1、到 合成气中有效气体成分的高低。惰性气体 的存在引起CO、CO2、H2分压的下降。 合成系统中惰性气体含量，取决于进入合 成系统中新鲜气中惰性气体的多少和从合 成系统排放的气量的多少。排放量过多， 增加新鲜气的消耗量，损失原料气的有效 成分。排放量过少则影响合成反应进行。 在给定系统压力操作下，为了维持一定的 产量，必须确定适当的惰气含量，从而选 择（驰放气）合适的排放量。 2121 8 8、什么叫、什么叫COCO的变换反应？什么是的变换反应？什么是 变换率？什么是汽气比？变换率？什么是汽气比？ 即在一定的温度T、压力P及催化剂条件下 ，CO和水蒸汽发生反应生成CO2和H2的反 应。 变换率是
2、已变换的CO量与变换前的CO量 的百分比。 汽气比就是蒸汽与原料气的摩尔比。 2222 转化率是指参加反应的原料数量与通入反 应器原料数量比值的百分率，它说明原料 的转化程度。转化率越大，参加反应的原 料越多。 参加反应的原料量=通入反应器的原料量 未反应的原料量 收率是指转化为目标产物的原料量与通入 反应器原料量之比。 2323 9 9、COCO变换反应的原理是什么？变换反应的原理是什么？ 原料气中的CO与水蒸汽的的变换反应可用下式表 示： CO H2O CO2 H2 Q 此反应是可逆的放热反应，在20时，反应热为 40964J/mol，当开车正常生产后，即可利用其反 应热以维持生产过程的连
3、续进行。在一般情况下 ，CO和水蒸汽直接进行反应，其变换反应的速度 是很慢的，如果用催化剂催化，则可加快反应速 度，大大有利于变换反应的进行。随着CO变换反 应的进行，伴随着微量的副反应发生，主要有如 下几种： 2424 （1）甲烷的生成 2CO 2H2 CH4 CO2 Q CO 3H2 CH4 H2O Q CO 4H2 CH4 2H2O Q （2）CO的分解反应 2CO C CO Q 2525 （3）有机硫的转化反应 COS H2 CO H2S COS H2O CO2 H2S CS2 2H2O CO2 2H2S 2626 1010、压力表示什么意义，常用什么、压力表示什么意义，常用什么 单位
4、？单位？ 单位面积上的作用力叫压力。对静止的气体，压 力均匀地作用在与它接触的容器（气瓶、储气罐 ）的壁面上；对于液体，由于液体本身受到重力 的作用，底部的压力高于表面的压力，而且随深 度增加而增大。按国家标准，力的单位为牛（N ），面积的单位为m2，则压力的单位为N/,叫 帕（Pa）. 工程上应用此单位嫌太小，实际常用 的它的单位Mpa。 1Mpa = 106Pa = 10 kg/ cm2。 2727 大气压力：气压表是用于衡量大气的压力。当加 上仪表压力上就可得出绝对压力。 大气压力通常是以水银mm为单位，但是任何一 个压力单位都能作出同样很好的解释： 1个物理大气压力 = 760毫米汞柱
5、 = 10.33米水柱 =1.033kgf/cm20.1MPa. 绝对压力：绝对压力是考虑到与完全真空或绝对 零值相比，我们所居住的环境大气具有0.1Mpa 的 绝对压力。在海平面上，仪表压力加上0.1MPa的 大气压力可得出绝对压力。高度越高大气压力就 越低。 绝对压力=压力计压力大气压力 2828 1111、离心泵的构造及工作原理是什么？、离心泵的构造及工作原理是什么？ 离心泵的主要工作部件有叶轮、泵轴、吸液室、泵壳 、轴封箱和密封环。 工作原理：离心泵在起动前必须向泵壳内注水，将吸 水管与泵壳中充满液，然后起动泵，此时电动机带动 泵轴，使叶轮旋转，叶轮的叶片迫使液体转动，产生 离心力，在
