第四章设备的工艺设计及化工设备图2.pptVIP

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。 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。 (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 腐蚀性介质 降低对外壳材质的要求 有毒性介质 泄漏几率小 易结垢的介质 便于清洗 压力高的介质 减小对壳体机械强度的要求 温度高的介质 可以改变管子材质，满足介质要求 粘度大 可加折流板提高传热系数 流量小 可加折流板提高传热系数 雷诺数小 阻力小，△p下降 饱和蒸汽 便于排出凝液 被冷却物料 便于散热 （3）终端温差 换热器的终端温差通常由工艺过程的需要而定。一般认为范围如下： a、换热器的高温端温差应大于20℃以上； b、用水或其他冷却介质冷却时，低温端温差可以小一些，但不要低于5℃； c、当用冷却剂冷凝工艺流体时，冷却剂的进口温度应高于工艺流体中易结冰组分的冰点5℃以上； d、冷凝含有惰性气体的物料时，冷却剂出口温度至少比工艺物料的露点低5℃。 （7)传热系数：传热面两侧的传热膜系数α1，α2相差很大时，α值较小的一侧将是控制传热效果的主要因素，设计传热器时，应设法增大该侧的传热膜系数。计算传热面积时常以α小的一侧为准。 增加α的方法是： a、缩小通道截面积，以增大流速； b、增设挡板或促进产生湍流的插入物； c、管壁上加翅片，可提高湍流程度也增大了传热面积； d、糙化传热表面，用沟槽或多孔表面，对于冷凝、沸腾等有相变化的传热过程，可获得大的膜系数。 3、选择换热器的材质 根据介质的腐蚀性和其它有关性能，按照操作压力、温度、材料规格和制造价格，合理选择。 10、调整温度差再算一次传热面积A：在工艺允许的范围内调整介质的进出口温度，重新计算△tm ,并重新计算A。 11、选用系列换热器，据两次或三次改变温度计算的换热器面积，并考虑10—25%的安全系数，确定换热面积A。选择换热器，并确定台数。 12、验算压力降：若压降不在工艺允许的范围内应重选换热器。 13、画出换热器设备草图，由设备机械设计人员完成换热器的详细部件设计。 填料塔 板式塔 3 、填料塔的设计程序 （1）汇总设计参数和物性数据 （2）选用填料：填料是填料塔内气液接触的核心元件，要求如下： （3）确定塔径 4V πu 式中：v—气体的体积流量。M3/s; u—操作气速。m/s 操作气速应小于液泛气速，保证塔操作时不发生液泛。 泛点率通常取0.6－0.8，易起泡的物料取0.5，加压操作可取稍大一些。 工程设计先计算填料塔的液泛气速和压降。然后计算操作气速（空塔气速）u,算出的塔径要根据国家公称直径的标准系列进行圆整。再根据实际塔径重新计算实际空塔速度。 （4）计算填料塔压降 以埃克特（Eckert）通用关联图计算填料塔压降△P。一般正常压降△P＝147-490Pa/m填料，真空操作下△P≤78.5Pa/m填料. （5）验算塔内喷淋密度 按实际塔径验算塔内喷淋密度U是否大于最小喷淋密度Umin，如果太小，将不能保证塔填料充分润湿需进行调整，重新计算塔径。 ③ 液体再分布器：作用：防止液体沿塔壁运行，常用的有截锥式。 ④ 气体分布器：为保证气体分布的均匀性，对于直径500mm以下的小塔，进气管可伸至塔中心。末端成45℃向下，使气流转折而上，对大塔，可以制成向下的喇叭形扩大口或盘管式。 ⑤ 除雾器：有折板除雾器、丝网除雾器、折流