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痛心!78人死亡!响水爆炸事故环境应急最新进展!化工企业应如何设

发布时间:2019-11-02 10:30 来源:未知 编辑:admin

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  据网易新闻最新报道,响水化工厂爆炸事故共造成78人丧生,同时据江苏省卫健委副主任 李少冬介绍,关于伤员救治情况,盐城市16家医院共住院治疗604人,其中危重伤员19人,重症伤员98人,累计出院59人。

  生态环境部最新发布消息,响水“3·21”特别重大爆炸事故发生后,由生态环境部派出的工作组继续在当地指导环境应急处置工作。目前各项工作有序推进,污染水体应急处置方案初步确定。

  据悉,生态环境部调集环境监测及水、固废、土壤处理等方面30名专家,全力支持当地科学妥善处置事故。23日,生态环境部有关负责人、3名专家及监测人员进入爆炸核心区,查看爆炸区地面坑塘废水及固废等相关情况,并采集水样进行分析。

  工作组协助地方进一步优化事故区域大气和水体的环境监测方案,对河道内污染水体、核心区残余化学品、污水及固体废物等情况进行摸排,提出了污染治理工作初步方案。工作组要求当地全面调度周边区域应急池、储罐、运输罐车等资源,做好污水处置设施、园区污水厂技术对接工作,确保设施尽快投入运行。制定应对降雨预案,提前做好人员调配和物资准备工作。

  陈家港化工园区内新民河、新丰河、新农河3条入灌河河渠已经全部通过筑坝拦截的方式封堵完毕,同时组织人员对坝体进行加固、巡查和实时监控,确保污染水体不入灌河。同时,为确保三个入灌河封堵口的安全,按工作组的要求,地方将在所有堵口各安装一个视频监控系统,各建一个值守帐篷,每小时巡查一次,各安排一台挖掘机,4小时监测一次水质。

  根据《响水天嘉宜化工爆炸污染事件应急监测方案》,江苏省环境监测中心继续组织环境监测人员对事故发生地下风向环境空气和园区河流闸内、闸外及灌河地表水开展应急监测。

  根据25日6时事故地下风向1000米、2000米、3500米处监测结果,二氧化硫、氮氧化物参照《环境空气质量标准》(GB3095-2012)评价,均低于二级标准限值;苯、甲苯、二甲苯参照《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002)评价,均低于标准限值。自22日12时起,事故地下风向1000米、2000米、3500米处环境空气连续稳定达标。

  新丰河:25日6时,闸内氨氮浓度为224毫克/升,参照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)评价,超标111倍;苯胺类为6.47毫克/升,超标63.7倍;二氯甲烷为0.439毫克/升,超标21倍;化学需氧量为321毫克/升,超标7倍;二氯乙烷为0.169毫克/升,超标4.6倍;三氯甲烷为0.141毫克/升,超标1.4倍;苯为0.02毫克/升,超标1倍;甲苯为0.761毫克/升,超标0.1倍。闸外各项监测指标均低于标准限值。从变化趋势看,新丰河闸内氨氮仍严重超标,苯胺类浓度有所波动,超标倍数较高。

  新农河:闸内无水。25日6时,中游化学需氧量为110毫克/升,超标1.8倍;氨氮为4.02毫克/升,超标1倍。闸外各项监测指标均低于标准限值。新民河:25日6时,闸内、闸外各项监测指标均低于标准限值。灌河入海口、厂区排污口下游3公里2个点位25日6时各项监测指标均低于标准限值。

  根据天嘉宜化工厂经营范围和生产项目,其相关化学品中最主要的基础原料就是苯,而相关的下游产品间苯二胺、邻苯二胺、对苯二胺等都有比较强的急性毒性。因此,爆炸导致的化学品污染泄漏,对当地环境也会造成一定影响。

  爆炸事故后可能会有一些化工原料出现泄漏导致相关的污染,再加上大量的消防车出动,需要很多水处理灭火事宜,事态紧急,短时间内很难确保废水完全收集。

  另外,由于生产流程比较复杂,涉及到不止工厂生产的下游产品,还有原材料及辅助原料等各类有机物,爆炸高温产物也是相当复杂,所以短时间内,日常地表水污染可能最为直接。

  2005年11月13日,吉林石化公司双苯厂一车间发生爆炸,共造成5人死亡、1人失踪,近70人受伤。爆炸发生后,约100吨苯类物质(苯、硝基苯等)流入松花江,造成了江水严重污染,沿岸数百万居民的生活受到影响。

  据调查,此次污染事件的直接原因是:双苯厂没有事故状态下防止受污染的清净下水流入松花江的措施,爆炸事故发生后,未能及时采取有效措施,防止泄漏出来的部分物料和循环水及抢救事故现场消防水与残余物料的混合物流入松花江。换言之,该企业没有完善的事故废水导排系统和足够容量的应急事故水池,导致爆炸事故发生后含有大量的苯、硝基苯等有毒有害物料的消防废水进入松花江。

  2006年1月浙江某化工厂六氯车间反应釜发生爆炸事故,该公司利用已有的雨水回收系统和废水预处理系统收集了事故污水,经预处理后送入污水处理厂,没有造成环境次生污染。

  因此,完善的事故废水导排系统和足够容量的应急事故水池,对所有涉及危险化学品环境风险事故废水排放的建设项目至关重要。GB50483-2009《化工建设项目环境保护设计规范》中规定:化工建设项目应设置应急事故水池,以保证事故时能有效地接纳装置排水、消防废水等污染水,避免事故污染水进入水体造成污染。

  化工企业应急事故池设置应遵循相关规范。生产装置区的罐区设施、储液池、隔油池、导流设施、污水系统,设备检维修废水、雨水等都必须进入应急池内,应急池水位达到一定的数量就必须用专用排污车拉到管理部门指定的位置进行无害化处理,防止污染雨水和轻微事故泄漏造成的环境污染。

  1、中国石化建标[2016]43号《水体污染防控紧急措施设计导则》(以下简称“导则”);

  2、《化工建设项目环境保护设计规范》(GB 50483-2009)(以下简称“规范”);

  3、中国石油天然气集团公司企业标准《事故状态下水体污染的预防与控制技术要求》(Q/SY1190-2009)。

  GB50483规定的应急事故水池容积确定方法,对所有涉及危险化学品环境风险事故排水的项目均应适用执行。应根据项目特点、行业标准或规范、事故池容积确定的具体要求等,注意区分各标准规范的适用范围和具体规定条款的执行,尤其是石油化工企业和石油库。

  由于“导则”的方法比较具体,各项参数都可以落实,因而一般按照“导则”的规定计算应急事故池的容积。很多设计人员将按照“导则”中公式计算的结果,直接作为事故池的有效容积。“导则”和“规范”都未直接提出事故池容积安全余量要求。

  确定应急事故池容积的诸多因素中有两个重要因素:消防用水量和发生事故时可能进入事故池的雨水量,按现行设计规范计算的这两个量都不是最大值。

  消防用水量:消防用水量确定、围堰或防火堤有效容积确定时应按《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)、《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-2008)、《石油库设计规范》(GB50074-2002)、《储罐区防火堤设计规范》(GB50351-2005)等有关规定执行。

  按现行消防设计规范,根据消防给水流量和火灾延续时间的乘积计算得到,而现行消防规范中规定的消防给水流量是设计必须保证最小流量,规范中规定的火灾延续时间是设计中必须保证最小时间,因此,由两者的乘积得到的消防用水量是设计必须保证的最小用水量,因而火灾时实际消防用水量完全可能比按照规范设计的水质大得多。

  现行消防设计规范都明确消防水池的补水时间不宜超过48h,也就是说消防要考虑短时间内第二起火灾应对的事故池清空时间,现行规范或导致都未作出要求,事故池清空时间完全有可能受本企业或外协单位污水处理能力的限制而超过48h,因而短时间内第二次火灾产生事故废水,会因事故池不能完全容纳而外溢。

  最大降雨量确定按《室外排水设计规范》(GB50014-2006)、《石油化工企业给水排水系统设计规范》(SH3015-2003)等执行。

  对于发生事故时可能进入事故池的雨水量,目前有两种计算方法:一是按照“导则”,即为年平均一天的降雨量;二是按照“规范”中规定的“当地最大降雨量”。但按照雨水排水系统设计理论,某一时段的降雨量,由汇水面积和设计暴雨强度决定,而暴雨强度计算中有个重要参数—设计重现期,是根据排水区域的重要性、经济条件等因素来取值,而理论上可取无穷大。“当地最大降雨量”只有相对最大,没有绝对最大,实际一定存在比其更大的降雨量。