6、离心力的作用下，液体从叶轮中心甩向叶 轮边缘，以高速进入泵壳，液体从叶轮流出时，获得 了能量（动能和压能），这些高能量的液体经过泵壳 导流，流向排出管。当叶轮将液体率向边缘的同时， 叶轮中心形成真空，因而使液体在外界压力的作用下 ，不断地进入叶轮中，这样，液体就连续不断地通过 离心泵输送出去。 2929 1212、离心泵的主要性能参数有哪些？、离心泵的主要性能参数有哪些？ 离心泵的主要性能参数有转速、流量、扬 程、功率和效率等。 （1）转速即泵轴每分钟的转数，用符号n 表示。单位是r/min （2）流量是指在单位时间内所排出的液 体量。通常是指体积流量，用符号Q表示， 单位是m3/s或m3/h
7、；有时也用质量流量表 示，符合是G，单位是kg/h或kg/s； 3030 （3）扬程是指单位重量液体通过泵后所获 得的能量，用符号H表示，单位是m。有泵 的实际扬程及理论扬程之分。 （4）功率与效率，泵的功率分为有效功 率、轴功率和原动功率。有效功率是指单 位时间内通过泵的流体所获得的功率，即 泵的输出功率，用符号Ne表示，单位为KW 。 3131 轴功率即原动机传动泵轴上的功率，用符 号N表示。效率是泵的有效功率与轴功率之 比，效率的表达式为 Ne （） N 原动机轴与泵轴连接存在机械损失，所以 原动机功率通常比轴功率大。 3232 1313、如何正确使用离心泵？、如何正确使用离心泵？ （1
8、）开泵前向轴承注润滑油，关闭出口阀 门，打开排气阀，向泵内注满输送液体， 用手盘车检查轴转动是否灵快。 （2）启动泵后，观察压力大小是否达到 规定值，运转正常后，缓慢地开大出口阀 门，使压力平稳上升。 （3）经常检查填料函与轴承的温度，防 止泵轴磨损和轴承烧坏。 3333 （4）泵内无液体时，切不可运转，更不能 开反转，否则损伤叶轮和轴套松扣。 （5）出口阀门关闭后，泵的运转时间不 能太长，不然泵会发热。 （6）在冬季停泵后应将泵内的液体放净 ，并冲洗干净，防止将泵体冻裂或冻结。 3434 1414、对离心泵怎样做好维护保养工作？、对离心泵怎样做好维护保养工作？ （1）经常检查泵内有无杂音和振
9、动现象， 发现后及时检修。 （2）经常注意压力表和电流表的指针摆 动情况，超过规定指标应立即查明原因并 处理之。 （3）按时检查动密封泄漏情况，泄漏严 重应停泵检查动静密封环磨损情况，如属 于填料密封应调整压盖的压力。 3535 1515、管路的标准有哪些？如何定义的？、管路的标准有哪些？如何定义的？ 管路的标准是统一规定的：管子和管件的主要结 构尺寸与参数，即公称直径与公称压力，具有相 同公称直径与公称压力的管子和管件可以互相配 合或互换使用。 公称直径，管子的公称直径即不是它的内径，也 不是它的外径，而是与它内径相近的一个整数值 ，一般以DN表示，公称直径也称公称通径；对于 压力容器来讲公
10、称直径是指设备直径的内径。 公称压力，公称压力是为了设计、制造和使用方 便，而人为规定的一种标准压力，通常以PN表示 ，如公称压力10MPa，用PN10表示。 3636 1616、简述安全阀的作用及类型。、简述安全阀的作用及类型。 安全阀的作用是当压力容器内介质压力超 过允许值时，阀门开启并发出警报声，继 而全开，排放一定量介质，以防止容器设 备压力继续升高；当压力降到规定值时， 阀门便及时关闭，从而保护设备安全运行 ，安全阀的种类很多，按其整体结构及加 载机构的形式可分为杠杆式、弹簧式和脉 冲式。 3737 （1）杠杆式安全阀是利用重锤通过杠杆来 平衡阀瓣上的力，根据杠杆原理计算和调 整阀码
