第三章、化工单元操作安全技术(改后)ppt课件.ppt

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1、第三章 化工单元操作安全技术,第一节 物料输送 第二节 加料和出料 第三节 熔融和干燥 第四节 蒸发和蒸馏 第五节 冷却、冷凝和冷冻 第六节 筛分和过滤 第七节 粉碎与混合 第八节 加热、加压和负压,第一节 物料输送,一 、固体物料的输送 1、皮带输送机、刮板输送机、链斗输送机、螺旋输送机、斗式提升机等输送设备； （1）传动部分 1）皮带传动； 2）齿轮传动； 3）轴、联轴节、联轴器、键及固定螺钉。,1）皮带传动 要有足够的强度，皮带连接应平滑，并要根据载荷调整松紧度，皮带和皮带轮间要加防护罩。要防止运行过程中，因高温物料烧坏皮带，或因斜偏刮挡撕裂皮带发生。 2）齿轮传动 齿轮要有足够的强度。

2、要注意载荷的均匀、物料的粒度以及混入其中的杂物，防止因卡料而拉断链条、链板。,对于斗式提升机要应有因链带拉断而坠落的防护装置。 对于链斗输送机还应注意下料器操作，防止下料过多，料面过高造成链带拉断，另还要注意下料器摇把反手伤人。 对螺旋输送器，要注意螺旋导叶与壳体间隙、物料粒度和混入杂物（如铁钉、铁块），以防止挤坏螺旋导叶和壳体。 3）轴、联轴节、联轴器、键及固定螺钉。 固定螺钉不准超长；这些部位要安防护套，不得随意拆卸。,斗式提升机,斗式提升机,链斗输送机,螺旋输送机,刮板输送机,（2）输送设备的开、停车。 输送设备的开、停车系统有自动和手机系统，应装设事故自动停车和就地手动事故按钮停车系统

3、；应安装超负荷、超行程停车装置，紧急事故停车开关应设在操作者经常停留的部位，停车检修，开关应上锁或关电源。 （3）输送设备的日常维护。 自动注油和清扫装置。,2.气力输送 分为吸送式系统、压送式系统、封闭循环系统；特殊式系统。 （1）分类 1）吸送式系统 分为低压（负压值34.3KPa)吸送和真空吸送系统，真空系统又分为高真空（负压值-34.3KPa）和低真空系统（负压值-34.3KPa） 真空输送具有输送量大、动力消耗小、防尘效果好、磨损小等优点；宜于输送设备干燥、松散、流动性好的粉状物料。,2）压送式系统 一般低压输送，其压力在0.2MPa以下,而高压输送,其压力为MPa。 该系统加料器结

4、构复杂，且加料器装有一定的高度，适宜于长距离输送。 3）封闭循环系统； 4）特殊式系统。 （2）气力输送优点及使用场所 气力输送系统密封性好、物料损失少、结构简单，易实现自动化且输送远距离；但能量消耗大、管道磨损大，不适合输送湿度大、易粘的物料。,（3）防堵赛和静电 1）防堵塞 设计时确定合适输送速度； 选择管系的合理结构和布置形式。选择管系尽量减少弯管，少用由水平到垂直弯管，严禁两弯管直接相连，其间距最小应为管径的40倍，采用弯转半径较大弯管；对于卸船用的吸收装置，吸收管道最好处在夹角大于100情况进行，对压送装置可在弯管前、后及加速段设增压器； 应保持良好的密封性。,2）防静电 选导电性材

5、料做管道，并有良好接地； 粉料的粒度、形状、物料与管道匹配，管径大小等进行试验,优先产生静电小的配置； 管径尽量大，少弯管，变径缓慢，管内壁平滑，不设网格部件； 输送速度不应超过规定风速，输送量不要急剧变化； 定期使用 空气进行管壁清扫，粉料不要堆积管内。,二、液体物料的输送 化工生产中的液体物料种类繁多、性质各异，且温度、压强又有高低之分，因此，所需要泵的种类较多，通常可分为：往复泵、离心泵、旋转泵、流体作用泵等四类 。 1.往复泵 往复泵主要由泵体、活塞(或活柱)和两个单向活门构成，依靠活塞的往复运动将外能以静压力形式直接传给液态物料，借以输送。,往复泵使用时应注意以下几个方面: （1）泄