  注意事故时进入事故水池的雨水量,与正常生产时初期雨水量(即前期雨水)的本质区别,不可混淆。一是降雨历时不同,正常生产运营过程中初期雨水是指刚下的雨水,一次降雨过程中的前10~20min最大降水量,其设计参数计算必须按GB50014规定的短历时暴雨强度公式确定;而事故时降水量应根据事故消防时间(参照GB50160规定一般为2~6h,GB50974-2014一般为1~6h, Q/SY 1190规定为6~10h)确定。二是汇水面积不同,初期雨水的汇水面积必须考虑生产区和储存区总的汇水面积;事故时只考虑装置区或罐区单独的能进入事故排水系统的最大降雨量,不作同时汇水考虑,且应采取措施尽量减少进入事故排水收集系统的雨水汇集面积。

  因此,按目前的应急事故池容量计算依据所确定的事故池,完全有可能容纳不下事故发生时实际产生的废水量而外溢。因而要求事故池最好设在厂区地势最低处,而且应在事故应急预案中,明确在厂区围墙开设门洞处采取预备沙包等措施,防治事故池废水外溢流淌至厂区外水体,同时应明确相应的临时移动存储设施(如有组织槽车转运等)。

  厂区排水管网排水能力的设计也会出现上述同样的情况,有可能一时不能适应实际的排水流量而暂时外溢。当事故池液位高于事故池进水口后,随着液位上升,排水管网的排水能力逐渐减小(水量的实际坡降减小),此时附近地面暂时积水的可能性增大,因此,也要求应急事故池尽可能位于雨水管径大的管网末端附近。

  应急事故水池容量应根据发生事故的设备容量、事故时消防用水量及可能进入应急事故水池的雨水量等因素综合确定。罐区防火堤内容积、排至事故池的排水管道在自流进水的事故池最高液位以下的容积、现有储存事故排水设施的容积均可作为事故排水储存有效容积。计算应急事故废水量时,装置区或贮罐区事故不作同时发生考虑,取其中的最大值。应按事故排水最大流量对事故排水收集系统的排水能力进行校核,明确导排系统的防火、防爆、防渗、防腐、防冻、防洪、抗浮、抗震等措施。

  在非事故状态下需占用事故池时(例如,前期雨水池共用),占用容积不得超过事故池容积的1/3,并应设有在事故时可以紧急排空的技术措施。污水处理事故池不可作为事故储存设施,不能把风险进一步转加到污水处理系统。

  事故池容积的确定,应结合项目的三级防控体系(污染源头、过程处理和最终排放)建设进行,做到“预防为主、防控结合”,以将事故状态下的废水控制在厂内不排入外环境,确保环境安全。

  一级防控体系必须建设装置区围堰、罐区防火堤及其配套设施(如备用罐、储液池、隔油池、导流设施、清污水切换设施等),防止污染雨水和轻微事故泄漏造成的环境污染;

  二级防控体系必须建设应急事故水池、拦污坝及其配套设施(如事故导排系统),防止单套生产装置(罐区)较大事故泄漏物料和消防废水造成的环境污染;

