原標(biāo)題：33套換熱器及反應(yīng)設(shè)備工作原理動(dòng)畫看個(gè)夠

　　熱裝備

　　單段絕熱反應(yīng)器

　　單段絕熱反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)能力大。但缺點(diǎn)是反應(yīng)過(guò)程中溫度變化較大。適用于反應(yīng)熱效應(yīng)不大的放熱反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程允許溫度有較寬變動(dòng)范圍的反應(yīng)；熱效應(yīng)較大的，但對(duì)反應(yīng)溫度不很敏感或是反應(yīng)速率非?？斓倪^(guò)程也可適用。

　　多段式絕熱反應(yīng)器

　　根據(jù)段間反應(yīng)氣體的冷卻或加熱方式，多段絕熱床又分為間接換熱式和冷激式（直接換熱式）。前者催化劑床層的溫度波動(dòng)小，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，催化劑裝卸較困難，多適用于放熱反應(yīng)；后者反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于裝卸催化劑，催化劑床層的溫度波動(dòng)小，但對(duì)操作要求較高，多適用于放熱反應(yīng)，能做成大型催化反應(yīng)器。

　　熱管換熱器

　　熱管是一種具有高導(dǎo)熱性能的傳熱元件，它通過(guò)在全封閉真空管殼內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)與凝結(jié)來(lái)傳遞熱量，具有極高的導(dǎo)熱性、良好的等溫性、冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改變、可遠(yuǎn)距離傳熱、可控制溫度等一系列優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是抗氧化、耐高溫性能較差。此缺點(diǎn)可以通過(guò)在前部安裝一套陶瓷換熱器來(lái)予以解決，陶瓷換熱器較好地解決了耐高溫、耐腐蝕的難題。

　　目前已廣泛應(yīng)用于冶金、化工、煉油、鍋爐、陶瓷、交通、輕紡、機(jī)械等行業(yè)中，作為廢熱回收和工藝過(guò)程中熱能利用的節(jié)能設(shè)備，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

　　套管式換熱器

　　以同心套管中的內(nèi)管作為傳熱元件的換熱器。兩種不同直徑的管子套在一起組成同心套管，每一段套管稱為“一程“，程的內(nèi)管（傳熱管）借U形肘管，而外管用短管依次連接成排，固定于支架上（圖中a）。熱量通過(guò)內(nèi)管管壁由一種流體傳遞給另一種流體。通常，熱流體（A流體）由上部引入，而冷流體（B流體）則由下部引入。套管中外管的兩端與內(nèi)管用焊接或法蘭連接。內(nèi)管與U形肘管多用法蘭連接，便于傳熱管的清洗和增減。每程傳熱管的有效長(zhǎng)度取4～7米。這種換熱器傳熱面積*高達(dá)18平方米，故適用于小容量換熱。

　　噴淋式換熱器

　　這種換熱器是將換熱管成排地固定在鋼架上，熱流體在管內(nèi)流動(dòng),冷卻水 從上方噴淋裝置均勻淋下,故也稱噴淋式冷卻器.噴淋式換熱器的管外是一層湍動(dòng)程度較高的液膜,管外給熱系數(shù)較沉浸式增大很多.另外,這種換熱器大多放置在空氣流通之處,冷卻水的蒸發(fā)亦帶走一部分熱量,可起到降低冷卻水溫度,增大傳熱推動(dòng)力的作用.因此,和沉浸式相比,噴淋式換熱器的傳熱效果大有改善。

　　列管式換熱器

　　列管式換熱器（tubular exchanger）是目前化工及酒精生產(chǎn)上應(yīng)用*廣的一種換熱器。它主要由殼體、管板、換熱管、封頭、折流擋板等組成。所需材質(zhì) ，可分別采用普通碳鋼、紫銅、或不銹鋼制作。

　　在進(jìn)行換熱時(shí)，一種流體由封頭的連結(jié)管處進(jìn)入，在管流動(dòng)，從封頭另一端的出口管流出，這稱之管程；另-種流體由殼體的接管進(jìn)入，從殼體上的另一接管處流出，這稱為殼程列管式換熱器。