6、漏。活塞、套缸的磨损、缺少润滑油，以及吸液管处法兰松动等，都会造成物料泄漏，引发事故。因此注油处油壶要保证有液位，要经常检查法兰是否松动。 （2）开车空气排空。开车时缸中空气如果不排空，空气混入液体物料会引发事故，因此，开车时应将泵体内壳内充满水或所输送液体，排除缸中空气，必须将出口阀打开。 （3）流量调节误操作。往复泵操作严禁用出口阀门调节流量，否则可能造成缸内压力急剧变化，引发事故。,2、离心泵 将机械能通过泵体内高速旋转的叶片给液体以动能，再由动能转化成静压能，然后排出泵外。 离心泵的使用应注意以下几个方面的问题： （1）振动造成泄漏。离心泵在运转时会产生机械振动，如果安装基础不坚固，由

7、于振动会造成法兰连接处松动和管路焊接处破裂，物料泄漏引发事故。因此，安装离心泵要有坚固的基础，并且要经常检查泵与基础连接的地脚螺丝是否松动。,（2）静电引起燃烧。管内液体流动与管壁摩擦会产生静电，引起事故，因此管道应有可靠的接地措施。 （3）入口吸入位置不对。如果泵吸入位置不当，会在吸入口产生负压吸入空气，引起事故。一般泵入口应设在容器底部或将吸入口深入液体深处。为防止杂物进入泵体引起机械事故，吸入口应加设滤网。 （4）联轴节绞伤。由于电机的高速运转，联轴节处容易造成对人员的绞伤问题。因此泵与电机的联轴节处应安装防护罩。,3、旋转泵 同往复泵一样，同属于正位移泵，不同之处是泵中没有活门，只有在

8、泵中旋转着的转子，它就是依靠旋转时排送液体，留出空间形成低压将液体连续吸入和排出。 用途:旋转泵压头大、流量小，因为无活门，适合输送粘度大的液体，如油类物料等；由于缝隙小不宜输送固体的悬浮液。 注意：流量不能用出口阀进行调节，而用改变转子转速或装回流支路调节流量。,4、流体泵 特点：无活动部分，液体物料的输送主要靠空气的压力，或运动着的流体本身。前者如空气升液器，由于这类泵无活动部分且结构简单，因此可衬以耐酸或耐腐蚀材料，在化工生产中有特殊的用途。 不适合易燃液体，因为空气与易燃液体蒸气混合，可形成爆炸性混合物，且有产生静电的可能（可用惰性气体代替空气）。,输送易燃液体采用蒸气往复泵较为安全。

9、如采用离心泵，则泵的叶轮应用有色金属或塑料制造，以防撞击发生火花，设备和管道应良好接地，以防静电引起火灾。 临时输送液体的泵和管道(胶管)连接处必须紧密、牢固，以免输送过程中胶管受压脱落、漏料而引起火灾。,三、气体物料的输送 用于气体输送的设备有往复式压缩机、离心式压缩机、旋转式压缩机、真空泵等几类。 1、往复式压缩机 使用时应注意以下几个方面。 （1）散热不好。汽缸内的气体被压缩后，体积缩小，温度会升高，如果不及时散热，会引起事故。因此，往复式压缩机必须要有散热装置，可以采用冷却水夹套或散热翅片。采用冷却水夹套散热时，注意冷却水不能进入气缸，以防发生水锤，引起事故。,（2）泄漏。活塞、套缸的

10、磨损、缺少润滑油，以及气体进出口处法兰垫圈损坏等，都会造成气体外逸，从而引发事故。因此。注油处油壶要保证有液位，要经常检查垫圈。 （3）部件材质不匹配。压缩机部件的材质应注意根据输送气体的特性进行选择。,2、离心式压缩机。离心式压缩机的安全主要是泄漏问题。要防止因振动等原因造成的气体外逸，引发事故。 3、旋转式压缩机。旋转式压缩机的安全主要是操作温度问题。操作温度不能过高，否则容易使转子受热膨胀而发生碰撞，甚至咬死，引发事故。 4、真空泵。真空泵的安全主要是密封问题输送易燃易爆气体时，设备密封一定要保证，要防止负压吸入空气引发爆炸事故。可以采用液环真空泵。,第二节 加料和出料,一、加料 化工生

11、产中投料方式一般有压入法、负压抽入法、人工法三种。 （l）压入法投料 压入法投料指正压下投料采用的方法。采用压入法加料时应注意以下几个问题。 1）置换。压入易燃物料时应先对加入设备(如反应器等）进行惰性气体吹扫置换，然后压入物料，防止压入时物料与空气混合可能产生的危险。,2）防静电。压入易燃物料时必须严格控制压力，以防物料猛烈喷射摩擦产生静电火花，引起意外事故，同时设备系统应有良好的接地。 3）防泄漏。正压系统应保证良好的密封，防止因物料逸出引发的事故。 （2）负压抽料 对于逸出后容易造成中毒、爆炸等事故的物料，可以采用负压抽入法进行加料。 1）控制温度。负压抽料时要控制物料温度,防止液体物料

