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工程设计
磷酸萃取槽新技术? 四川大学日前在安徽成功将新型 萃取槽 运用于工业化生产,萃取率达97%-98%,洗涤率达99%,总收率达97%以上。查看更多 19个回答 . 3人已关注
化学工艺与化学工程的差别? 化学工艺 化学工艺即化工技术或化学生产技术,指将原料物主要经过化学反应转变为产品的方法和过程, 包括实现这一转变的全部措施。化学生产过程一般地可概括为三个主要步骤:①原料处理。为了使原料符合进行化学反应所要求的状态和规格,根据具体情况,不同的原料需要经过净化、提浓、混合、乳化或粉碎(对固体原料)等多种不同的预处理。②化学反应。这是生产的关键步骤。经过预处理的原料,在一定的温度、压力等条件下进行反应,以达到所要求的反应转化率和收率。反应类型是多样的,可以是氧化、还原、复分解、磺化、异构化、聚合、焙烧等。通过化学反应,获得目的产物或其混合物。③产品精制。将由化学反应得到的混合物进行分离,除去副产物或杂质,以获得符合组成规格的产品。以上每一步都需在特定的设备中,在一定的操作条件下完成所要求的化学的和物理的转变。 化学生产技术通常是对一定的产品或原料提出的,例如氯乙烯的生产、甲醇的合成、硫酸的生产、煤气化等。因此,它具有个别生产的特殊性;但其内容所涉及的方面一般有:原料和生产方法的选择,流程组织,所用设备(反应器、分离器、热交换器等)的作用,结构和操作,催化剂及其他物料的影响,操作条件的确定,生产控制,产品规格及副产品的分离和利用,以及安全技术和技术经济等问题。现代化学生产的实现,应用了基础科学理论(化学和物理学等)、化学工程和原理和方法、以及其他有关的工程学科的知识和技术。现代化学生产技术的主要发展趋势是:基础化学工业生产的大型化,原料和副产物的充分利用,新原料路线和新催化剂(包括新反应)的采用,能源消耗的降低,环境污染的防止,生产控制自动化,生产的最优化等。 早期的化学生产以经验为依据,可称为手工艺式的。在生产和科学的长期发展中,化学生产逐渐从手工艺式的生产向以科学理论为基础的现代生产技术转变。但由于化学生产中的物质转化的内容复杂,类型繁多,经验性的生产技术仍然存在。化学工艺这一名称,从上述发展来看,只宜用于仍主要根据经验进行的化学生产。在高等学校的课程设置中,有工业化学和化学工艺学,两种课程仅在名称上不同,其内容均与上述化学生产技术的一般内容大体相似。 化学工程 研究化学工业和其他过程工业 (process industry) 生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程学科。这些工业包括石油炼制工业、冶金工业、建筑材料工业、食品工业、造纸工业等。它们从石油、煤、天然气、盐、石灰石、其他矿石和粮食、木材、水、空气等基本的原料出发,借助化学过程或物理过程,改变物质的组成、性质和状态,使之成为多种价值较高的产品,如化肥、汽油、润滑油、合成纤维、合成橡胶、塑料、烧碱、纯碱、水泥、玻璃、钢、铁、铝、纸浆等等。化学过程是指物质发生化学变化的反应过程,如柴油的催化裂化制备高辛烷值汽油是一个化学反应过程。物理过程系指物质不经化学反应而发生的组成、性质、状态、能量变化过程,如原油经过蒸馏的分离而得到汽油、柴油、煤油等产品。至于其他一些领域 , 诸如矿石冶炼 , 燃料燃烧,生物发酵,皮革制造,海水淡化等等,虽然过程的表现形式多种多样,但均可以分解为上述化学过程和物理过程。实际上,化学过程往往和物理过程同时发生。例如催化裂化是一个典型的化学过程,但辅有加热、冷却和分离,并且在反应进行过程中,也必伴随有流动、传热和传质。