11、重来控制安全阀压力。这种安全阀 结构简单，调整容易又比较准确。 （2）弹簧式安全阀是利用压缩弹簧的作 用力来平衡介质作用在阀瓣山的力，弹簧 上的作用力可用调节螺母调节弹簧压缩量 ，以限定阀瓣上的开启力。 （3）脉冲式安全阀只在大型锅炉上使用 。 3838 1717管路的连接方法有哪些？适用范围是什么？管路的连接方法有哪些？适用范围是什么？ 管路的连接方法有螺纹连接、焊接、法兰 连接等。 螺纹连接也称丝扣连接，只适用与公称直 径不超过65mm，工作压力不超过1MPa， 介质温度不超过373K的热水管路和公称直 径不超过100 mm，公称压力不超过0.98 MPa的给水管路，也可用于公称直径不超
12、过50 mm，工作压力不超过0.196MPa的饱 和蒸汽管路，在有连接螺纹的阀门和设备 时，只能采用螺纹连接。 3939 法兰连接，中、低压管路常采用平焊法兰 连接，低压采用光滑密封面，压力较高时 则采用凹凸型密封面，常用非金属软垫片 做垫片，高压管路连接采用平面形和锥形 两种连接法兰。平面形要求密封面光滑， 采用软金属做垫片，锥面形要求端面为光 滑锥形面，垫片为凸透镜式，用低碳钢制 成。 4040 1818、煤气中氧含量高对变换系统有、煤气中氧含量高对变换系统有 什么危害？什么危害？ 煤气中氧含量高会引起变换炉床层温度暴 涨，烧坏催化剂，严重时会引发恶性爆炸 事故，一旦发生过氧，应立即按紧急
13、停车 处理，然后根据情况对变换系统分段降温 。 4141 1919、“ “三懂四会三懂四会” ”是什么？是什么？ “三懂”：懂性能、懂原理、懂结构。 “四会”：会操作、会保养、会维修、会处化工设备基础化工设备基础 主讲 王松 竹 二九年九月 化工设备基础基础知识 化工设备基础基础知识 模块一 化工设备基础知识 任务二 化工生产与化工设备的关系 任务三 化工生产对化工设备的基本 要求 新内容简介 任务四 化工容器的结构与分类 任务一 课程知识构架及学习目标 化工设备基础基础知识 理论知识 q化工设备基本知识 q化工设备力学基础 q机械传动与联接(自学) q 压力容器 q 塔设备 q换热器 q搅拌
14、反应釜 q化工管路 一、知识构架 实验内容 、碳钢热处理实验 、拉伸压缩实验 、水压试验 4、外压容器失稳实验 任务一 课程知识构架及学习目标 化工设备基础基础知识 二、学习目标 1、了解材料、工程结构、力学和机械传动 与联接方面的基本知识 、掌握常用化工设备的结构、性能特点 、应用 3、初步掌握化工设备结构和设计的基本知 识。 化工设备基础基础知识 课程安排与要求 一、课程安排68学时 1、实验： 34次 2、平时作业 3、课堂提问 4、实验报告 二、要求 1、实验、平时作业不能缺，否则没成绩。 2、课堂纪律 不能旷课 否则没成绩 3、良好学风 4、学习方法 课前预习，课后复习 完成一定数量
15、 的 习题 学会知识的综合应用 化工设备基础基础知识 化工生产过程不仅取决于化学工艺过程，而且与化工机 械装备密切相关。 u介质的化学反应，由反应器提供符合反应条件要求的空间 l质量传递通常在塔设备中完成 l热量传递在换热器中进行 l能量转换由泵、压缩机等装置承担 u 化工机械技术的进步能促进新工艺的诞生和实施 l大型压缩机和超高压容器的研制成功，使人造金刚石的 构想成为现实 u化工工艺发展不断要求新装备 任务二 化工生产与化工机械设备的关系 化工设备基础基础知识 化工过程： 对原料进行化学和物理加工， 以获得有利产品的过程。 设备：完成某种单元过程的装置。 化工设备基础基础知识 二甲醚 空