  三级防控体系必须建设末端事故缓冲设施及其配套设施,防控两套及以上生产装置(罐区)重大事故泄漏物料和消防废水造成的环境污染。

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  蒸发器主要由加热室及分离室组成。按加热室的结构和操作时溶液的流动情况,可将工业中常用的间接加热蒸发器分为循环型(非膜式)和单程型(膜式)两大类。 一、循环型(非膜式)蒸发器 这类蒸发器的特点是溶液在蒸发器内作连续的循环运动,以提高传热效果、缓和溶液结垢情况。由于引起循环运动的原因不同,可分为自然循环和强制循环两种类型。前者是由于溶液在加热室不同位置上的受热程度不同,产生了密度差而引起的循环运动;后者是依靠外加动力迫使溶液沿一个方向作循环流动。 (一)中央循环管式(或标准式)蒸发器 中央循环管式蒸发器,加热室由垂直管束组成,管束中央有一根直径较粗的管子。细管内单位体积溶液受热面大于粗管的,即前者受热好,溶液汽化得多,因此细管内汽液混合物的密度比粗管内的小,这种密度差促使溶液作沿粗管下降而沿细管上升的连续规则的自然循环运动。粗管称为降液管或中央循环管,细管称为沸腾管或加热管。为了促使溶液有良好的循环,中央循环管截面积一般为加热管总截面积的40%一100%。管束高度为1—2m;加热管直径在25~75mm之间、长径之比为20~40。 中央循环管蒸发器是从水平加热室、蛇管加热室等蒸发器发展而来的,相对于这些老式蒸发器而言,中央循环管蒸发器具有溶液循环好、传热效率高等优点;同时由于结构紧凑、制造方便、操作可靠,故应用十分广泛,有“标准蒸发器”之称。但实际上由于结构的限制,循环速度一般在0.4~0.5m/s以下;且由于溶液的不断循环,使加·热管内的溶液始终接近完成液的浓度,故有溶液粘度大、沸点高等缺点;此外,这种蒸发器的加热室不易清洗。 中央循环管式蒸发器适用于处理结垢不严重、腐蚀性较小的溶液。 (二)悬筐式蒸发器 悬筐式蒸发器是中央循环管蒸发器的改进。加热蒸汽由中央蒸汽管进入加热室,加热室悬挂在器内,可由顶部取出,便于清洗与更换。包围管束的外壳外壁面与蒸发器外壳内壁面间留有环隙通道,其作用与中央循环管类似,操作时溶液形成沿环隙通道下降而沿加热管上升的不断循环运动。一般环隙截面与加热管总截面积之比大于中央循环管式的,环隙截面积约为沸腾管总截面积的100%一150%,因此溶液循环速度较高,约在1~1.5m/s之间,改善了加热管内结垢情况,并提高了传热速率。 悬筐蒸发器适用于蒸发有晶体析出的溶液。缺点是设备耗材量大、占地面积大、加热管内的溶液滞留量大。 (三)外热式蒸发器 外热式蒸发器,这种蒸发器的加热管较长,其长径之比为50—100。由于循环管内的溶液未受蒸汽加热,其密度较加热管内的大,因此形成溶液沿循环管下降而沿加热管上升的循环运动,循环速度可达1.5m/s。 1一加热室 2一分离室 3一除沫器 4—环形循环通道 1一加热室 2一分离室 3一循环管 (四)强制循环蒸发器 前述各种蒸发器都是由于加热室与循环管内溶液间的密度差而产生溶液的自然循环运动,故均属于自然循环型蒸发器,它们的共同不足之处是溶液的循环速度较低,传热效果欠佳。在处理粘度大、易结垢或易结晶的溶液时,可采用强制循环蒸发器。这种蒸发器内的溶液是利用外加动力进行循环的,因此使用这种蒸发器时加热面积受到一定限制。 二、膜式(单程型)蒸发器 上述各种蒸发器的主要缺点是加热室内滞料量大,致使物料在高温下停留时间长,特别不适于处理热敏性物料。在膜式蒸发器内,溶液只通过加热室一次即可浓缩到需要的浓度,停留时间仅为数秒或十余秒钟。操作过程中溶液沿加热管壁呈传热效果最佳的膜状流动。 (一)升膜蒸发器 升膜蒸发器的加热室由单根或多根垂直管组成,加热管长径之比为100~150,管径在25~50mm之间。原料液经预热达到沸点或接近沸点后,由加热室底部引入管内,为高速上升的二次蒸汽带动,沿壁面边呈膜状流动、边进行蒸发,在加热室顶部可达到所需的浓度,完成液由分离器底部排出。二次蒸汽在加热管内的速度不应小于l0m/s,一般为20~50m/s,减压下可高达100~160m/s或更高。 · 若将常温下的液体直接引入加热室,则在加热室底部必有一部分受热面用来加热溶液使其达到沸点后才能汽化,溶液在这部分壁面上不能呈膜状流动,而在各种流动状态中,又以膜状流动效果最好,故溶液应预热到沸点或接近沸点后再引入蒸发器。 这种蒸发器适用于处理蒸发量较大的稀溶液以及热敏性或易生泡的溶液;不适用于处理高粘度、有晶体析出或易结垢的溶液。 (二)降膜蒸发器 若蒸发浓度或粘度较大的溶液,可采用如图5-6所示的降膜蒸发器,它的加热室与升膜蒸发器类似。原料液由加热室顶部加入,经管端的液体分布器均匀地流人加热管内,在溶液本身的重力作用下,溶液沿管内壁呈膜状下流,并进行蒸发。为了使溶液能在壁上均匀布膜,且防止二次蒸汽由加热管顶端直接窜出,加热管顶部必须设置加工良好的液体分布器。 降膜蒸发器也适用于处理热敏性物料,但不适用于处理易结晶、易结垢或粘度特大的溶液。 液体分布器 (三)升一降膜蒸发器 升一降膜蒸发器的结构如图5—5所示,由升膜管束和降膜管束组合而成。蒸发器的底部封头内有一隔板,将加热管束均分为二。原料液在预热器1中加热达到或接近沸点后,引入升膜加热管束2的底部,汽、液混合物经管束由顶部流人降膜加热管束3,然后转入分离器4,完成液由分离器底部取出。溶液在升膜和降膜管束内的布膜及操作情况分别与前述的升膜及降膜蒸发器内的情况完全相同。 升一降膜蒸发器一般用于浓缩过程中粘度变化大的溶液;或厂房高度有一定限制的场合。若蒸发过程溶液的粘度变化大,推荐采用常压操作。 升一降膜蒸发器 (四)刮板搅拌薄膜蒸发器 刮板搅拌薄膜蒸发器的加热管是一根垂直的空心圆管,圆管外有夹套,内通加热蒸汽。圆管内装有可以旋转的搅拌叶片,叶片边缘与管内壁的间隙为0.25—1.5mm。原料液沿切线方向进入管内,由于受离心力、重力以及叶片的刮带作用,在管壁上形成旋转下降的薄膜,并不断地被蒸发,完成液由底部排出。 刮板薄膜蒸发器是利用外加动力成膜的单程蒸发器,故适用于高粘度、易结晶、易结垢或热敏性溶液的蒸发。缺点是结构复杂、动力耗费大(约为3kW/m2传热面)、传热面积较小(一般为3—4m2/台),处理能力不大。 刮板搅拌薄膜蒸发器 1一预热器 2一升膜加热管束3一降膜加热管束 4一分离器 三、直接加热蒸发器 前述的各种蒸发器都是间接加热的,工业上有时还采用直接加热蒸发器,图5—7所示的浸没燃烧蒸发器就是直接加热的蒸发器。将一定比例的燃烧气与空气直接喷人溶液中,燃烧气的温度可高达1200~1800℃,由于气、液间的温度差大,且气体对溶液产生强烈的鼓泡作用,使水分迅速蒸发,蒸出的二次蒸汽与烟道气一同由顶部排出。 浸没燃烧蒸发器的结构简单,不需要固定的传热面,热利用率高,适用于易结垢、易结晶或有腐蚀性溶液的蒸发,但不适于处理不能被燃烧气污染及热敏性物料的蒸发。目前广泛应用于废酸处理工业。蒸发操作广泛用于各种工业中,对这类应用量大且面广的设备,如能作某些改进以提高蒸发强度,则对社会的经济影响是很显著的。不论是间接加热的非膜式还是膜式蒸发器,其主要元件都是加热管束。所以对蒸发器的加热管束加以改造,是提高蒸发器传热强度的可行途径。由蒸发器的发展历程也可以看出,最初采用的是蛇管和横管蒸发器,后来发展为垂直管蒸发器,再进展为膜式蒸发器。要提高蒸发器的传热强度往往用减薄管子两侧液膜或增加膜内湍动程度的方法来实现。 浸没燃烧蒸发器 近年来,国内外差不多都是从改造管束着手以减薄液膜厚度从而提高蒸发强度。例如,我国某研究所对多种不同形式的管子进行冷凝实验,最后选出一种较好的管外侧开纵槽的管子,即在φ22X2mm的铝管外侧开出48条纵槽,如图所示。异丁烷蒸气在管外冷凝,管内通冷水,总传热系数较同条件下的光滑管提高2倍以上。开槽用于蒸发一侧时,总传热系数可以提高3~4倍。国外曾有人在内径为50.8mm、长度为2.44m的内、外开纵槽的铜管内,在常压下对清水进行蒸发实验,获得的总传热系数较同条件下的光滑管高3~4倍。蒸汽在管外侧槽峰上冷凝而产生冷凝液,由于表面张力的作用立即流至凹槽内,然后靠重力作用沿凹槽向下流动而 排走,使槽峰及其附近始终保持极薄的液膜,而且管的上、下端基本一致,使管子热阻很小,克服了前章介绍的在垂直光滑管上凝液膜上薄下厚使冷凝传热系数降低的缺陷。当纵槽开在沸腾液侧时,例如在升膜蒸发器中,溶液由下而上流过槽底,然后分布到槽峰,因此传热面始终保持薄膜蒸发状态,再加上蒸汽高速拉膜上升,使溶液侧的沸腾传热系数提高。 管外侧开有48条纵槽的冷凝管截 此外,在溶液中加入表面活性剂,可以降低溶液的表面张力,加大传热面的润湿性,避免产生干点,使整个壁面能有效地传热,表面活性剂在汽、液两相间起到润滑作用,减少流动阻力;由于管壁上覆盖了表面活性剂,阻止了污垢附在壁面上,故可使溶液侧壁面上不生成垢层,减小传热阻力。表面活性剂可以回收循环使用,回收方法是于完成液中鼓人空气,活性剂即成泡沫浮在溶液表面上,可以回收95%~97%的活性剂。 蒸发器的设计一、蒸发器的选择 随着工业技术的发展,新型蒸发设备不断出现。在工业中常用的间接加热蒸发器分别为循环型和单程型两大类。循环型的蒸发器中有中央循环管式、悬框式、外加热式、列文式及强制循环管等,单程型的蒸发器有升膜式、降膜式、升-降膜式等。我们要根据蒸发的操作条件及各项要求选择合适的蒸发器。我们以中央循环管式蒸发器为例。 蒸发操作条件的确定主要指蒸发器加热蒸汽的压强(或温度),冷凝器的操 作压强(或温度)的确定,正确选择蒸发的操作条件,对保证产品质量和降低能耗极为重要。 二、蒸发工艺的设计计算 多效蒸发工艺计算的主要依据是物料衡算、热量衡算及传热速率方程。计算的主要项目有:加热蒸汽(生蒸汽)的消耗量,各效溶剂蒸发量,以及各效的传热面积。计算的已知参数有:料液的流量、温度和浓度,最终完成液的浓度,加热蒸汽的压强和冷凝器中的压强等。 多效蒸发的计算一般采用试差法。 (1)根据工艺要求及溶液的性质,确定蒸发的操作条件(如加热蒸汽压强及冷凝器的压强),蒸发器的形式、流程和效数。 (2)根据生产经验数据,初步估计各效蒸发量和各效完成液的浓度。 (3)根据经验假设蒸汽通过各效的压强降相等,估算各效溶液沸点和有效总温差。 (4)根据蒸发器的焓衡算,求各效的蒸发量和传热量。 (5)根据传热速率方程计算各效的传热面积。若求得的各效传热面积不相等,重新分配有效温度差,重复步骤(3)至(5),直到所求得各效传热面积相等为止。 文章转自化工707 微信号:hg707_com 主编微信号:wky_707