　　具有補(bǔ)償圈的換熱器

　　由擋板、補(bǔ)償圈和放熱嘴構(gòu)成的換熱器。當(dāng)流體為高溫?fù)Q熱時(shí)，由于殼體與管束因溫度相差太大，引起不同的熱膨脹率，補(bǔ)償圈就是為了消除這種熱應(yīng)力。

　　U型管式換熱器

　　此類換熱器的特點(diǎn)是管束可以自由伸縮，不會(huì)因管殼之間的溫差而產(chǎn)生熱應(yīng)力，熱補(bǔ)償性能好；管程為雙管程，流程較長(zhǎng)，流速較高，傳熱性能較好；承壓能力強(qiáng)；管束可從殼體內(nèi)抽出，便于檢修和清洗，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜。但管內(nèi)清洗不便，管束中間部分的管子難以更換，又因*內(nèi)層管子彎曲半徑不能太小，在管板中心部分布管不緊湊，所以管子數(shù)不能太多，且管束中心部分存在間隙，使殼程流體易于短路而影響殼程換熱。

　　沉浸蛇管換熱器

　　沉浸式蛇管換熱器以蛇形管作為傳熱元件的換熱器，是間壁式換熱器種類之一。這是一種古老的換熱設(shè)備。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝、清洗和維修方便，價(jià)格低廉，又特別適用于高壓流體的冷卻、冷凝，所以現(xiàn)代仍得到廣泛應(yīng)用。但蛇管式換熱器的體積大、笨重；單位傳熱面積金屬耗量多，傳熱效能低。根據(jù)管外流體冷卻方式的不同，蛇管式換熱器又分為沉浸式和噴淋式。

　　這種換熱器多以金屬管子繞成，或制成各種與容器相適應(yīng)的情況，并沉浸在容器內(nèi)的液體中。

　　夾套換熱器

　　夾套式換熱器是間壁式換熱器的一種，在容器外壁安裝夾套制成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；但其加熱面受容器壁面限制，傳熱系數(shù)也不高。為提高傳熱系數(shù)且使釜內(nèi)液體受熱均勻，可在釜內(nèi)安裝攪拌器.當(dāng)夾套中通入冷卻水或無(wú)相變的加熱劑時(shí)，亦可在夾套中設(shè)置螺旋隔板或其它增加湍動(dòng)的措施，以提高夾套一側(cè)的給熱系數(shù)。為補(bǔ)充傳熱面的不足，也可在釜內(nèi)部安裝蛇管。夾套式換熱器廣泛用于反應(yīng)過(guò)程的加熱和冷卻

　　浮頭式換熱器

　　新型浮頭式換熱器浮頭端結(jié)構(gòu)，它包括圓筒、外頭蓋側(cè)法蘭、浮頭管板、鉤圈、浮頭蓋、外頭蓋及絲孔、鋼圈等組成，其特征是：在外頭蓋側(cè)法蘭內(nèi)側(cè)面設(shè)凹型或梯型密封面，并在靠近密封面外側(cè)鉆孔并套絲或焊設(shè)多個(gè)螺桿均布，浮頭處取消鉤圈及相關(guān)零部件，浮頭管板密封槽為原凹型槽并另在同一端面開一個(gè)以該管板中心為圓心，半徑稍大于管束外徑的梯型凹槽，且管板分程凹槽只與梯型凹槽相連通，而不與凹型槽相連通。

　　螺旋板式換熱器

　　螺旋板換熱器（spiral heat exchanger），是由兩張平行的金屬板卷制成兩個(gè)螺旋形通道，冷熱流體之間通過(guò)螺旋板壁進(jìn)行換熱的換熱器。螺旋板換熱器有可拆的和不可拆的兩種型式。

