化工设备基础

目录 第一章　化工设备常用材料及性能……………………………001 第一节　化工设备常用材料……………………………………001 一、金属材料……………………………………………………001 二、非金属材料…………………………………………………007 三、纳米材料……………………………………………………010 第二节　化工用金属材料的性能………………………………010 一、金属材料的力学性能………………………………………010 二、材料的物理性能……………………………………………019 三、化学性能……………………………………………………019 四、加工工艺性能………………………………………………019 思考题……………………………………………………………020 第二章　化工设备的主要零部件………………………………021 第一节　法兰……………………………………………………021 一、法兰的技术标准……………………………………………021 二、法兰的分类…………………………………………………023 三、法兰的公称直径、公称压力和钢管外径…………………024 四、法兰密封……………………………………………………025 五、法兰连接……………………………………………………030 第二节　开孔与补强……………………………………………031 一、开孔类型及对容器的影响…………………………………031 二、对容器开孔的限制…………………………………………032 三、补强结构……………………………………………………033 四、标准补强圈及其选用………………………………………034 五、人孔、手孔及接管…………………………………………035 第三节　设备的安全附件………………………………………036 一、安全阀………………………………………………………036 二、爆破片………………………………………………………037 三、压力表………………………………………………………038 思考题……………………………………………………………041 三章　化工容器及设备…………………………………………042 第一节　容器的分类和结构……………………………………042 一、容器的分类…………………………………………………042 二、化工容器的结构形式………………………………………044 第二节　压力容器筒壁厚度计算（内压）……………………050 一、圆柱形容器筒壁厚度的计算………………………………050 二、球壳筒壁厚度的计算………………………………………050 三、封头…………………………………………………………051 第三节　化工容器常见故障……………………………………051 一、化工设备腐蚀与防护………………………………………051 二、裂纹…………………………………………………………053 三、变形…………………………………………………………054 第四节　压力容器维护检修规程最……………………… ……055 一、总则…………………………………………………………055 二、完好标准……………………………………………………056 三、使用管理及维护保养………………………………………056 四、检验…………………………………………………………058 五、检修…………………………………………………………072 六、试车（投运）及验收………………………………………078 七、维护、检验、检修安全注意事项…………………………079 第五节　容器压力试验方法及安全规则最……………… ……081 一、基本规定和要求……………………………………………081 二、压力试验方法………………………………………………082 三、合格标准……………………………………………………082 四、安全规则……………………………………………………082 思考题……………………………………………………………083 第四章　换热设备…………………………………………………………………084 第一节　传热原理…………………………………………………………………084 一、传热能力……………………………………………………084 二、传热温差……………………………………………………085 三、传热系数……………………………………………………085 四、传热面积……………………………………………………086 五、压力降………………………………………………………087 第二节　换热设备的种类………………………………………088 一、直接接触式换热器…………………………………………088 二、蓄热式换热器………………………………………………088 三、间壁式换热器………………………………………………089 第三节　管壳式换热器…………………………………………………………092 一、管壳式换热器的分类………………………………………………………………093 二、管壳式换热器的结构………………………………………………………………095 三、换热管与管板连接…………………………………………………………………101 四、壳体与管板的连接…………………………………………………………………102 第四节　换热器的应用、操作及故障分析最…………………………………………………103 一、换热器的应用………………………………………………………………………103 二、换热器操作…………………………………………………………………………104 三、换热器的故障分析…………………………………………………………………105 第五节　低温换热器故障最……………………………………………………………………108 一、进口气体—出口气体换热器………………………………………………………108 二、气体制冷器…………………………………………………………………………109 思考题……………………………………………………………………………………110 第五章　塔设备……………………………………………………………………………………111 第一节　概述…………………………………………………………………………………111 一、化工生产对塔设备的基本要求……………………………………………………111 二、塔设备的分类和构造………………………………………………………………111 三、塔设备的工作过程…………………………………………………………………113 第二节　板式塔………………………………………………………………………………114 一、板式塔分类…………………………………………………………………………114 二、板式塔的主要结构…………………………………………………………………118 第三节　填料塔………………………………………………………………………………127 一、填料…………………………………………………………………………………127 二、填料支承装置………………………………………………………………………129 三、液体喷淋装置………………………………………………………………………130 四、液体再分布装置……………………………………………………………………133 第四节　塔类设备维护检修最…………………………………………………………………137 一、总则…………………………………………………………………………………137 二、检修周期与检修内容………………………………………………………………137 目录 iii 三、试验与验收…………………………………………………………………………143 四、日常维护……………………………………………………………………………144 五、安全注意事项………………………………………………………………………145 思考题……………………………………………………………………………………146 第六章　反应设备…………………………………………………………………………………147 第一节　概述…………………………………………………………………………………147 一、反应设备的应用及分类……………………………………………………………147 二、常见反应设备的特点………………………………………………………………148 三、搅拌反应器的结构…………………………………………………………………150 第二节　搅拌反应器的罐体…………………………………………………………………150 一、罐体尺寸的确定……………………………………………………………………151 二、传热结构……………………………………………………………………………151 三、筒体和夹套壁厚的确定……………………………………………………………153 四、顶盖和工艺接管……………………………………………………………………154 第三节　搅拌装置……………………………………………………………………155 一、搅拌器的形式和选择………………………………………………………………155 二、搅拌器附件…………………………………………………………………………158 三、搅拌器功率…………………………………………………………………………159 第四节　搅拌反应器的传动装置……………………………………………………………160 一、电动机………………………………………………………………………………160 二、减速器………………………………………………………………………………160 三、联轴器………………………………………………………………………………161 第五节　搅拌反应器的轴封…………………………………………………………………166 一、填料密封……………………………………………………………………………166 二、机械密封……………………………………………………………………………168 思考题……………………………………………………………………………………171 附录一：年产　　吨合成氨厂变换工段列管式热交换器工艺设计任务书……………………172 附录二：乙醇水溶液筛板精馏塔的工艺设计任务书……………………………………………192 附录三：常用数据表格……………………………………………………………………………206 参考文献……………………………………………………………………………………………209