  史上最全干燥设备原理及结构动态图解:干燥过程就是脱除表面水分,同时发生传热和传质的单元操作过程。干燥设备在石化企业中的应用非常普遍,如今更是在医药,食品,造纸等跟生活密切相关的行业中得到广泛应用。 完成干燥任务的机械设备通常是由多台装置构成的系统,但往往称为干燥机或干燥器。例如,喷雾干燥系统称为喷雾干燥机或喷雾干燥器,冷冻干燥设备系统称为冷冻干燥机或冷冻干燥器等。 接下来小七为大家介绍常见的干燥器,按干燥设备发展顺序为大家介绍各类干燥器的原理和特点。 干燥木材和砖瓦坯,需要较小的干燥速度,采用洞道干燥。热空气在洞道内封闭循环。料车在轻轨上可行走,打开两边封闭门,出一车干料,排除一部分水汽,进一车湿料,补充一部分空气。洞道长度可达30-40米。 洞道式干燥器 性能特点: 优点: ①具有非常灵活的控制条件,可使食品处于几乎所要求的温度-湿度-速度条件的气流之下,因此特别适用于实验工作; ②料车每前进一步,气流的方向就转换一次,制品的水分含量更均匀。 缺点: ①结构复杂,密封要求高,需要特殊的装置; ②压力损失大,能量消耗多。 沸腾床干燥器 洁净的热风经阀板分配进入床体,从加料进入的湿物料被热风形成沸腾状态。由于热风与物料广泛接触,增加了传热传质的过程,因此在较短时间内就可干燥。从床体的一头进入,经过几十秒至几分钟沸腾干燥,自动从床体另一头流出。本设备一般进行负压操作。 性能特点: 结构简单、制造方便、容易操作、干燥速度快。适用于各种难以干燥的颗粒状、片状和热敏性物料。但热效率较低,对于多品种小产量物料的适应性较差。这种形式的干燥机被用于干燥砂糖、干酪素、葡萄糖酸钙及固体饮料等。 沸腾床干燥器1 洁净的热风经阀板分配进入床体,从加料进入的湿物料被热风形成沸腾状态。由于热风与物料广泛接触,增加了传热传质的过程,因此在较短时间内就可干燥。从床体的一头进入,经过几十秒至几分钟沸腾干燥,自动从床体另一头流出。本设备一般进行负压操作。 性能特点: 结构简单、制造方便、容易操作、干燥速度快。适用于各种难以干燥的颗粒状、片状和热敏性物料。但热效率较低,对于多品种小产量物料的适应性较差。这种形式的干燥机被用于干燥砂糖、干酪素、葡萄糖酸钙及固体饮料等。 滚筒干燥器 钢制中空滚筒缓慢旋转,转速为4~10转/分。加热蒸汽在筒内加热并冷凝,冷凝液由虹吸管吸出。滚筒在浆料上方旋转过程中,厚度约0.3~5mm的浆料分布于筒上汽化、干燥,旋转一周后将干料刮下。 性能特点: 传导型干燥机的热能供给主要靠导热,要求被干燥物料与加热面间应有尽可能紧密的接触。故传导干燥机较适用于溶液、悬浮液和膏糊状固-液混合物的干燥。 主要优点:首先在于热能利用的经济性,因这种干燥机不需要加热大量的空气,热能单位耗用量远较热风干燥机为少;其次传导干燥可在真空下进行,特别适用于易氧化食品的干燥。 红外线干燥器 湿物料用皮带机送入器内,物料在输送过程中被加热干燥。采用辐射热源。用可控阀调节空气进出流量。 性能特点: 红外线干燥机用电能产生红外线,使被烘干干燥的物体产生从表面向内部吸收渗透的效果。干燥速率较高,热效率也较高,照射时不会留有阴影。 间歇式洞道干燥 多辆小车同时推进洞道,关上封闭门。热空气在洞道内循环,有可控闸门控制空气进口和出口,以便排除水蒸气。一旦干燥完毕,推出洞道,完成一个间歇操作。 性能特点: 优点: 适应多品种小批量的生产,特别是季节性强的食品生产; 单机操作,一台设备发生故障,不会影响其它设备的正常运行; 便于设备的加工制造和维修保养; 便于在不同的阶段按照冷冻干燥的工艺要求控制加热温度和真空度。 缺点: 由于装料、卸料、启动等预备操作占用的时间长,设备利用率低; 若要满足一定的产量要求,往往需要多台单机,并要配备相应的附属系统,导致设备的投资费用增加。 流化床干燥器 经预热的热空气由底部送入,由顶部排除送至旋风分离器。流化床中固体颗粒被热气流猛烈地冲刷、翻腾、强化了传热和传质。 性能特点: 优点: 设备小、生产能力大、物料逗留时间可任意调节、装置结构简单、占地面积小、设备费用不高、物料易流动。 设备的机械部分简单,除一些附属部件如风机、加料器等外,无其它活动部分,因而维修费用低。 与气流干燥相比,因沸腾干燥的气流速度较低,所以物料颗粒的粉碎和设备的磨损也相对较小。 缺点: 操作控制比较复杂。 喷雾干燥器 喷雾干燥器1 用喷雾器将稀释液(如含水量在75-80%以上的溶液)喷成雾滴分散于热气流中,使水分迅速蒸发而得到固体产品。干燥时间一般仅需3-10秒。喷雾器是喷雾干燥器的关键部分。 性能特点: 优点: (1)干燥速度快。 (2)产品质量好。松脆空心颗粒产品具有良好的流动性、分散性和溶解性,并能很好地保持食品原有的色、香、味。 (3)营养损失少。快速干燥大大减少了营养物质的损失,如牛乳粉加工中热敏性维生素C只损失5%左右。因此,特别适合于易分解、变性的热敏性食品加工。 (4)产品纯度高。喷雾干燥是在封闭的干燥室中进行,既保证了卫生条件,又避免了粉尘飞扬,从而提高了产品纯度。 (5)工艺较简单。料液经喷雾干燥后,可直接获得粉末状或微细的颗粒状产品。 (6)生产率高。便于实现机械化、自动化生产,操作控制方便,适于连续化大规模生产,且操作人员少,劳动强度低。 喷雾器结构 葡萄风干房 在房顶上方做成四面通风的房间,利于自然通风,将葡萄风干为葡萄干。新疆的葡萄干就是这么生产出来的。这也是一种自然通风的干燥器。 气流干燥器 至今,直管式气流干燥机应用最普遍。热空气与物料同时送入粉碎机,物料经粉碎后再干燥器底部被高速热气流吹起。泥状、粉粒状的物料悬浮于气流中,在气流输送过程中进行干燥。在旋风分离器底部,借固体流动分配器定时排出干燥物作为产品或干物料部分循环。 性能特点: ①干燥强度大。由于物料在热风中呈悬浮状态,能最大限度地与热空气接触,且由于气速较高(一般达20~40m/s),空气涡流的高速搅动,使气-固边界层的气膜不断受冲刷,减小了传热和传质的阻力,容积传热系数可达2300~7000W/m3·K,这比转筒干燥机大20~30倍。 ②干燥时间短。对于大多数的物料只需0.5~2s,最长不超过5s,因为是并流操作,所以特别适宜于热敏性物料的干燥。 ③占地面积小。由于气流干燥机具有很大的容积传热系数,所以所需的干燥机体积可大为减小,即能实现小设备大生产的目标。 ④热效率高。由于干燥机散热面积小,所以热损失小,最多不超过5%,因而干燥非结合水时热效率可达60%左右。干燥结合水时可达20%左右。 ⑤无专用的输送装置。气流干燥机的活动部件少,结构简单,易建造,易维修,成本低。 ⑥操作连续稳定。可以一次性完成干燥、粉碎、输送、包装等工序,整个过程可在密闭条件下进行,减少物料飞扬,防止杂质污染,既改善了产品质量又提高了回收率。 ⑦适用性广,可应用于各种粉状物料,粒径最大可达100mm,湿含量可达10%~40%。 气流干燥器1 双滚筒干燥器 两滚筒的方向相反,浆料向两滚筒间的缝隙处喷洒,物料被加热到接近于滚筒表面的温度,刮刀不断将干物料刮下。 性能特点: 传导型干燥机的热能供给主要靠导热,要求被干燥物料与加热面间应有尽可能紧密的接触。故传导干燥机较适用于溶液、悬浮液和膏糊状固-液混合物的干燥。 主要优点:首先在于热能利用的经济性,因这种干燥机不需要加热大量的空气,热能单位耗用量远较热风干燥机为少;其次传导干燥可在真空下进行,特别适用于易氧化食品的干燥。 微波干燥器 湿物料用皮带机送入器内,无聊在输送过程中被加热干燥。采用微博热源,物料湿分从内部开始干燥,内外干燥速度均匀,适用于热敏性物料。 性能特点: 微波加热属于内部加热,可使任何形状物料的内、外均一地将接受到的微波能转化为热能,从而使里外同时升温。 这种加热方式对于不规则食品的冻干有很多好处。 但由于微波加热系统的复杂性,到目前为止,尚未出现实用的微波加热方式的工业化冻干设备。 箱式干燥器 空气由风机送入预热器,被加热至一定温度,由右上方进入盘间进行干燥。废气部分循环。进气和排气是为了带走物料中的水汽。 箱式干燥器是一种常压间歇式干燥器,小型的称为烘箱,大型的称为烘房。 性能特点: 优点: 制造和维修方便,使用灵活性大。食品工业上常用于需长时间干燥的物料、数量不多的物料以及需要特殊干燥条件的物料,如水果、蔬菜、香料等。 缺点: 主要是干燥不均匀,不易抑制微生物活动,装卸劳动强度大,热能利用不经济(每汽化1kg水分,约需2.5kg以上的蒸汽)。 真空耙式干燥器 加热蒸汽加热夹套内侧的浆膏状物料。装料后器内抽真空。水平搅拌器每隔数分钟交替正反转动,将粘附在器壁上的物料刮下并混合。搅拌器叶片之间自由放置四根碾辊,碾辊落下打击叶片,将粘附在叶片上的物料震落。干燥完毕后,停止加热,接通大气,卸料,完成一个间歇操作。 性能特点: 优点: (1) 适应性强,应用较广 由于耙式 真空干燥机利用夹套加热、高真空排气,所以几乎对所有不同性质、不同状态的物料都适应,特别适应易爆、易氧化、膏状物料的干燥。 (2) 产品质量好 由于干燥过程中,耙齿不断正反转动,被干燥物料搅拌均匀,避免的物料的过热,水分也容易逸出,壳得到低温度的产品。由于产品粒度细,不需粉碎即可包装。 (3) 蒸汽耗量小 由于真空耙式干燥机多用蒸汽通入夹套,利用潜热加热物料,处理每公斤成品耗用蒸汽量较小,一般为1.3-1.8㎏蒸汽。 (4)按干燥物料的不同特性及要求,干燥机的密封系统可选择填料密封和机械密封两种,特殊的设计保证了密封性和使用寿命。 (5) 易于操作 真空耙式干燥机操作方便,定员少,劳动强度低。由于物料外逸损失减小,改善了环境卫生。 缺点: 结构复杂,造价较贵。由于是间歇操作,干燥时间长,股产量低;又由于不易出清物料,因此不适宜经常调换品种的生产。同时,为了保证真空度,必须经常维护检修真空装置。 转筒干燥器 转筒慢速转动,把待干物料抄起来又撒下,热空气在转筒内对物料进行干燥。转筒轴线倾斜,在低端得到干燥产品。 性能特点: 优点: ①生产能力大,可连续操作;②结构简单,操作方便;③故障少,维修费用低;④适用范围广(如滤饼干燥);⑤操作弹性大;⑥清扫容易 。 缺点: ①设备庞大;②安装、拆卸困难;③热容量系数小,热效率低;④物料在干燥器内停留时间长,且物料颗粒之间的停留时间差异较大。 转筒干燥器1 单层圆筒流化床干燥器 回转圆筒干燥器 回转圆筒干燥机则较好地实现了颗粒物料的搅动,干燥能力和强度得以提高。 回转圆筒干燥机的主体是沿轴向装有若干抄板的圆筒。圆筒略呈倾斜放置,在齿轮机构的驱动下作旋转运动。 机械化程度较高,生产能力较大;干燥介质通过转筒的阻力较小;对物料的适应性较强,操作稳定方便,运行费用较低;装置比较笨重,金属耗材多,传动机构复杂,维修量较大;设备投资高,占地面积大。 通道式干燥器 卧式多室沸腾床干燥器 卧式多室流化床干燥器 气体进口装置 带式干燥器 网带式干燥机 网带式干燥机适用于谷物、脱水蔬菜、中药材等产品的干燥。适用的物料形状可有片状、条状、颗粒、棒状、滤饼类等。 网带式干燥机是一种将物料置于输送网带上,在随带运动通过隧道过程中与热风接触而干燥的设备。网带式干燥机由干燥室、输送带、风机、加热器、提升机和卸料机等组成。 优点:网带透气性能好,热空气易与物料接触,停留时间可任意调节。物料无剧烈运动,不易破碎。每个单元可利用循环回路,控制蒸发强度。若采用红外加热,可一起干燥、杀菌,一机多用。 缺点:占地面积大,如果物料干燥的时间较长,则从设备的单位地面积生产能力上看不很经济,另外设备的进出料口密封不严,易产生漏气现象。 薄膜式干燥器 厢式干燥器 流化状态 闪蒸干燥机 污泥干燥机