　　反應(yīng)設(shè)備

　　UASB反應(yīng)器

　　UASB反應(yīng)器包括以下幾個(gè)部分：進(jìn)水和配水系統(tǒng)、反應(yīng)器的池體和三相分離器。UASB反應(yīng)器廢水被盡可能均勻的引入反應(yīng)器的底部，污水向上通過(guò)包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應(yīng)發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過(guò)程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣，引起了內(nèi)部的循環(huán)，這對(duì)于顆粒污泥的形成和維持有利。

　　套筒式再生器

　　再生器的殼體是鋼制的大型筒體，殼體內(nèi)的上部為稀相區(qū)，下部為密相區(qū)。密相區(qū)的有效藏量由燒焦負(fù)荷及燒焦強(qiáng)度確定，根據(jù)密相區(qū)的有效藏量和固體密度可決定密相風(fēng)的容積。為了避免過(guò)多地帶出催化劑及增大催化劑的損耗，稀相區(qū)的氣速不能太高，從密相區(qū)向上到一級(jí)旋風(fēng)分離器入口之間的稀相空間高度應(yīng)大于TDH。即使如此，稀相空間仍有一定的催化劑濃度，為了減少催化劑的損耗，再生器內(nèi)裝有兩級(jí)串聯(lián)的旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器的直徑不能過(guò)大，在燒焦負(fù)荷大的再生器內(nèi)裝有幾組旋風(fēng)分離器，它們的升氣管連接到一個(gè)集氣室將煙氣導(dǎo)出再生器。

　　篩板式再生器

　　再生器的主要作用是燒去結(jié)焦催化劑上的焦炭以恢復(fù)催化劑的活性，需的熱量。

　　日產(chǎn)千噸合成氨廠急冷流程用氣化爐

　　此圖為合成氨激冷流程用氣化爐的剖面圖

　　還原器

　　銅液吸收氣體中的一氧化碳、二氧化碳、硫化氫后，從他底部流出，經(jīng)減壓閥減壓后，送至回流塔底部，噴淋而下于再生器解吸出來(lái)的再生器逆流相遇。銅液由回流塔出來(lái)從下加熱器的底部進(jìn)入列管內(nèi)，被關(guān)鍵的熱銅液間接加熱，沿升列管向上，進(jìn)入中間還原器再進(jìn)入上加熱器。

　　沸熱鍋爐流程用氣化爐

　　圖為沸熱鍋爐氣化爐的剖面結(jié)構(gòu)圖

　　德士古（TEXACO）氣化爐

　　水煤漿經(jīng)高壓煤漿泵加壓后與高壓氧氣經(jīng)德士古燒嘴混合后呈霧狀噴入氣化爐燃燒室,在燃燒室中進(jìn)行復(fù)雜的氣化反應(yīng),生成的煤氣(稱為合成氣) 和熔渣經(jīng)激冷環(huán)及下降管進(jìn)入氣化爐激冷室冷卻，冷卻后的合成氣經(jīng)噴嘴洗滌器進(jìn)入碳洗塔，熔碴落入激冷室底部冷卻、固化，定期排出。

　　徑向固定床反應(yīng)器

　　徑向固定床反應(yīng)器中氣體在垂直于反應(yīng)器軸的各個(gè)橫截面上沿半徑方向流動(dòng)。氣體流道短，流速低，可大幅度地降低催化床壓降，為使用小顆粒催化劑提供了條件。其設(shè)計(jì)關(guān)鍵是合理設(shè)計(jì)流道使各個(gè)橫截面上的氣體流量均等，對(duì)分布流道的制造要求較高，且要求催化劑有較高的機(jī)械強(qiáng)度，以免催化劑破損而堵塞分布小孔，破壞流體的均勻分布。

　　管式固定床反應(yīng)器

　　管式反應(yīng)器是一種呈管狀、長(zhǎng)徑比很大的連續(xù)操作反應(yīng)器。其中：

　　列管式換熱器傳熱面積大，傳熱效果好，易控制催化劑床層溫度，反應(yīng)速率快，選擇性高，但缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，設(shè)備費(fèi)用高，能適用于熱效應(yīng)大的反應(yīng)。

