导图社区 P317 第五章 静置设备与工艺金属结构工程
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静置设备与工艺金属结构工程
一、压力容器的分类
(一)压力容器的基本划分
压力容器的介质分为两组
分类依据
介质的特征
设计压力p(单位MPa)
容积V(单位m3)
(二)按设备的设计压力(P)的分类
(1)超高压容器(代号U)：设计压力≥100MPa
(2)高压容器(代号H)：10MPa≤设计压力＜100MPa
(3)中压容器(代号 M )：1. 6MPa ≤设计压力＜10MPa
(4)低压容器(代号 L)：0.1MPa≤设计压力＜1. 6MPa
(三)按设备在生产工艺过程申的作用原理分类
(1)反应压力容器(代号R)
(2)换热压力容器(代号E)
(3)分离压力容器(代号S)
(4)储存压力容器(代号C，其中球罐代号B)
(四)按结构材料分类
(1)金属设备
(2)非金属材料
(五)按化学介质的毒性和爆炸危险程度分类
二、静置设备的制作和安装
(一)容器（不重要）
根据容器不同的形状分类
矩形容器
球形容器
圆筒容器
根据容器不同的功能分类
1. 一般容器
2. 带搅拌容器(反应釜)
(1)搅拌装置
按其安装形式划分
立式容器中心搅件
偏心式搅拌
倾斜式搅拌
底搅拌
卧式容器搅拌
旁人室搅拌
典型的搅拌器形式
桨式
涡轮式
推进式
锚式
框式
螺杆式
(2)轴封
填料密封
机械密封
迷宫密封
浮动环密封
(3)搅拌罐
立式圆筒形容器
3. 高压容器
整体式
铸钢
无缝钢管
单层厚板焊接(单层卷板式、单层瓦片式)
整体锻造式
组合式
多层包扎式
热套式
错绕扁平钢带式
绕板式
多层卷板式
4. 反应器
(1)釜式反应器
(2)管式反应器
列管式固定床反应器
(3)固定床反应器
主要用于实现气固相催化反应，如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃(ting)类蒸汽转化炉等。
( 4 )流化床反应器(沸腾床反应器)
(二)塔器
用以实现蒸饱和吸收两种分离操作的塔设备分别称为蒸馏塔和吸收塔。
1. 塔设备分类及性能
板式塔
按照塔内气、液流动方式划分
错流塔板
错流塔板间有专供液体流通的降液管。
逆流塔板(穿流塔板)
逆流塔板间不设降液管。
常见设备
1)泡罩塔（升气管）
优点：不易发生漏液现象，有较好的操作弹性；塔板不易堵塞，对于各种物料的适应性强。
缺点：塔板结构复杂，金属耗量大，造价高； 板上液层厚，气体流径曲折，塔板压降大，兼因雾沫夹带现象较严重，限制了气速的提高，故生产能力不大。 而且，板上液流遇到的阻力大，致使液回落差大，气体分布不均，也影响了板效率的提高。
2)筛板塔（溢流堰）
优点：结构简单，金属耗量小，造价低廉；气体压降小，板上液面落差也较小， 其生产能力及板效率较泡罩塔高。
缺点：操作弹性范围较窄，小孔筛板易堵塞。
3)浮阀塔（浮动的阀片）
浮阀结构简单，制造方便，广泛用于化工及炼油生产中。
优点：生产能力大，操作弹性大，塔板效率高，气体压降及液面落差较小，塔造价较低。
缺点：无
4)喷射型塔
①舌形（孔）塔板
优点：舌形塔板开孔率较大，故可采用较大气速，生产能力比泡罩、筛板等塔形都大，且操作灵敏、压降小。
缺点：舌型塔板有对负荷波动的适应能力较差的缺点。 在液体流量很大时，这种气相夹带的现象更严重，将使板效率明显下降。
②浮动喷射塔板（舌形塔板+浮阀塔板）
优点：生产能力大，操作弹性大，压降小，持液量小。
