33套換熱器及反應(yīng)設(shè)備工作原理動畫看個夠

熱裝備

單段絕熱反應(yīng)器

單段絕熱反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)能力大。但缺點是反應(yīng)過程中溫度變化較大。適用于反應(yīng)熱效應(yīng)不大的放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程允許溫度有較寬變動范圍的反應(yīng)；熱效應(yīng)較大的，但對反應(yīng)溫度不很敏感或是反應(yīng)速率非?？斓倪^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)簡單，便于裝卸催化劑，催化劑床層的溫度波動小，但對操作要求較高，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，它通過在全封閉真空管殼內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)與凝結(jié)來傳遞熱量，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、可遠距離傳熱、可控制溫度等一系列優(yōu)點。缺點是抗氧化、耐高溫性能較差。此缺點可以通過在前部安裝一套陶瓷換熱器來予以解決，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、機械等行業(yè)中，作為廢熱回收和工藝過程中熱能利用的節(jié)能設(shè)備，取得了顯著的經(jīng)濟效益。

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度取4～7米。這種換熱器傳熱面積最高達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,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)用最廣的一種換熱器。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。

在進行換熱時，一種流體由封頭的連結(jié)管處進入，在管流動，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。

具有補償圈的換熱器

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

U型管式換熱器

此類換熱器的特點是管束可以自由伸縮，不會因管殼之間的溫差而產(chǎn)生熱應(yīng)力，熱補償性能好；管程為雙管程，流程較長，流速較高，傳熱性能較好；承壓能力強；管束可從殼體內(nèi)抽出，便于檢修和清洗，且結(jié)構(gòu)簡單，造價便宜。但管內(nèi)清洗不便，管束中間部分的管子難以更換，又因最內(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)簡單，制造、安裝、清洗和維修方便，價格低廉，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相變的加熱劑時，亦可在夾套中設(shè)置螺旋隔板或其它增加湍動的措施，以提高夾套一側(cè)的給熱系數(shù)。為補充傳熱面的不足，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螺旋形通道，冷熱流體之間通過螺旋板壁進行換熱的換熱器。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)器包括以下幾個部分：進水和配水系統(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荷及燒焦強度確定，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)裝有兩級串聯(lián)的旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器的直徑不能過大，在燒焦負荷大的再生器內(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的再生器逆流相遇。銅液由回流塔出來從下加熱器的底部進入列管內(nèi)，被關(guān)鍵的熱銅液間接加熱，沿升列管向上，進入中間還原器再進入上加熱器。

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)及下降管進入氣化爐激冷室冷卻，冷卻后的合成氣經(jīng)噴嘴洗滌器進入碳洗塔，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)器軸的各個橫截面上沿半徑方向流動。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)計關(guān)鍵是合理設(shè)計流道使各個橫截面上的氣體流量均等，對分布流道的制造要求較高，且要求催化劑有較高的機械強度，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，但缺點是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，設(shè)備費用高，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

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

方型立式吸附器

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

移動床吸附器

對于移動床吸附器這類吸附器，新鮮吸附劑由塔頂加進，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入，向上通過吸附床流向塔頂。塔底設(shè)有支承格柵。

有下流式移動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合，較少用于控制污染。優(yōu)點是處理氣體量大，吸附劑可循環(huán)使用。吸附劑的磨損和消耗是一個很大的管理問題，要求有耐磨能力強的吸附劑。

流化床吸附器

流化床吸附器是近年來發(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，強烈攪動，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“吸附波”存在，因此，所有吸附劑都保持在相對低的飽和度下，否則出口氣體中污染物濃度不易達到排放標(biāo)準(zhǔn)，因而較少用于廢氣凈化。

離心萃取機

其特點是，在離心力場中先進行充分混合，促使溶質(zhì)的轉(zhuǎn)移，再進行兩相液體的分離和排出。輕相液體從靠近轉(zhuǎn)鼓壁處進料，重液相則從轉(zhuǎn)鼓中心進料。在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)形成兩相分散的逆流接觸。最終兩相達到轉(zhuǎn)鼓的另一端時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結(jié)構(gòu)制成離心萃取機，充分地發(fā)揮了管式離心機分離因數(shù)高、軸向長度大，適于處理密度差較小的兩相液體，室式和碟片式離心機對兩相液體分散度高，接觸面積大，停留時間長等特點，有利于萃取過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)氣化過程進行的程序,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)過旋風(fēng)除油器、電捕器過濾焦油.下段煤氣經(jīng)過旋風(fēng)除塵器清除灰塵，經(jīng)過混合后輸送到用戶使用。

反應(yīng)區(qū)與三相分離器設(shè)計

混合流體進入三相分離器后，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，因此氣泡上升過程中逐漸脫離泥水混合液，進入集氣室，而泥水混合液則進入沉降區(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，填料上長滿生物膜，廢水與生物膜接觸過程中，水中的有機物被微生物吸附、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自水中，而廢水則自鼓人的空氣不斷補充失去的溶解氧。空氣是通過設(shè)在池底的布氣系統(tǒng)供給。

立式多端焚燒爐

立式熱解焚燒爐是一種對環(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。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、機場特種垃圾和部分工業(yè)固體廢物。適用于我國低熱值、高水分的垃圾處理。