所有这些过程,都可通过化学工程的研究,认识和阐释其规律性,并使之应用于生产过程和装置的开发、设计、操作,以达到优化和提高效率的目的。 上述工业生产的共同特点是,从实验室到工业生产特别是大规模的生产,都要解决一个装置的放大问题。生产规模扩大和经济效益提高的重要途径是装置的放大,以节省投资,降低消耗,减少占地 , 节约人力。但是 , 在大装置上所能达到的某些指标,通常低于小型试验结果,原因是随着装置的放大,物料的流动、传热、传质等物理过程的因素和条件发生了变化。这种起源于放大过程的效应,长期以来被笼统地称作“放大效应”,它包含了很多已查明或未查明的物理因素(或称工程因素)的影响。化学工程的一个重要任务就是研究有关工程因素对过程和装置的效应,特别是在放大中的效应,以解决关于过程开发、装置设计和操作的理论和方法等问题。它以物理学、化学和数学的原理为基础,广泛应用各种实验手段,与化学工艺相配合,去解决工业生产问题。 学 科 内 容 化学工程包括单元操作、化学反应工程、传递过程、化工热力学、化工系统工程、过程动态学及控制等方面。 单元操作 构成多种化工产品生产的物理过程都可归纳为有限的几种基本过程,如流体输送、换热(加热和冷却)、蒸馏、吸收、蒸发、萃取、结晶、干燥等。这些基本过程称为单元操作。对单元操作的研究,得到具有共性的结果,可以用来指导各类产品的生产和 化工设备 的设计。在 20 世纪初,对化学工程的认识虽只限于单元操作,但却开拓了一个崭新的领域和出现了一些从事崭新职业的化学工程师。这些化学工程师不同于以往的化工生产工作者,他们经历过化学工程这一专门学科的训练,故有能力使化工生产过程和设备设计、制造和操作控制更为合理。直到今天,各个单元操作的研究还是有着极为重要的理论意义和应用价值,而且是为了适应新的技术要求,一些新的单元操作不断出现并逐步充实进来。 化学反应工程 化学反应是化工生产的核心部分,它决定着产品的收率,对生产成本有着重要影响。尽管如此,在早期因其复杂性而阻碍了对它的系统研究。直到 20 世纪中叶,在单元操作和传递过程研究成果的基础上,在各种反应过程中,如氧化、还原、硝化、磺化等发现了若干具有共性的问题,如反应器内的返混、反应相内传质和传热、反应相外传质和传热、反应器的稳定性等。对于这些问题的研究,以及它们对反应动力学的各种效应的研究,构成了一个新的学科分支即化学反应工程,从而使化学工程的内容和方法得到了充实和发展。 传递过程 是单元操作和反应工程的共同基础。在各种单元操作设备和反应装置中进行的物理过程不外乎三种传递:动量传递、热量传递和质量传递。例如,以动量传递为基础的流体输送、反应器中的气流分布;以热量传递为基础的换热操作 , 聚合釜中聚合热的移出 ; 以质量传递为基础的吸收操作,反应物和产物在催化剂内部的扩散等。有些过程有两种或两种以上的传递现象同时存在 , 如气体增减湿等。作为化学工程的学科分支 , 传递过程着重研究上述三种传递的速率及相互关系,连贯起一些本质类同但表现形式各异的现象。 化工热力学也是单元操作和反应工程的理论基础,研究传递过程的方向和极限,提供过程分析和设计所需的有关基础数据。因此,化学工程的学科分支也可以分两个层次:单元操作和反应工程较多地直接面向工业实际,传递过程和化工热力学较多地从基础研究角度,支持前两个分支。通过这两个层次使理论和实际得以密切结合。 随着生产规模的扩大和资源、能源的大量耗用,使得早先并不显得很重要的问题逐渐突出起来。例如能量利用问题,设计和操作优化问题,在大型生产中都十分重要。由于化工过程中,各个过程单元相互影响,相互制约,因此很有必要将化工过程看作一个综合系统,并建立起整体优化的概念。