　　多管并聯(lián)結(jié)構(gòu)的管式反應(yīng)器一般用于氣固相反應(yīng)，如氣相HCl和乙炔在多管并聯(lián)裝有固相催化劑的反應(yīng)器中反應(yīng)制氯乙烯。

　　文丘里吸收器

　　文丘里吸收器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備小、占空間少、氣速高、處理量大、氣液接觸好、傳質(zhì)較容易，特別適用于捕集氣流中的微小顆粒物。但因氣液并流，氣液接觸時(shí)間短，不適合難溶或反應(yīng)速度慢的氣液吸收，而且壓力損失大（800～9000h），能耗高。

　　常用圓形臥式吸附器

　　有機(jī)廢氣經(jīng)過(guò)濾器除去固體顆粒物質(zhì)，由上而下進(jìn)入吸附罐，有機(jī)物被活性炭捕集、吸附并濃縮，凈化的空氣從罐體下部經(jīng)主風(fēng)機(jī)排入大氣。

　　方型立式吸附器

　　廢氣由風(fēng)管進(jìn)入方型立式吸附器，經(jīng)過(guò)填料層，廢氣與吸附劑充分接觸吸收后，得到凈化氣，由風(fēng)機(jī)排入大氣。

　　移動(dòng)床吸附器

　　對(duì)于移動(dòng)床吸附器這類吸附器，新鮮吸附劑由塔頂加進(jìn)，添加速度的大小以保持氣、固相有一定的接觸高度為原則；塔底有一裝置連續(xù)地排除已飽和的吸附劑，送到另一容器再生，再生后回到塔頂。被處理的氣體從塔底進(jìn)入，向上通過(guò)吸附床流向塔頂。塔底設(shè)有支承格柵。

　　有下流式移動(dòng)填料塔和板式塔兩種型式。適用于要求吸附劑氣體比率高的場(chǎng)合，較少用于控制污染。優(yōu)點(diǎn)是處理氣體量大，吸附劑可循環(huán)使用。吸附劑的磨損和消耗是一個(gè)很大的管理問(wèn)題，要求有耐磨能力強(qiáng)的吸附劑。

　　流化床吸附器

　　流化床吸附器是近年來(lái)發(fā)展的一種吸附器型式。在流化床吸附器中，分置在篩孔板上的吸附劑顆粒，在高速氣流的作用下，強(qiáng)烈攪動(dòng)，上下浮沉。吸附劑內(nèi)傳質(zhì)傳熱速率快，床層溫度均勻，操作穩(wěn)定。缺點(diǎn)是吸附劑磨損嚴(yán)重。另外，氣流與床層顆粒返混，所有吸附劑顆粒都與出口氣保持平衡，無(wú)“吸附波”存在，因此，所有吸附劑都保持在相對(duì)低的飽和度下，否則出口氣體中污染物濃度不易達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，因而較少用于廢氣凈化。

　　離心萃取機(jī)

　　其特點(diǎn)是，在離心力場(chǎng)中**行充分混合，促使溶質(zhì)的轉(zhuǎn)移，再進(jìn)行兩相液體的分離和排出。輕相液體從靠近轉(zhuǎn)鼓壁處進(jìn)料，重液相則從轉(zhuǎn)鼓中心進(jìn)料。在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)形成兩相分散的逆流接觸。*終兩相達(dá)到轉(zhuǎn)鼓的另一端時(shí)輕重液相分別濃縮在轉(zhuǎn)鼓中心和內(nèi)壁處排出。 利用管式、多室式和碟片式離心機(jī)結(jié)構(gòu)制成離心萃取機(jī)，充分地發(fā)揮了管式離心機(jī)分離因數(shù)高、軸向長(zhǎng)度大，適于處理密度差較小的兩相液體，室式和碟片式離心機(jī)對(duì)兩相液體分散度高，接觸面積大，停留時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，有利于萃取過(guò)程先使兩相流分散接觸，再使兩相流分別濃縮的工藝要求。