16、气 压 缩 机 反 应 器 吸 收 塔 离子交换塔 甲醛成品 (反应) (传热) (压缩) (分离) (离子交换) 压 缩 机 冷 却 塔 甲醛生产 Ag CH3OH(气)+(1/2)O2(气)HCHO(气)+H2O(气) 973K 化工设备基础基础知识 二氧化碳 水 蒸 汽 天然气 压 缩 机 转 化 炉 冷却塔 合成反应器 分 馏 塔 冷 凝 塔 甲 醇 反 应 传 热 压 缩 反 应 分 离 传 热 甲醇生产 CO+2H2=CH3OH CO2+3H2=CH3OH+H2O 化工设备基础基础知识 千万吨级大炼油厂 l大型塔器国外最大常压塔9m，减压塔16m。 l大型换热器国外最大15000m
17、2，国内只有4000m2， 29 u化工工艺发展不断要求新装备 百万吨级大乙烯 l 大型离心压气机单机45,000KW，要求高可靠性，高寿 命。 l大型低温球罐(-30，1.72MPa)国外最大3700m3双层 结构，低温钢。 化工设备基础基础知识 u 化工设备的特点 v功能原理的多样化 须进行单独的设计 v外部壳体多是压力容器 v化机电技术紧密结合 v设备结构大型化 吨量大 尺寸大 温度高 目前国内：合成氨年产量达30多万吨 尿素高达60 多 万吨 国外：合成氨年产量达60多万吨 尿素高达100多万 吨 合成氨塔的直径达3000mm 12.5万m3 储油罐高达20m 化工设备基础基础知识 化
18、工生产的特点 q生产的连续性强 处理物料大多是气体、液体和粉体，处理过程如传质、传热、化学反 应可连续进行，为了提高生产效率，节约成本，化工生产过程一般采 用连续的工艺流程。在连续性的过程中，每一生产环节都非常重要， 若出现事故，将破坏连续性生产 q生产条件苛刻 介质腐蚀性强：有很多介质具有腐蚀性。例如，酸、碱、盐一类的介 质，对金属或非金属物件的腐蚀，使机器与设备的使用寿命大为降低 。腐蚀生成物的沉积，可能堵塞机器与设备的通道，破坏正常的工艺 条件，影响生产的正常进行 任务三 化工生产对化工设备的基本要求 化工设备基础基础知识 温度和压力变化大：温度和压力变化大，温度从深冷到高温，压力 从真
19、空到数百兆帕。使得有的设备要承受高温或高压，有的设备要 承受低温或低压。温度和压力的不同，影响到设备的工作条件和材 料选择 介质大多易燃易爆有毒性：如氨气、氢气、苯蒸气等均属此类。还 有不少介质有较强的毒副作用，如二氧化硫、二氧化氮、硫化氢、 一氧化碳等。这些易燃、易爆、有毒性的介质一旦泄漏，不仅会造 成环境的污染，而且还可能造成人员伤亡和重大事故的发生 生产原理的多样性：生产过程按作用原理可分为质量传递、热量传 递、能量传递和化学反应等若干类型。同一类型中功能原理也多种 多样，如传热设备的传热过程，按传热机理又可分为热传导、对流 和辐射。故化工设备的用途、操作条件、结构形式也千差万别 生产的
20、技术含量高：既包含了先进的生产工艺，又需要先进的生产 设备，还离不开先进的控制与检测手段。并呈现出学科综合，专业 复合，化、机、电一体化的发展势态 化工设备基础基础知识 化工生产对化工设备的基本要求 安全性要求 工艺性要求 使用性能要求 经济性能要求 化工设备基础基础知识 安全性能要求 v足够的强度：材料强度是指载荷作用下材料抵抗永久变形和断 裂的能力。屈服点和抗拉强度是钢材常用的强度判据。 v良好的韧性 ：韧性是指材料断裂前吸收变形能量的能力。由于 原材料制造（特别是焊接）和使用（如疲劳、应力腐蚀）等方面 的原因，化工设备的构件常带有各种各样的缺陷，如裂纹、气孔 、夹渣等。如果材料韧性差，可就能因其本身的缺陷或在波动载 荷作用下发生脆性破断。 v足够的刚度和抗失稳的能力：刚度是指设备在外力作用下 ，抵抗变形保持原有形状的能力