  洞道式干燥器优点 ①具有非常灵活的控制条件,可使食品处于几乎所要求的温度-湿度-速度条件的气流之下,因此特别适用于实验工作; ②料车每前进一步,气流的方向就转换一次,制品的水分含量更均匀。 洞道式干燥器缺点 ①结构复杂,密封要求高,需要特殊的装置。 ②压力损失大,能量消耗多。

  油脂生产过程中有多处用到填料塔的地方,如压榨厂毛油的汽提、浸出车间矿物油尾气吸收系统、精炼油的脱臭等,本文对填料作简单介绍: p 填料塔结构 填料塔填料塔是以塔内的填料作为气、液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒,由塔体、填料、填料支承板、液体分布器、液体再分布器、气体和液体进出口接管等部件组成,填料塔的塔身是一直立式圆筒,底部装有填料支承板,填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板,以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上,并沿填料表面流下。气体从塔底送入,经气体分布装置(小直径塔一般不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的空隙,在填料表面上,气液两相密切接触进行传质。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,在正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相。 填料塔的结构 塔体常用金属或增强塑料等材料制成直立圆筒形,塔内装有一定高度的填料,填料可乱堆或整砌,塔底装有填料支承板,填料上方装有填料压板。液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶部,并在填料的表面呈膜状流下,气体从塔底的气体进口送入,流过填料的空隙,在填料层中与液体逆流接触进行传质。 填料塔内主要部件作用如下: ① 填料:填料提供了塔内的气液两相接触表面。填料塔的流体力学性能、传质速率等与填料的材质、几何形状密切相关。 ② 填料支承板:用以支承填料和塔内持液的部件。 ③ 液体分布器:是将液体从塔顶均匀分布的部件。 ④ 液体再分布器:液体从塔顶流下时有向壁流动的趋势,造成填料层内传质面积减少,影响传质。工程上通常填料层内每隔一定高度设置一个液体再分布器,来改善因壁流效应造成液体在填料层内不均匀分布。 ⑤ 除沫器:当塔内气速太大,气体通过填料层顶部会夹带大量的雾滴,通常在液体分布器的上部应设置除沫器,以捕集之。当气速较小时,气体中的液滴量少,可不安装除沫器。 填料塔不但结构简单,且流体通过填料层的压降较小,易于用耐腐蚀材料制造,故填料塔是一种重要的传质设备。 填料特性 ① 填料的特性 比表面积 填料的比表面积是指单位体积填料的表面积。在填料塔内,液体沿填料表面流动形成液膜,被液膜覆盖的表面才是气液两相传质面,所以填料比表面积大有利于传质。相同材质的填料,小尺寸的比表面积大,有利于传质,但使流体流动阻力增大。 空隙率 填料的空隙率定义为单位体积填料所提供的空隙体积。在填料塔内流体是在填料的空隙中流过的,填料的空隙率大,则流体流过填料的阻力小,气液两相流量在正常的操作条件下可提高,即流体通量增大。 ② 常用填料 填料按装填方式分为散堆填料和规整填料,按使用效率分为普通填料和高效填料,按结构分实体填料和网体填料。工业上常见的填料形状和结构如图所示。 各种常用填料 甲醇精馏塔中采用的是波纹板及波纹丝网规整填料(图(o)、(n)),材质为金属及陶瓷等。波纹板是具有波纹的薄片,波纹方向与水平成45°,组装时单片竖直安放,且相邻单片的波纹方向互相垂直交替叠合组成圆盘。填料装入塔内时,上下填料圆盘方位互相垂直。波纹板填料的优点是压降小、生产能力大、传质效率高,其缺点是不适合用于易结垢、析出固体以及液体粘度较大的物系,对于大塔则填料重量大、造价高、装卸清理困难。 散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体,一般以随机的方式堆积在塔内,又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同,又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。现介绍几种较为典型的散装填料:拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍填料、矩鞍填料、金属环矩鞍填料、球形填料。 (1)拉西环填料于1914年由拉西发明,为外径与高度相等的圆环。拉西环填料的气液分布较差,传质效率低,阻力大,通量小,目前工业上已较少应用。 (2)鲍尔环填料是对拉西环的改进,在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔,被切开的环壁的一侧仍与壁面相连,另一侧向环内弯曲,形成内伸的舌叶,诸舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔,大大提高了环内空间及环内表面的利用率,气流阻力小,液体分布均匀。与拉西环相比,鲍尔环的气体通量可增加50%以上,传质效率提高30%左右。鲍尔环是一种应用较广的填料。 (3)阶梯环填料是对鲍尔环的改进,与鲍尔环相比,阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少,使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短,减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度,而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主,这样不但增加了填料间的空隙,同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点,可以促进液膜的表面更新,有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环,成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。 (4)弧鞍填料属鞍形填料的一种,其形状如同马鞍,一般采用瓷质材料制成。弧鞍填料的特点是表面全部敞开,不分内外,液体在表面两侧均匀流动,表面利用率高,流道呈弧形,流动阻力小。其缺点是易发生套叠,致使一部分填料表面被重合,使传质效率降低。弧鞍填料强度较差,容破碎,工业生产中应用不多。 (5)矩鞍填料将弧鞍填料两端的弧形面改为矩形面,且两面大小不等,即成为矩鞍填料。矩鞍填料堆积时不会套叠,液体分布较均匀。矩鞍填料一般采用瓷质材料制成,其性能优于拉西环。目前,国内绝大多数应用瓷拉西环的场合,均已被瓷矩鞍填料所取代。 (6)金属环矩鞍填料环矩鞍填料是兼顾环形和鞍形结构特点而设计出的一种新型填料,该填料一般以金属材质制成,故又称为金属环矩鞍填料。环矩鞍填料将环形填料和鞍形填料两者的优点集于一体,其综合性能优于鲍尔环和阶梯环,在散装填料中应用较多。 (7)球形填料一般采用塑料注塑而成,其结构有多种。球形填料的特点是球体为空心,可以允许气体、液体从其内部通过。由于球体结构的对称性,填料装填密度均匀,不易产生空穴和架桥,所以气液分散性能好。球形填料一般只适用于某些特定的场合,工程上应用较少。 除上述几种较典型的散装填料外,近年来不断有构型独特的新型填料开发出来,如共轭环填料、海尔环填料、纳特环填料等。工业上常用的散装填料的特性数据可查有关手册。 2、规整填料 规整填料是按一定的几何构形排列,整齐堆砌的填料。规整填料种类很多,根据其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。 (1)格栅填料是以条状单元体经一定规则组合而成的,具有多种结构形式。工业上应用最早的格栅填料为木格栅填料。目前应用较为普遍的有格里奇格栅填料、网孔格栅填料、蜂窝格栅填料等,其中以格里奇格栅填料最具代表性。格栅填料的比表面积较低,主要用于要求压降小、负荷大及防堵等场合。 (2)波纹填料目前工业上应用的规整填料绝大部分为波纹填料,它是由许多波纹薄板组成的圆盘状填料,波纹与塔轴的倾角有30°和45°两种,组装时相邻两波纹板反向靠叠。各盘填料垂直装于塔内,相邻的两盘填料间交错90°排列。波纹填料按结构可分为网波纹填料和板波纹填料两大类,其材质又有金属、塑料和陶瓷等之分。 (3)脉冲填料脉冲填料是由带缩颈的中空棱柱形个体,按一定方式拼装而成的一种规整填料。脉冲填料组装后,会形成带缩颈的多孔棱形通道,其纵面流道交替收缩和扩大,气液两相通过时产生强烈的湍动。在缩颈段,气速最高,湍动剧烈,从而强化传质。在扩大段,气速减到最小,实现两相的分离。流道收缩、扩大的交替重复,实现了“脉冲”传质过程。脉冲填料的特点是处理量大,压降小,是真空精馏的理想填料。因其优良的液体分布性能使放大效应减少,故特别适用于大塔径的场合。 填料的几何特性 填料的几何特性数据主要包括比表面积、空隙率、填料因子等,是评价填料性能的基本参数。 (1)比表面积:单位体积填料的填料表面积称为比表面积。填料的比表面积愈大,所提供的气液传质面积愈大。 (2)空隙率:单位体积填料中的空隙体积称为空隙率。填料的空隙率越大,气体通过的能力越大且压降低。 (3)填料因子:填料的比表面积与空隙率三次方的比值,称为填料因子,填料因子越小,表明流动阻力越小。 填料塔的流体力学性能 填料塔传质性能的好坏、负荷的大小及操作的稳定性很大程度取决于流体通过填料的流体力学性能,也即气体通过填料层的压降。 在填料塔中,气体靠压差自下而上通过填料层,液体靠重力自上而下流过填料层。将气体体积流量与塔截面积之比定义为空塔气速,实验测得的不同液体喷淋量下的填料层压降与空塔气速的关系,如图所示。 填料塔压降与空塔气速的关系 当液体喷淋量L=0(干填料层)时,实验得到压降与空塔气速关系为直线。有液体喷淋时,由于液体在填料的空隙中占有一部分体积,实际气速增加,相应的压降增加。当液体喷淋量一定时,空塔气速不大时,压降与气速的关系线与干填料层时的压降与气速关系线。当空塔气速增加到一定程度时,塔内持液量增加,塔内空隙率减少,故实际气速增加,导致压降随空塔气速增加速度加快,即压降随空塔气速变化关系线,图中的AB段。压降随空塔气速变化剧烈的第一个转折点A点称为载点,对应的气速为载点气速。当空塔气速再进一步增加超过某一极限值时,液体不能顺利向下流动,此现象为液泛。此时压降与气速近似成垂直线关系,出现第二个转折点,该点为泛点,如图中的B点。泛点以后,液体不能顺利流下,从塔顶溢出。所以,泛点是填料塔操作的上限,泛点对应的气速为泛点气速。 气体流速正常的操作范围是载点气速到泛点气速之间。因泛点气速易测,所以通常操作气速为泛点气速的0.6~0.8倍。