于是系统工程这一学科在化学工程中得到了迅速的发展,也取得了明显的效果,形成了化工系统工程。它是系统工程方法与单元操作和化学反应工程这两个学科分支相结合的产物。为了保持操作的合理和优化,过程动态特性和控制方法也是化学工程的重要内容。 研究的对象和方法 化学工程的研究对象 通常是非常复杂的,主要表现在:①过程本身的复杂性:既有化学的,又有物理的,并且两者时常同时发生 , 相互影响。②物系的复杂性 : 既有流体(气体和液体),又有固体,时常多相共存。流体性质可有大幅度变化,如低粘度和高粘度、牛顿型和非牛顿型等。有时,在过程进行中有物性显著改变,如聚合过程中反应物系从低粘度向高粘度的转变。③物系流动时边界的复杂性:由于设备(如塔板、搅拌桨、档板等)的几何形状是多变的,填充物(如催化剂、填料等)的外形也是多变的,使流动边界复杂且难以确定和描述。 化学工程的研究方法 由于化学工程对象的这些特点,使得解析方法在化学工程研究中往往失效。也从而形成了自己的研究方法(化学工程研究方法),其中有些方法并非首创,而由别的领域移植而来。 早期的研究方法 化学工程初期的主要方法是经验放大,通过多层次的、逐级扩大的试验,探索放大的规律。这种经验方法耗资大、费时长、效果差,人们一直努力试图摆脱这种处境。但是时至今日,对于一些特别复杂,人们迄今尚知之甚少的过程,还不得不求助于或部分求助于此法。 20 世纪初的研究方法 相当盛行的是相似论和因次分析,其特点是将影响过程的众多变量通过相似变换或因次分析归纳成为数较少的无因次数(无量纲)群形式,然后设计模型试验,求得这些数群的关系。用这两种方法归纳实验结果,甚为有效。 对于反应过程,逐级的经验方法沿用了很长时间。由于不可能在满足几何相似和物理量相似的同时满足化学相似条件,用无因次数群关联实验结果以获得反应过程规律的思路归于无效。 50 年代以后的研究方法 直至 50 年代,才在化学反应工程领域中广泛应用数学模型方法。这一方法的影响波及到化学工程的其他分支,使研究方法出现了一个革新。但即使采用了这个方法 , 实验工作仍占重要地位 , 基础数据要依靠实验测定,模型要通过实验得到鉴别,模型参数要由实验求取,模型可靠性要由实验验证。 各种化学工程研究方法的基础是实验工作,不论采用哪一种研究方法,都应力求使实验工作有效、可靠和简易可行。各种理论、各种方法以及计算机的应用,目的都是为使实验工作更能揭示事物的规律,更为节省时间、人力和费用。在上述方法的应用中,多方面体现了过程分解(将一个复杂过程分解为两个或几个较简单过程),过程简化(较复杂过程忽略次要因素而以较简单过程简化处理)和过程综合(在分别处理分解了的过程后,再将这些过程综合为一)的思想。 重 要 作 用 现代工业生产的规模常要求一套装置的年产量达数十万吨或更高。这些装置必然面临大量的工程问题,而且指标稍有下降,就会带来很大的经济损失。 科学技术的进步,时时刻刻在创造新的产品和新的工艺。但这些新的产品必须借助工程的手段才能实现工业生产,新的工艺要有经济和技术的合理性才能取代原有工艺。 上述装置大型化和新产品、新工艺工业化的问题都属于化学工程的研究范围。化学工程在国民经济中的重要作用是十分明显的。 例如将大量烟气中硫、 氮氧化物 等有害组分脱除后再排放,在实验室达到要求后,进而要在工业规模中实现大量烟气的净化,就必须考虑大规模净化的经济性和可行性,着眼点与实验室研究很不相同。 又如化工生产中 , 要求十分纯净的产品作为原料 , 如高分子化工中常要求聚合前单体的杂质含量是在百万分之几 (ppm) 数量级。对于实验室工作来说 , 这一点并不一定困难,而且小实验也不要求提纯的经济指标。