化工机械的分类怎样?

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  • 2019-12-20 07:33:53
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      化工设备按其功用,可以分为以下几种通用设备:第一类为化工反应设备,这是化工厂的主要设备之一,在其中原料发生化学反应而生成新的产物;第二类为物料输送设备,包括流体输送设备和固体输送设备,其中流体输送设备包括液体输送设备和气体输送设备;第三类为分离设备,包括固—固分离设备、液—液分离设备、气—气分离设备、固—液分离设备、气—固分离设备和气—液分离设备;第四类为传热设备,其作用是将物料加热和冷却,除此之外还同时具有利用废热的作用;第五类为粉碎设备,它可将固体原料和成品破碎或研磨成细颗粒;第六类为容器,是储存原料、中间产品和成品,以及用作大型反应器的壳体。

      流体输送设备指为输送流体提供能量的设备,包括液体输送设备和气体输送设备两类。大多数化学反应是在流体状态下进行的。因此流体输送设备种类很多,包括离心泵、鼓风机、压缩机、真空泵等。在化工生产中,常用电力或其他能源来拖动流体输送机械。

      输送液体的主要设备是泵。按泵的结构形式的不同可分为离心泵、轴流泵、旋涡泵、往复泵、回转泵等。

      图3-50往复泵原理图往复泵是靠活塞的往复运动而实现液体的吸入和排出的,图3-50是往复泵原理图。往复泵的特点是具有干吸能力,适用于流量小而压力大的地方,并用于输送粘度不太大的液体。

      离心泵是靠叶轮的高速旋转使水产生离心力而进行液体的吸入和排出的,如图3-51和图3-52所示。它的特点是转速高,流量均匀,工作稳定,但无干吸能力,不宜用在流量小而压头大的地方。

      轴流泵(又叫螺旋泵)的工作原理如图3-53和图3-54所示,轴流泵的工作原理同电风扇相同,当电动机带动叶轮旋转时,液体便从叶轮轴方向输送出来。它的特点是流量大,效率高,结构简单,重量轻,可以输送脏污液体。

      图3-51离心泵简图1—叶轮;2—泵轴;3—排水管;4—叶片;5—填料箱;6—泵壳;7—底阀

      图3-55齿轮泵简图齿轮泵的工作原理是靠一对相向运动的齿轮的旋转来不断进行液体的吸入和排出,如图3-55所示。它的特点是结构简单,不易出故障,缺点是流量小,较适合于输送粘稠性物料,如油脂等。

      气体输送设备在各工业部门应用极为广泛,其作用主要体现在三方面:一是将气体由甲处输送到乙处;二是提高气体的压力;三是降低气体的压力。气体输送机械按所达到的压力可分为四类:

      通风机:所产生的压力不高于1500mm水柱;鼓风机:所产生的压力为0.15~2个大气压;压缩机:所产生的压力大于1个大气压;真空泵:所产生的压力低于大气压力。

      ——通风机可分为离心式通风机和轴流式通风机。离心式通风机是靠风机叶片的高速转动使气体产生离心力而将气体不断吸入和排出。轴流式通风机与电风扇工作原理相同,它通过叶轮旋转带动叶片推动气体,使气体沿转动轴方向前进。轴流式通风机的流量变化宽,主要用于低压场合。

      ——鼓风机通常可分为离心式鼓风机和罗茨式鼓风机两种。离心式鼓风机是靠叶轮转动使气体产生离心力,从而进行气体的吸入和排出。罗茨式鼓风机的作用原理同齿轮泵相似,它是靠一对特殊形状的转子的转动来进行气体的输送。罗茨式鼓风机与离心式鼓风机的优点是相同的,即送气均匀,转子不需润滑,构造简单,易于制造。罗茨式鼓风机的缺点是运行中噪声大,安装时调整间隙较难。

