种强腐蚀性介质、低温、高压、真空、高速以及各种强腐蚀性介质、含固体颗粒介质等苛刻工况的密封要求含固体颗粒介质等苛刻工况的密封要求。目前水平目前水平n单级压力：单级压力： 10 3pa35MP an使用温度：使用温度： 最高达最高达1000C；最低可达低温；最低可达低温深冷深冷n机器
14、转速机器转速 ：高达：高达50000r/minnpV值：值： 达达1000Mpa m/s 工作原理工作原理n机械密封是靠一对或几对垂直于轴作相机械密封是靠一对或几对垂直于轴作相 对滑动的端面在流体压力和补偿机构的对滑动的端面在流体压力和补偿机构的 弹力（或磁力）作用下保持接合并配以弹力（或磁力）作用下保持接合并配以 辅助密封而辅助密封而 达到的阻漏达到的阻漏 的轴封装置。的轴封装置。n该密封端面有时也称为摩擦副，是机械密封的该密封端面有时也称为摩擦副，是机械密封的核心。核心。n摩擦副在磨损后在弹簧和介质压力的推动下实摩擦副在磨损后在弹簧和介质压力的推动下实现补偿，始终保持两密封端面的紧密接。现
15、补偿，始终保持两密封端面的紧密接。摩擦副摩擦副n补偿环密封圈补偿环密封圈2阻止了介质可能沿补偿环和轴之阻止了介质可能沿补偿环和轴之间间隙的泄漏（泄漏点间间隙的泄漏（泄漏点2）；）；n而非补偿环辅助密封圈而非补偿环辅助密封圈7阻止了介质可能沿非补阻止了介质可能沿非补偿环与压盖之间间隙的泄漏（泄漏点偿环与压盖之间间隙的泄漏（泄漏点3）。）。紧定螺钉紧定螺钉 弹簧座弹簧座 弹簧弹簧 密封圈密封圈 补偿环补偿环 非补偿环非补偿环 密封圈密封圈 防转销防转销n工作时，辅助密封圈无明显相对运动，工作时，辅助密封圈无明显相对运动，基本上属于静密封。基本上属于静密封。n压盖与机体联接处的泄漏点压盖与机体联接处
16、的泄漏点4不属于机械不属于机械密封，常用密封，常用O型圈和垫片来密封。型圈和垫片来密封。紧定螺钉紧定螺钉 弹簧座弹簧座 弹簧弹簧 密封圈密封圈 补偿环补偿环 非补偿环非补偿环 密封圈密封圈 防转销防转销机械密封结构图机械密封结构图紧定螺钉紧定螺钉 弹簧座弹簧座 弹簧弹簧 密封圈密封圈 动环动环 静环静环 密封圈密封圈 防转销防转销 机械密封的基本结构机械密封的基本结构非补偿环非补偿环非补偿环非补偿环（静环）（静环）（静环）（静环）OO形密封圈形密封圈形密封圈形密封圈弹簧弹簧弹簧弹簧补偿环补偿环补偿环补偿环（动环）（动环）（动环）（动环）弹簧座弹簧座弹簧座弹簧座紧定螺钉孔紧定螺钉孔紧定螺钉孔紧定螺钉孔n机械密封安装在旋转轴上，密封腔内有补偿环机械密封安装在旋转轴上，密封腔内有补偿环1、补偿环辅助密封圈补偿环辅助密封圈2、弹簧、弹簧3、弹簧座、弹簧座4、紧定螺、紧定螺钉钉5，它们随轴一起旋转。，它们随轴一起旋转。n机械密封的其它零件，包括非补偿环机械密封的其它零件，包括非补偿环6、非补偿、非补偿环密封圈环密封圈7和防转销和防转销8安装在压盖内，压盖与机体安装在压盖内，压盖与机体用螺栓联接。