但是要求大型 生产装置 在低消耗和设备简易可行的条件下做到这一点 , 却是一个完全不同的课题。这种课题的解决 , 有赖于单元操作的研究。假使在实验反应器中确定了优选的温度、浓度和反应时间,获得了满意的效果。而在放大过程中,由于流动的不均匀性,物料在反应器中的停留时间(反应时间)出现不均匀,偏离了优选的反应时间。由于反应热效应,大装置中因传热的限制而出现的温度不均匀,使反应温度偏离了优选温度。温度的不均匀必然导致浓度的不均匀。这些效应引起大装置中效率下降,产品成本提高,甚至可能因此失去工业价值而不宜用于生产。这个例子说明化学反应工程研究的作用和意义。 另一个例子是工业生产中为适应各过程的需要,时而需要加热,时而需要冷却。在实验室中能耗指标并不重要,但大生产就必须考虑热量的合理利用,应尽可能使加热和冷却相匹配,尽可能利用低位热能。如何合理利用热量,如何合理安排众多的设备,这一课题,是无法用实验方法解决的,而是通过化工系统工程的研究解决的。 上述数例说明生产大型化后人们对化学工程知识的紧迫需要。化学工程的成就已能在相当程度上解决这些问题。 发 展 方 向 化学工程面临着新的挑战和新的课题,解决这些新课题的过程,必然使化学工程学科得到发展。它的研究范围和应用前景已远远越过了它原有的含义。 化学工程正向两个方向发展:一方面随着学科的成熟,不断向学科的深度发展;另一方面是不断向新的领域渗透,研究和解决新领域中的新问题。 学科的纵深方向 为了深入掌握过程的规律,对化学工程中经常遇到的多相物系、高粘度流体和非牛顿型流体的传递规律进行深入系统研究。这些研究不但有利于解决传统研究领域的问题,也有助于了解诸如人体内血液流动等新兴课题。对反应过程中多重定常稳定态问题的研究,既是反应器设计和操作的需要,也是从另一侧面对非线性系统稳定性问题研究所作的贡献。为了使大型装置的设计更为迅速可靠,研究了各种物系物性参数、热力学参数与热化学参数以及相平衡与化学平衡数据,推动了化工热力学研究进一步与实际的结合。 在研究方法方面,数学模型方法不断完善,与之相配合的是,以统计理论和信息论为基础的实验设计、数据处理、模型的筛选和鉴别以及模型参数估计等方法。为了进行过程的模拟及多方案计算,发展了多种计算机模拟系统,建立了模型库和数据库,并从定态模拟发展到为过程控制所需要的动态模拟。 向新领域的渗透 这是客观需要,也是学科发展的动力。在历史上,化学工程就在各种新过程的开发和优化,在无机化工和 石油化工 等装置大型化的推动下得到发展,如大型径向固定床反应器和催化裂化用流化床反应器的开发技术。在解决石油加工中多组分反应物系处理方法时,发展了集总动力学处理方法,这一方法反过来又可用于处理生物反应过程。在向材料工业渗透过程中,出现了将化学反应工程原理用于聚合过程的聚合反应工程,对于高粘物系传递特性的研究则有了实际应用的课题。随着生物技术的进展 , 出现了生物化学工程 , 以解决生物反应器和生物制剂分离等问题,如超过滤技术等。能源短缺的情况,使人们重视低温热源的利用,出现了新型换热器。为了保护环境,也为了开发海洋资源,要求研究低浓度混合物的分离技术,于是出现了新的分离技术,如膜分离、泡沫分离等。用化学工程的观点和方法,研究人体内的生理过程,如药物在人体中的扩散,以及研究人工脏器等,形成了生物医学工程这一新的研究领域。为了探索在离心力场、电场、磁场等作用下的过程规律,出现了场致化学工程。化学工程的原理甚至被应用于研究高纯电子器件的制备,喷气技术等等方面。也就是说,在化工生产领域之外,凡是存在反应过程或传递过程并值得重视的场合,几乎都可以找到化学工程的用武之地。这一认识反映了当今化学工程的概貌。查看更多 28个回答 . 3人已关注