  填料塔与板式塔的比较 板式塔和填料塔是精馏塔的两种主要类型。虽然它们在精馏操作大众很常见,但是它们之间的区别大着呢!塔型的选择、操作特点、设备性能、适用场合都有各自的特点。今天小编就给大家说说这其中的门道! 类 型 板式塔 填料塔 操作特点 气液逆流逐级接触 微分式接触,可采用逆流操作,也可采用并流操作 设备性能 空塔速度(亦即生产能力)高,效率高且稳定;压降大,液气比的适应范围大,持液量大,操作弹性小 大尺寸空塔气速较大,小尺寸空塔气速较小;低压时分离效率高,高压时分离效率低,传统填料效率较低,新型乱堆及规整填料效率较高; 大尺寸压力降小,小尺寸压力降大; 要求液相喷淋量较大,持液量小,操作弹性大 制造与维修 直径在600mm以下的塔安装困难,安装程序较简单,检修清理容易,金属材料耗量大 新型填料制备复杂,造价高,检修清理困难,可采用非金属材料制造,但安装过程较为困难 结构特点 每层板上装配有不同型式的气液接触元件或特殊结构,如筛板、泡罩、浮阀等;塔内设置有多层塔板,进行气液接触 塔内设置有多层整砌或乱堆的填料,如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料,格栅、波纹板、脉冲等规整填料;填料为气液接触的基本元件 适用场合 处理量大,操作弹性大,带有污垢的物料 处理强腐蚀性,液气比大,真空操作要求压力降小的物料 2 板式塔和塔盘的选型 板式塔塔型选择一般原则: 选择时应考虑的因素有:物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。 下列情况优先选用板式塔: 塔内液体滞液量较大,操作负荷变化范围较宽,对进料浓度变化要求不敏感,操作易于稳定; 液相负荷较小; 含固体颗粒,容易结垢,有结晶的物料,因为板式塔可选用液流通道较大的塔板,堵塞的危险较小; 在操作过程中伴随有放热或需要加热的物料,需要在塔内设置内部换热组件,如加热盘管,需要多个进料口或多个侧线出料口。这是因为一方面板式塔的结构上容易实现,此外,塔板上有较多的滞液以便与加热或冷却管进行有效地传热; 在较高压力下操作的蒸馏塔仍多采用板式塔。 板式塔塔盘的类型与选择 1、塔板种类 根据塔板上气、液两相的相对流动状态,板式塔分为穿流式和溢流式。目前板式塔大多采用溢流式塔板。穿流式塔板操作不稳定,很少使用。 2、各种塔盘性能比较 工业上需分离的物料及其操作条件多种多样,为了适应各种不同的操作要求,迄今已开发和使用的塔板类型繁多。这些塔板各有各的特点和使用体系,现将几 种主要塔板的性能比较 塔盘类型 优点 缺点 适用场合 泡罩板 较成熟、操作稳定 结构复杂、造价高、塔板阻力大、处理能力小 特别容易堵塞的物系 浮阀板 效率高、操作范围宽 浮阀易脱落 分离要求高、负荷变化大 筛板 结构简单、造价低、塔板效率高 易堵塞、操作弹性较小 分离要求高、塔板数较多 舌型板 结构简单且阻力小 操作弹性窄、效率低 分离要求较低的闪蒸塔 3 填料塔及填料的选型 1、填料塔塔型选择一般原则 塔填料是填料塔的核心构件,它为气液两相间热、质传递提供了有效的相界面,只有性能优良的塔填料再辅以理想的塔内件,才有望构成技术上先进的填料塔。 下列情况优先选用填料塔: 在分离程度要求高的情况下,因某些新型填料具有很高的传质效率,故可采用新型填料以降低塔的高度; 对于热敏性物料的蒸馏分离,因新型填料的持液量较小,压降小,故可优先选择真空操作下的填料塔; 具有腐蚀性的物料,可选用填料塔。因为填料塔可采用非金属材料,如陶瓷、塑料等; 容易发泡的物料,宜选用填料塔。 2、填料塔填料的选择 填料的几何特性数据主要包括比表面积、空隙率、填料因子等,是评价填料性能的基本参数。 ①比表面积 单位体积填料的填料表面积称为比表面积,以a表示,其单位为m2/m3。填料的比表面积愈大,所提供的气液传质面积愈大。因此,比表面积是评价填料性能优劣的一个重要指标。 ②空隙率 单位体积填料中的空隙体积称为空隙率,以ε表示,其单位为m3/m3,或以%表示。填料的空隙率越大,气体通过的能力越大且压降低。因此,空隙率是评价填料性能优劣的又一重要指标。 ③填料因子 填料的比表面积与空隙率三次方的比值,即a∕ε3,称为填料因子,以Ф表示,其单位为1/m。它表示填料的流体力学性能,Ф值越小,表明流动阻力越小。 3、填料性能的优劣通常根据效率、通量及压降三要素衡量。 在相同的操作条件下,填料的比表面积越大,气液分布越均匀,表面的润湿性能越好,则传质效率越高; 填料的空隙率越大,结构越开敞,则通量越大,压降亦越低。 国内学者采用模糊数学方法对九种常用填料的性能进行了评价如表所示: 填料名称 评估值 评价 排序 填料名称 丝网波纹填料 0.86 很好 1 0.86 孔板波纹填料 0.61 相当好 2 0.61 金属Intalox 0.59 相当好 3 0.59 金属鞍形环 0.57 相当好 4 0.57 金属阶梯环 0.53 一般好 5 0.53 金属鲍尔环 0.51 一般好 6 0.51 瓷Intalox 0.41 较好 7 0.41 瓷鞍形环 0.38 略好 8 0.38 瓷拉西环 0.36 略好 9 0.36 首发于化工707,由707编辑整理 编辑:龙山水 审核:萍萍