缺点：操作波动较大时液体入口处泄漏较多； 液盘小时，板上易“干吹”； 液量大时，板上液体出现水浪式的脉动，影响接触效果，使板效率降低。 此外，塔板结构复杂，浮板也易磨损及脱落。
填料塔
填料是填料塔的核心
特性
填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化。
1、填料塔不仅结构简单，而且具有阻力小和便于用耐腐材料制造等优点， 尤其对于直径较小的塔、处理有腐蚀性的物料或减压蒸馏系统，都表现出明显的优越性。 2、对于某些液气比较大的蒸馏或吸收操作，若采用板式塔，则降液管将占用过多的 塔截面积，此时也宜采用填料塔。
按填料的装填方式划分
散堆填料
环形填料(如拉西环、鲍尔环和阶梯环)
鞍形填料(如弧鞍、矩鞍)
环鞍形填料(如金属环矩鞍、纳特环、共轭环)
其他散堆填料(麦勒环、海尔环、球形填料等)
规整填料
波纹型
垂直波纹型(常用)
水平波纹型
非波纹型
栅格型
板片型
毛细管填料
填料要求
1)有较大的比表面积(传质面积)和良好的润湿性能
2)有较高的空隙率
3)单位体积填料的重量轻、造价低，坚固耐用，不易堵塞，有足够的力学强度，对于气、液两相介质都有良好的化学稳定性等。
2. 塔器类设备的运输与吊装
(1 )设备水平运输 。
(2 )设备吊装就位。
1)机械化吊装
2)半机械化吊装
①单抱杆吊装塔类设备
塔的质量在 350t 以内
②双抱杆起吊塔器类设备
塔的质量在 350～700t 之间
③塔群吊装
(三)换热设备
1. 换热设备分类
热传递有三种基本方式：传导、对流和辐射。
(1)按作用原理或传热方式分类
1)混合式换热器。如蒸汽直接加热。
2)蓄热式换热器。如炼焦炉的蓄热室的多孔格子砖、空分蓄冷器中卵石等的表面。
3)间壁式换热器。最广泛
(2)按生产中的使用目的分类
加热器
冷凝器
蒸发器
汽化器(或再沸器)
(3)按换热器所用材料分类
金属材料换热器
非金属材料换热器
2.几种常用换热器
(1)夹套式换热器
只适用于传热量不大的场合
(2)蛇管式换热器
1)沉浸式蛇管换热器
体积大
2)喷淋式蛇管换热器
喷淋不易均匀
(3)套管式换热器
传热面积不太大而要求压强较高或传热效果较好
(4)列管式换热器
高温、高压的大型装置
1)固定管板式换热器
1、固定管板式换热器具有结构简单和造价低廉的优点。但是由于壳程不易检修和清洗， 因此，壳方流体应是较洁净且不易结垢的物料。 2、当两流体的温差较大时，应考虑热补偿，即在外壳的适当部位焊上一个补偿圈， 当外壳和管束热膨胀不同时，补偿圈发生弹性变形(拉伸或压缩)，以适应外壳和管束的不同的热膨胀程度，这种补偿方法简单，但不宜用于两流体的温差较大(大于70℃)和壳方流体压强过高(高于600kPa)的场合。
2)U形管换热器
U形管换热器的每根管道都可以自由伸缩，而与其他管道和壳体均无关。 这种形式换热器的结构也较简单，重量轻，适用于高温和高压场合。 其主要缺点是管内清洗比较困难，因此，管内流体必须洁净；且因管道需一定的弯曲半径，故管板的利用率差。
3)浮头式换热器
当换热器里两端管板之一不与外壳固定连接，该端称为浮头。 当管道受热(或受冷)时，管束连同浮头可自由伸缩，而与外壳的膨胀无关， 浮头式换热器不但可以补偿热膨胀，而且由于固定端的管板是以法兰与壳体相连接的， 因此，管束可从壳体中抽出，便于清洗和检修，故浮头式换热器应用较为普遍， 但结构较复杂，金属耗量较多，造价较高。
4)填料函式列管换热器
在一些温差较大、腐蚀严重且需经常更换管束的冷却器中应用较多， 其结构较浮头简单，制造方便，易于检修清洗。
(5)板式换热器
1)螺旋板式换热器
2)板式换热器
3)板翅式换热器
(6)非金属换热器