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塔内件技术方案比较? 回复 1# changy 我个人建议:技术对比应包括以下技术指标。 1、泛点率%; 2、塔盘压降kPa; 3、整塔压降kPa; 4、漏液率%; 5、雾沫夹带分率%; 6、塔盘开孔率%; 7、降液管面积m2; 8、除沫丝网的材质; 9、除沫丝直径mm; 10、除沫网的厚度mm; 11、阀孔气速m/s; 12、每块塔板阀个数; 13、降液板底隙mm; 14、降液板底隙流速m/s; 15、液体停留时间s; 16、塔盘数据(塔盘类型、塔盘厚度、浮阀厚度、阀尺寸和重量); 17、内件重量(活动件重量、焊接件重量)。 关于塔盘、阀等内件的材质,业主或者设计院是可以规定的。 以上是我以前做 塔内件 技术比对时的对比项。查看更多 4个回答 . 5人已关注
预热烧嘴的稳焰器是干嘛的,到底是那一部分? 预热烧嘴的稳焰器是干嘛的,到底是那一部分?查看更多 2个回答 . 5人已关注
菜鸟求教:精馏塔底液相回流管? 公司考虑自己改造一个小塔,将塔斧换大,现在有一个问题不明确:就是塔底液相回流管(从塔底接到 再沸器 )是接到再沸器的顶部(气相空间)还是接到再沸器的底部(物料液面以下)?以前的设计是接到底部的,现在出于管道布置方便的考虑,想接到再沸器的顶部,不知道有没有问题?也许我没表达清楚,恳请大家不吝赐教,可以QQ我:389452799,小弟在这拜谢了 查看更多 1个回答 . 1人已关注
进料分布器? 现在的单套煤 焦油 处理能力越来越大了啊,单套的30万吨处理能力都是减压操作,进料 分布器 对减压塔作用大还是 ... 个人觉得应该对减压塔的影响更大些,因为在减压状态下,气体体积增大很多,气体流速非常快,进料分布不好对整个塔的操作影响都很大。查看更多 2个回答 . 5人已关注
富士变频器的问题? 我单位使用的4台(同时安装使用的)富士GII 变频器 ,已使用5年,最近接连出现故障,报欠压故障,检查外部电路无任何问题,更换其它品牌的变频器后能正常工作,送到外面去修富士的变频器,检查都是控制板的故障,但也说不清具体原因,请对 富士变频器 熟悉的同仁指点解惑。查看更多 5个回答 . 2人已关注
如何选购称心如意的清洗机? 虽然说目前市面上的 超声波清洗机 供应商 为数不少,但在质量把控方面还是良莠不齐,很难让消费者称心如意。甚至很多人都对选购超声波清洗机的选购担惊受怕,更甚者望而止步。其实,听小编一言,选购 清洗机 是一件非常简单的事情,我们只要在选购的时候切中重点,保证你能够选购到称心如意的超声波清洗机。 不知道大家有没有了解过,一台超声波清洗机的质量主要看下面几点:频率、功率、清洗液温度以及清洗工艺四项。 关于清洗机的频率: 从28 kHz 到 120kHz 之间,在使用水或水 清洗剂 时由空穴作用引起的物理清洗力显然对低频有利,一般使用 28-40kHz 左右。对小间隙、狭缝、深孔的零件清洗,用高频(一般 40kHz 以上)较好,甚至几百 kHz 。 关于清洗机的功率:可以细分为两种情况 1、小功率,花费很长时间也没有清除污垢。而如果功率达到一定数值,很快便将污垢去除。 2、大功率,空化强度将大大增加,清洗效果是提高了,但这时较精密的零件也产生了蚀点,而且清洗机底部振动板空化严重,水点腐蚀也增大。 关于清洗机清洗液温度: 水清洗液最适宜的清洗温度为 40-60℃ ,尤其在天冷时若清洗液温度低空化效应差,清洗效果也差。因此有部分清洗机在清洗缸外边绕上加热电热丝进行温度控制,当温度升高后空化易发生,所以清洗效果较好。 关于清洗工艺: 明确被洗件的材料构成、结构和数量, 分析并明确要清除的污物,这些都是决定所要使用什么样的清洗方法,判断应用水性清洗液还是用溶剂的先决条件。最后才决定选择哪种清洗机工艺。 基于上面小编所提到的,关于如何选购超声波清洗机的四种因素,只要我们把控的好,定能选购出你称心如意的清洗机。 查看更多 1个回答 . 4人已关注