  填料塔(Packing Column) 是塔设备的一种。塔内填充适当高度的填料,以增加两种流体间的接触表面。例如应用于气体吸收时,液体由塔的上部通过分布器进入,沿填料表面下降。气体则由塔的下部通过填料孔隙逆流而上,与液体密切接触而相互作用。结构较简单,检修较方便。广泛应用于气体吸收、蒸馏、萃取等操作。 1 填料塔的结构 ◆填料层:提供气液接触的场所。 ◆液体分布器:均匀分布液体,以避免发生沟流现象。 ◆液体再分布器:避免壁流现象发生。 ◆支撑板:支撑填料层,使气体均匀分布。 ◆除沫器:防止塔顶气体出口处夹带液体。 气体从塔底送入,经气体分布装置(小直径塔一般不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的空隙,在填料表面上,气液两相密切接触进行传质。 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,在正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相。 填料塔的作用是起到吸收作用,是化工、石油化工和炼油生产中最重要的设备之一。 以下讲一下填料塔的结构特点: 填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒,底部装有填料支承板,填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板,以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上,并沿填料表面流下。气体从塔底送入,经气体分布装置(小直径塔一般不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的空隙,在填料表面上,气液两相密切接触进行传质。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,在正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相。 当液体沿填料层向下流动时,有逐渐向塔壁集中的趋势,使得塔壁附近的液流量逐渐增大,这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均,从而使传质效率下降。因此,当填料层较高时,需要进行分段,中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分,上层填料流下的液体经液体收集器收集后,送到液体再分布器,经重新分布后喷淋到下层填料上。 填料塔具有生产能力大,分离效率高,压降小,持液量小,操作弹性大等优点。 填料塔也有一些不足之处,如填料造价高;当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面,使传质效率降低;不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料;对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。 2 填料塔的附件 填料塔的附件有填料支撑装置、液体分布装置、液体再分布器、除沫装置、填料压紧装置这五种。 ⑴填料支撑装置 主要用途是支撑塔内的填料,同时又能保证气液两相顺利通过。若设计不当,填料塔的液泛可能首先在填料支撑装置上发生。 对填料支撑装置的要求: ◆对于普通填料,支撑装置的自由截面积应不低于全塔面积的50%,并且要大于填料层的自由截面积; ◆具有足够的机械强度、刚度; ◆结构要合理,利于气液两相均匀分布,阻力小,便于拆装。 ⑵液体分布装置 液体在填料塔内均匀分布,可以增大填料的润湿表面积。以提高分离效率,因此液体的初始分布十分重要。 常用的液体分布装置有:莲蓬式、盘式、齿槽式及多孔环管式分布器等。 液体分布器的性能主要由分布器的布液点密度(即单位面积上的布液点数),各布液点均匀性,各布液点上液相组成的均匀性决定,设计液体分布器主要是决定这些参数的结构尺寸。 对液体分布器的选型和设计,一般要求:液体分布要均匀;自由截面率要大;操作弹性大;不易堵塞,不易引起雾沫夹带及起泡等;可用多种材料制作,且操作安装方便,容易调整水平。 ⑶液体再分装置 液体再分装置作用是减小壁流现象。 壁流现象 :在乱堆填料层内存在的液体逐渐流向塔壁的现象。 在填料层内每隔一定高度设置液体再分布装置。 常用的液体再分装置有:椎体形、槽形、升气管形等。 在通常情况下,一般将液体收集器与液体分布器同时使用,构成液体收集及再分布装置。液体收集器的作用是将上层填料流下的液体收集,然后送至液体分布器进行液体再分布。 ⑷除沫装置 当塔内操作气速较大或液沫夹带现象严重时,可在液体分布器的上方设置除沫装置,主要用途是除去出口气流中的液滴。 由于气体在塔顶离开填料塔时,带有大量的液沫和雾滴,为回收这部分液相,经常需要在顶设置除沫器。 常用的除沫器有以下几种: ✦折流板式除沫器 ,它是一种利用惯性使液滴得以分离的装置,一般在小塔中使用。 ✦旋流板式除沫器 ,由几块固定的旋流板片组成,气体通过时,产生旋转运动,造成一个离心力场,液滴在离心力作用下,向塔壁运动实现了气液分离。适用于大塔径净化要求高的场合。 ✦丝网除沫器 ,它由金属丝卷成高度为100-150的盘状使用。安装方式多种多样,气体通过除雾沫器的压强降约为120-250Kp,丝网除沫器的直径由气体通过丝网的最大气速决定。 ⑸填料压紧装置 安装在填料层上端。作用是保持填料层为一高度固定的床层,从而保持均匀一致的空隙结构,使操作正常、稳定,防止在高压降、瞬时负荷波动等情况下,填料层发生松动或跳动。 分为: 填料压板 :自由放置于填料上端,靠自身重量将填料压紧。适用于陶瓷、石墨材质的散装填料。它的作用是在高气速(高压降)和负荷突然波动时,阻止填料产生相对运动,从而避免填料松动、破损。 由于填料易碎,当碎屑淤积在床层填料的空隙间,使填料层的空隙率下降时,填料压板可随填料层一起下落,紧紧压住填料而不会形成填料的松动、降低填料塔的生产能力及分离效率。 床层限制板 :固定在填料上端。 3 填料塔的操作方式 填料塔的操作是从物料平衡、热量平衡、相平衡及填料塔性能等几个方面考虑,通过控制系统建立并调节塔的操作条件,使填料塔满足分离要求。 ⑴填料塔的操作方式: 液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上,并沿填料表面流下;气体从塔底送入,经气体分布装置分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的空隙;在填料表面上,气液两相接触进行传质。 ⑵填料塔的操作特点: 填料塔属于微分接触式气液传质设备,两相组成沿塔高连续变化;在正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相。 4 气液两相的流体力学特性 填料塔的流体力学性能主要包括填料层的持液量、填料层的压降、液泛等。 ⑴填料层的持液量 在一定操作条件下,由于液膜与填料表面的摩擦以及液膜与上升气体的摩擦,有部分液体停留在填料表面及其缝隙中。 ✦定义 :单位体积填料层内所积存的液体体积,以(m3液体)/(m3填料)表示。 ✦持液量的影响 :一般来说,适当的持液量对填料塔操作的稳定性和传质是有益的,可以提供更大的气液相接触面积;但持液量过大,将减少填料层的空隙和气相流通截面,使压降增大,处理能力下降。 ✦结论 :持液量不宜太小,也不宜太大。 ⑵填料层的压降 ✦产生原因 :在操作过程中,从塔顶喷淋下来的液体,依靠重力在填料表面成膜状向下流动,上升气体与下降液膜的摩擦阻力形成了填料层的压降。 ✦影响因素 :压降与液体喷淋量及气速有关:一定的气速下,液体喷淋量越大,压降越大;在一定的液体喷淋量下,气速越大,压降也越大。 发于化工707,由707编辑整理 编辑:龙山水 审核:萍萍

