chapter Ⅴ 化工设备的工艺设计

化工工艺设计 (Chemical Process Design) 西南科技大学西南科技大学

Chapter Ⅴ 化工设备的工艺设计

第四章化工设备的工艺设计

一、设备设计简述

二、标准设备的选择

三、反应器的设计

四、换热器的设计和选用

五、非定型设备的设计程序与条件


第一节设备设计简述

（一）化工设备的分类

（二）设备设计分类

（三）设备设计方法与步骤

§4-1 设备设计简述


（一）化工设备的分类

按标准化可分为标准设备和非标准设备

按设备在生产中所起作用可分为：

化工设备

主体设备

辅助设备

反应设备如合成塔、聚合釜、沸腾炉、反应器

传质设备如精馏塔、吸收塔、萃取塔、干燥器

传热设备如蒸发器、热交换器、结晶罐

分离设备如过滤机、除尘器

电力、动力设备如电动机、锅炉

热能设备如热风机

流体输送设备如离心泵、真空泵

备料设备设备如破碎机、配料机

制泠设备如氨泠机

起重运输设备如皮带运输机、斗式提升机



1 、标准设备选型如泵、压缩机、过滤机、离心机和鼓风机等动力设备经过

专业设备加工厂精心设计，已经形成了系列产品，每一系列

又分为许多型号。在设备设计时，只要计算出特征尺寸，如

泵的流程和扬程，就可以通过产品目录选择合适的设备。

近年来，随着发展，一些非标准设备如换热器、搅拌反应

釜和旋风除尘等也成为该行业的标准设备。

标准设备 , 又称之为定型设备

（一）化工设备的分类§4-1 设备设计简述


2. 非标准设备也称非定型设备，是需要专门设计的特殊设备

非标设备工艺设计，就是根据工艺要求，通过工艺计算，提出型式、材料、尺寸和其他要求。再由化工设备专业进行机械设计，由有关工厂制造

在设计非标设备时，必须遵循设备设计的有关标准和规范等，如塔类设备施工及验收规范（ HGJ 211-85）

高压化工静止设备施工及验收规范（ HGJ 208-35 ）

中、低压静止设备施工及验收规范（ HGJ 2O9-83 ）

（一）化工设备的分类§4-1 设备设计简述


（三）设备设计方法与步骤1 、明确设计任务与条件

⑴原料（或进料）与产品（或出料）的流量、组成、状态（温度、压力、相态等）、物化性质、流量波动范围

⑵设计目的、要求，设备功能

⑶公用工程条件，如泠却水温度，加热蒸汽压力，气温、湿度等

⑷其他特殊要求




2 、调查待设计设备国内外现状及发展趋势、有关新技术及专利状况，设计计算方法等

4 、确定方案

⑴确定设备的操作条件，如温度、压力、流比等

⑵确定设备结构型式，评比各类设备结构的优缺点，结合本设计的具体情况，选择高效、可靠的设备型式

⑶确定单元设备的流程

3 、收集有关物料的物性数据、腐蚀性质等




⑴ 全设备物料与能量衡算

⑵ 设备特性尺寸计算

如：精馏设备的理论级数、塔径、塔高

换热设备的传热面积

⑶ 流体力学计算

如流动阻力与操作范围计算


5 、工艺计算


在设备型式及主要尺寸已定的基础上，根据各种设备

常用结构，参考有关资料与规范，详细设计设备各零部

件的结构尺寸

如填料塔要设计液体分布器、再分布器、填料支承、

填料压板和各种接口，各种构件的材料选择、壁厚计算，

塔板、塔盘等的机械设计各种辅助结构如支座、保温支

架的设计，总装配图及零件图绘制，设备材料表7 、制造技术要求与规范

（三）设备设计方法与步骤§4-1 设备设计简述

6 、结构设计

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