离心机润滑油站大家用的哪家? 离心式 压缩机 配套 润滑油 站哪家可以做??求推荐查看更多 1个回答 . 3人已关注
减速机润滑散热系统? 减速机 的热功率与其热量散发密切相关,要提高热功率首先就应该解决箱体内的发热问题。减速机在热态过程中(即发热和散热过程),由于啮合损失,轴承损失,搅油损失,密封损失,风扇损失等造成了大量的热量,使得减速机由于过大的功率损失而导致温度升高,限制系统功能的正常发挥,对减速机系统产生了很大影响。要充分发挥其性能,关键在于提高热功率,提高减速机的热功率主要是通过对减速机系统的冷却,增加其散热量及润滑油的循环,因此,急需对润滑冷却系统进行改进设计。 减速器的热功率与其热量散发密切相关,要提高热功率首先就应该解决箱体内的发热问题。一般当减速机的机械功率大于150kW时,其热功率只有额定机械功率的50%以下,而且机械功率越大热功率越小,造成能源的巨大浪费。通常 齿轮减速机 的热功率远远低于其机械功率,因此要充分发挥其性能,提高热功率非常关键,由热功率计算公式可知,提高减速机的热功率主要是通过对减速机的冷却,增加其散热量,通常采用以下几种方法:风扇散热冷却;水管散热冷却:强制循环油润滑冷却。 减速机润滑散热系统一:润滑散热系统设计方案 强制循环油润滑冷却强制润滑冷却主要用于大规格减速机及关键设备中,采用该装置效果明显,单独润滑冷却装置主要用于单机,集中润滑冷却装置主要用于机组或生产线中,它具有结构紧凑,互换性好等特点,减速机工作油温保持在最佳状态,延长了减速机的使用寿命。因此,为了达到散热、提高机械功率的目的,对减速机的散热润滑系统进行了优化设计,设计了如下强制外循环润滑冷却系统,工作原理如图3.50 减速机润滑散热系统二:外循环散热系统 为实现降温冷却及喷雾润滑的效果,加长了润滑油循环管道的距离,并将润滑油循环到油箱中,以便于对润滑油进行冷却和沉淀杂质,同时配合虑油器工作,进一步虑清润滑油。润滑冷却系统的关键设备采用了由上海贺德克液压技术有限公司引进的德国先进设备HYDAC OK-EL8S型冷却器(如图3.6)。 该冷却器适用于液压冷却,可用于回油和旁路两种方式。主要应用于工业动力站、润滑系统(如齿轮箱)和机床中。HYDAC OK-EL8S型冷却机为lobar动态额定压力、模块结构,采用强有力的径向风扇和高性能散热片,以获取最佳性能。可配置中速或高速的风扇型式,同时可设计安装油泵和 过滤器 。旁路冷却系统具有稳定的冷却(和过滤)性能,不受主液压回路中流量和负载变化的影响。使冷却器只适合于系统热负载,而与主回路的最大回油量无关。该系列冷却器还具有另外一个优点,既旁路冷却器可以与主回路中的压力冲击完全隔离,避免压力冲击造成的损坏。冷却器的冷却范围为0 T40℃时2-104kW,结构紧凑、拆卸简单、效率高、功率大,电机选用市场上最通用的B,法兰型式。 查看更多 0个回答 . 2人已关注
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职业:常州菲纳斯能源科技有限公司 - 工程设计
学校:成都大学 - 中外文化交流中心
地区:江西省
个人简介:理想是人生的太阳。查看更多
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