  矿 这个字,很霸气 谁要是说家里有它 许多人都会纷纷投去 “羡慕”的眼光 但实际上 这个字也很日常 我们每个人的生活里 处处都可以见到它 有一个谜语这样形容它 ——“石头广场” 这个字 就是“矿” “矿” 形声字 从石,广声 本义是矿产,矿物 矿的形成 经历了无数磨难和锤炼 提起矿 我们并不陌生 特别是对于有些 爱好宝石的人来说 那简直就是如数家珍 红宝石 明艳 祖母绿 贵气 紫水晶 温婉 猫眼石 魅惑 色彩斑斓,透亮闪耀的宝石 美得动人心魄 人们从不吝啬对它的赞美之词 但没有哪一份赞誉 是凭空得来的 光鲜亮丽的背后 都必然经历过千辛万苦 矿的形成 往往需要几百万年 甚至几千万年的时间 它经历了上千度火山熔岩的炙烤 地壳板块的挤压碰撞 湖泊河流的冲刷 呼啸风雨的磨洗 融化、沉积、结晶 …… 每一份独特的际遇 都化为试炼 成就更好的自己 在地表之下 无数种化学元素互相随机组合 不同的物质之间 不断迸发出奇妙的化学反应 默默积蓄力量 等待着被开采的机遇 千姿百态的矿 承载着千丝万缕的情愫 神奇的地质变化 大自然的鬼斧神工 形成了世界上 千姿百态的矿物 矿 渗透在平淡的生活中 一口大铁锅 翻炒着酸甜苦辣 热腾腾的食物上的缕缕白烟 是铁锅给予食物的锅气 难以忘怀的味道 是对家的记忆 一根根铜丝 在千家万户间 进行着一场场电流传送的接力 装饰了黑夜,点亮了窗几 不起眼的存在 也有着不可或缺的意义 矿 蕴藏在澎湃的激情里 宋代著名的《千里江山图》 是青年画家王希孟的鸿篇炬迹 石青石绿 等矿物颜料的加持 使山石显得厚重、苍翠 画面富丽,色泽浓烈 晕染出的山河湖海 艳而不俗,堂皇之气盎然 《千里江山图》(局部) 以矿装点 这是古人对所爱之物 最炽热的情感 “钻石恒久远,一颗永流传” 经得起时光的考验 坚不可摧,永不变质 纯粹、清澈、透明 容不得半点杂质与瑕疵 以矿相赠 这是今人对所爱之人 最真挚的表达 矿 从过去,到未来 矿业 是人类从事生产劳动的 古老领域之一 来源:新华网 监制:刘洪 肖进安 作者:张玲琳张潘 编辑:董静雪 校对:刘怡然

  一般来说,早期项目的成功在工程学生的职业生涯中起着至关重要的作用。许多学生因第一次尝试失败而退出电子设备。在几次初中电学物理实验失败后,学生误以为这些今天工作的项目明天可能无法运作。因此,我们建议初学者从以下项目开始,这些项目将在您第一次尝试时给出输出并为您自己的工作提供动力。在您继续之前,您应该知道面包板的工作和使用。本文为工程专业学生提供了十大简单的电子电路,适用于初学者和迷你项目,但不适用于去年的项目。以下电路属于基本类和小类。 十大简单电子电路初学者 下面讨论的十大简单电子电路列表对于初学者在练习时非常有用,这些电路的设计有助于处理复杂的电路。 直流照明电路 直流电源用于具有两个端子即阳极和阴极的小型LED。阳极为+ ve,阴极为-ve。这里,灯用作负载,具有两个端子,例如正极和负极。灯的+ ve端子连接到电池的阳极端子,电池的-ve端子连接到电池的-ve端子。开关连接在导线之间,以向LED灯泡提供供电DC电压。 直流照明电路 雨警报 以下雨水回路用于在下雨时发出警报。这种电路用于家庭,以保护他们洗过的衣服和其他易受雨淋的东西,当他们大部分时间呆在家里工作时。构建该电路所需的组件是探针。10K和330K电阻,BC548和BC 558晶体管,3V电池,01mf电容和扬声器。 雨警报 每当雨水与上述电路中的探头接触时,电流流过电路以使Q1(NPN)晶体管和Q1晶体管使Q2晶体管(PNP)变为有效。因此Q2晶体管导通,然后通过扬声器的电流流动产生蜂鸣声。在探针与水接触之前,此过程一次又一次地重复。内置在上述电路中的振荡电路改变了音调的频率,因此可以改变音调。 简易温度监控器 当电池电压大于9伏时,基极 - 发射极端子上的电压将相同。这样可以保持晶体管和LED都关闭。当电池电压由于利用率降低到9V以下时,T1晶体管的基极电压下降,而其发射极电压保持相同,因为C1电容器充满电。在此阶段,T1晶体管的基极端变为+ ve并导通。C1电容通过LED放电 触摸传感器电路 触摸传感器电路由三个部件构成,例如电阻器,晶体管和发光二极管。这里,电阻器和LED串联连接到晶体管的集电极端子的正电源。选择一个电阻将LED的电流设置为20mA左右。现在给出两个暴露端的连接,一个连接到+ ve电源,另一个连接到晶体管的基极。现在用手指触摸这两根电线。用手指触摸这些电线,然后LED亮起! 触摸传感器电路 万用表电路 万用表是一种必不可少的简单基本电路,用于测量电压,电阻和电流。它还用于测量DC和AC参数。万用表包括一个与电阻串联的检流计。可以通过将万用表的探头放在电路上来测量电路两端的电压。万用表主要用于电机绕组的连续性。 万用表电路 LED闪光灯电路 LED闪光灯的电路配置如下所示。以下电路采用最受欢迎的元件之一,如555定时器和集成电路。该电路将定期闪烁LED ON和OFF。 LED闪光灯电路 电路中从左到右,电容器和两个晶体管设置时间,并且可以打开或关闭LED。通过改变为电容器充电以激活定时器所需的时间.IC 555定时器用于确定LED保持开启和关闭的时间。它内部包含一个困难的电路,但由于它封装在集成电路中。两个电容器位于定时器的右侧,这些是定时器正常工作所必需的。最后一部分是LED和电阻。电阻器用于限制LED上的电流。所以,它不会损坏。 隐形防盗报警器 隐形防盗报警器的电路由光电晶体管和红外LED构成。当红外线路径中没有障碍物时,警报不会产生蜂鸣声。当有人穿过红外线时,警报会发出蜂鸣声。如果光电晶体管和红外LED封装在黑色管中并完美连接,则电路范围为1米。 隐形防盗报警器 当红外光束落在L14F1光电晶体管上时,它会使BC557(PNP)不导通,在这种情况下蜂鸣器不会发出声音。当红外光束断开时,光电晶体管关闭,允许PNP晶体管执行并且蜂鸣器响起。将反射侧的光电晶体管和红外LED固定在正确的位置,使蜂鸣器保持静音。调整可变电阻以设置PNP晶体管的偏置。也可以使用其他种类的光电晶体管代替LI4F1,但L14F1更灵敏。 LED电路 发光二极管是一种可提供光线的小型元件。使用LED有很多优点,因为它非常便宜,易于使用,我们可以通过其指示轻松了解电路是否正常工作。 LED电路 在正向偏置条件下,穿过结的空穴和电子来回移动。在这个过程中,他们将结合或以其他方式相互消除。经过一段时间,如果电子从n型硅移动到p型硅,那么该电子将与一个空穴结合而消失。它产生一个完整的原子并且更稳定,因此它将以光子的形式产生少量能量。 在反向偏压条件下,正电源将吸收结中存在的所有电子。并且所有的孔都将朝向负端子。因此,电荷载流子会耗尽结点,电流不会流过它。 阳极是长针。这是连接到最正电压的引脚。阴极引脚应连接到最负电压。它们必须正确连接才能使LED工作。 使用晶体管的简单光敏感节拍器 任何产生常规,节奏音节(节拍,咔嗒声)的设备我们称之为节拍器(每分钟可设定节拍)。这里的刻度表示固定的,规则的听觉脉冲。同步视觉运动如摆摆也包含在一些节拍器中。 使用晶体管的简单光敏感节拍器 这是使用晶体管的简单光敏感节拍器电路。在该电路中使用两种晶体管,即晶体管编号2N3904和2N3906构成原始频率电路。来自扬声器的声音将增加并且由于声音中的频率而下降.LDR用于该电路中.LDR意味着光依赖电阻器,我们也可以将其称为光电阻器或光电池。LDR是一种光控可变电阻器。 如果入射光强度增加,则LDR的电阻将减小。这种现象称为光电导率。当暗灯闪光灯在暗室内到达LDR附近时它接收到光,然后LDR的电阻将下降。这将增强或影响原点,频率声音电路的频率。连续的木材不断地通过电路中的频率变化来抚摸音乐。请看上面的电路了解其他细节。

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