      ——压缩机是用来提高气体压力的气体输送设备。通常可分为活塞式压缩机、离心式压缩机和轴流式压缩机。活塞式压缩机是通过活塞的往复运动来实现气体的压缩。它在许多领域已被离心式压缩机所取代。离心式压缩机是通过叶轮的高速旋转来实现气体的逐级压缩而进行气体输送。离心式压缩机是目前使用最广泛的压缩机。轴流式压缩机是通过转子上多排叶片的转动来实现气体的逐级压缩。与离心式压缩机相比,轴流式压缩机效率高,适于大流量场合。

      ——真空泵也称为抽气机,是用来降低气体压力的设备。通常分为往复式真空泵、液环式真空泵和喷射真空泵。往复式真空泵是通过阀体的往复运动实现配气作用。它的特点是可以抽取含有少量灰尘的气体。液环式真空泵是通过偏心转子的旋转带动泵内液体产生离心力,从而将气体不断地吸入压缩后而排出。它的优点是结构简单,工作平稳可靠,气量均匀,可以抽送含有水蒸气、水分和固体微粒的气体,但是效率较低。喷射真空泵是利用高速流动的流体产生负压的原理进行抽真空。它的特点是启动快,抽气量大,能抽出含有灰尘、具有腐蚀性和易燃易爆的气体,但是抽气效率较低。

      固体物料运输工作量较大,采用手工运输工具,劳动强度大,工作效率低。采用机械化运输,不仅可以极大地提高效率,而且可以保证生产过程的连续性。固体输送设备较常见的有带式输送机、斗式提升机、螺旋输送机和气动运输机械。

      带式输送机是借助一条移动的带子来运输粒状物品和成件物品,如图3-56所示。它的特点是操作连续,动作平稳,运输能力强,输送距离长,适合于水平和坡度较小的情况。

      斗式提升机相当于竖直的带式提升机。它可将物料从低处运送到高处。斗式提升机的优点是结构紧凑,提升高度大,有良好的密封性。缺点是结构比带式输送机复杂,对过载的敏感性大,料斗和牵引件较易损坏。

      螺旋输送机是靠螺旋的旋转运动推动物料向前移动,如图3-57所示。它主要用以输送粉状、颗粒状和小块物料,不适宜输送易变质的、粘度大的和易结块的物料,其运输距离不易太长,一般小于40m。

      化工生产中,无论是物理过程还是化学过程,都与加热、冷却和保温有关,这些过程统称为传热过程。传热过程是在传热设备中进行的,常见的换热设备称为换热器,也称热交换器,如图3-58和图3-59所示。其工作原理按照传热特征可分为三类:

      图3-59螺旋式换热器①间壁式换热器使冷热两种流体不直接接触,而是用一金属壁隔开,如套管式、加套式、沉浸式、喷淋式、列管式均属此类,其中以列管式换热器应用最为广泛。

      ②直接接触式换热器使冷热两种流体直接接触进行热量交换,如凉水塔、洗涤冷却塔、直接接触混合冷凝器等。

      ③蓄热式换热器使冷热两种流体交替通过同一蓄热室,通过蓄热室的耐火砖进行热量交换。热风炉属于蓄热式换热器。如图3-60所示,蓄热室内装有耐火砖,冷热两种气体交替进入通过耐火砖交换热量。

      塔设备在化工生产中的应用极为广泛,主要用于蒸馏和吸收过程,也可用于萃取、吸附等单元操作,此外还可作为物料进行化学反应、气体的净化、除尘和冷却等所用的设备。塔设备中常见的有填料塔、板式塔和喷淋塔。

      如图3-61所示,填料塔内装满填料,气体由塔底进入,穿过填料层壁进行热交换。其优点是结构紧凑,传热效果好。向上流动,液体由塔顶通过喷淋设备沿填料表面流下,气体和液体在逆向流动情况下接触进行传质。

      泡罩塔属于板式塔,如图3-62所示,气体由塔底引入,液体由顶部送入,气体通过塔盘时,气液两相即进行传质。

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