　　固定層煤氣發(fā)生爐中燃燒的分層情況

　　按照煤氣發(fā)生爐內(nèi)氣化過(guò)程進(jìn)行的程序,可以將發(fā)生爐內(nèi)部分為六層（見混合煤氣發(fā)生爐結(jié)構(gòu)示意圖）:

　　1）灰渣層;

　　2）氧化層（又稱火層）;

　　3）還原層;

　　4）干餾層;

　　5）干燥層;

　　6）空層;其中氧化層和還原層又統(tǒng)稱為反應(yīng)層,干餾層和干燥層又統(tǒng)稱為煤料準(zhǔn)備層。

　　水煤漿氣化工藝急冷流程用氣化爐

　　此圖為水煤漿氣化工藝急冷流程用氣化爐的剖面圖。

　　直徑為2.74m煤氣發(fā)生爐

　　煤氣發(fā)生爐是將煤炭轉(zhuǎn)化為可燃性氣體——煤氣（主要成分為CO、H2、CH4等）的生產(chǎn)設(shè)備。工作原理為：將符合氣化工藝指標(biāo)的煤炭篩選后，由加煤機(jī)加入到煤氣爐內(nèi)，從爐底鼓入自產(chǎn)蒸汽與空氣混合氣體做為氣化劑。煤炭在爐內(nèi)經(jīng)物理、化學(xué)反應(yīng)，生成可燃性氣體，上段煤氣經(jīng)過(guò)旋風(fēng)除油器、電捕器過(guò)濾焦油.下段煤氣經(jīng)過(guò)旋風(fēng)除塵器清除灰塵，經(jīng)過(guò)混合后輸送到用戶使用。

　　反應(yīng)區(qū)與三相分離器設(shè)計(jì)

　　混合流體進(jìn)入三相分離器后，在反射錐的阻擋作用下折向兩邊，由于氣體上升過(guò)程中氣泡不斷凝并，形成氣泡較大，導(dǎo)致上升的速度較快，水流速度相比較慢，因此氣泡上升過(guò)程中逐漸脫離泥水混合液，進(jìn)入集氣室，而泥水混合液則進(jìn)入沉降區(qū)。由于消除了氣泡的提升作用，在沉降區(qū)的水流流態(tài)為層流，在上升過(guò)程中流速逐漸降低，使污泥沉降，并沿著錐體表面滑回反應(yīng)區(qū)。

　　接觸氧化池基本構(gòu)造圖

　　生物接觸氧化法的處理構(gòu)筑物是浸沒曝氣式生物濾鵂，也稱生物接觸氧化池。其基本流程包括:初次沉淀池→生物接觸氧化池→二次沉淀池。

　　生物接觸氧化池內(nèi)設(shè)置填料，填料淹沒在廢水中，填料上長(zhǎng)滿生物膜，廢水與生物膜接觸過(guò)程中，水中的有機(jī)物被微生物吸附、氧化分解和轉(zhuǎn)化為新的生物膜。從填料上脫落的生物膜，隨水流到二沉池后被去除，廢水得到凈化。在接觸氧化池中，微生物所需要的氧氣來(lái)自水中，而廢水則自鼓人的空氣不斷補(bǔ)充失去的溶解氧?？諝馐峭ㄟ^(guò)設(shè)在池底的布?xì)庀到y(tǒng)供給。

　　立式多端焚燒爐

　　立式熱解焚燒爐是一種對(duì)環(huán)境友好的焚燒爐型，屬于第三代焚燒爐，同往復(fù)式排爐和流化床焚燒爐相比，它具有焚毀效率高、尾氣排放量少、粉塵排放量少，熱灼減量低等特點(diǎn)。立式熱解焚燒爐可用于處理城市生活垃圾、醫(yī)院特種垃圾、機(jī)場(chǎng)特種垃圾和部分工業(yè)固體廢物。適用于我國(guó)低熱值、高水分的垃圾處理。

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