12、在负压条件下大量气化而引起危险。,2）防静电。液体加料时，应从设备底部进入，不要从顶部向下喷淋，初始加料时速度要慢，以减少静电危险。设备应有良好的接地装置。 3）设备密封。负压操作系统应保证良好的密封，以防空气吸入与易燃物料混合发生危险。 （3）人工加料 1）注意投料温度。人工投料时，要注意投料温度，一般应在较低的温度下操作，以免大量有害蒸气逸出，引起中毒及燃烧爆炸事故。,2）注意投料顺序。如果是加入固体和水，一般应先加水，再加固体物料，可减少粉尘飞扬；如果是其他液体和固体，应先加固体物料，再加液体物料，减少液体飞溅和蒸气逸散。 3）防静电。加入易燃易爆物料时，不允许直接从塑料容器倒入，以防止

13、产生静电引起危险。应先将物料倒入木桶，再加入设备中。,二、出料 化工生产中出料的方式有常压出料、带压出料、抽吸出料和机械传动出料等几种。出料一般应先降温，后出料。如果是易燃易爆物料，出料时应先对进入系统进行惰性气体置换。出料时如果发生堵塞，不可用铁器等敲凿，应采用木棒疏通；若是爆炸品，应采用加人适当溶剂溶解的方法疏通。 （1）常压出料 可流动性物料多采用常压出料。操作时应注意以下两点。 1）防止泄漏。尽可能采用管道放料，接收设备应采用密闭容器，防止溶剂蒸气大量逸出发生意外。,2）控制压力。为防止由于溶剂蒸发造成的压力过高，接收设备可设排气装置，排气口应伸出室外。 （2）带压出料 由于后系统压力

14、与出料压差较小，有时常压放料比较困难，可采用带压放料方式。带压放料时应注意为保证后系统正常，带压出料的压力不得任意提高。一般压差不超过一个工程大气压为宜。,（3）抽吸出料 对于逸出后容易造成中毒、爆炸等事故的物料，可以采用负压抽出法出料。低沸点的物料不宜采用此法。采用负压抽出法应注意避免将物料抽入真空泵可能引起的燃烧爆炸危险。 一般应在接收出料设备与抽真空系统之间设置安全容器。 （4）机械传动出料 物料较稠，或为半固体时，可采用螺旋推进出料，但应注意，对于易燃、易爆、热敏感的物料，不能采用此种方法出料。,第三节 熔融和干燥,一、熔融主要危险来源 1、熔融物料的危险性质； 熔融过程的碱，可使蛋白

15、质变为胶状碱蛋白的化合物，又可使脂肪变为胶状皂化物质，所以碱灼伤比酸具有更强的渗透能力，且深入组织较快，因此碱灼伤要比酸灼伤更为严重 。 2、熔融物的杂质； 碱和硫酸盐中含有无机盐杂质，应尽量除去。其无机盐杂质不熔融、而是呈块状残留于反应物内，块状杂质阻碍反应物质的混合，并能使局部过热、烧焦，致使熔融物喷出烧伤操作人员，因此必须经常消除锅垢。,3、物质的黏稠程度； 为使熔融物具有较好的流动性，可用水将碱适当稀释，当氢氧化钠或氢氧化钾有水存在时，其熔点就显著降低，从而可以使熔融过程在危险性较小的低温下进行。 4、碱熔设备。 熔融过程是在150350下进行的，一般采用烟道气加热也可采用油浴或金属浴

16、加热，使在煤气加热，应注意煤气的泄漏引起爆炸或中毒。对于加压熔融的操作设备，应安装压力表、安全阀和排放装置。,二、干燥 1、定义：将固体与液体分离所采用的方法。 2、分类： 按加热方式分为对流干燥、传导干燥、辐射式和介电加热式。 （1）对流干燥 对流干燥设备主要有箱式干燥器、转筒干燥器、气流干燥器、沸腾干燥器和喷雾干燥器。 特点:干燥介质温度易调控, 干燥介质离开设备带走部分热量,热能利用程度较差，被干燥物料不易过热。 注意： 1）严格控制干燥温度。为防止出现局部过热造成物料分解以及易燃蒸气逸出或粉尘逸出，引起燃烧爆炸，干燥操作时要严格控制温度。,2）严格控制干燥气流速度。在对流干燥中，由于物

17、料相互运动发生碰撞、摩擦易产生静电，容易引起干燥过程所产生的易燃气体和粉尘与空气混合发生爆炸。因此，干燥操作时应应严格控制干燥气流速度，并安装设置良好的接地装置。 3）严格控制有害杂质。对于干燥物料中可能含有自燃点很低或其他有害杂质，在干燥前应彻底清除，防止在干燥前发生危险。,4）定期清理死角积料。为防止积料长时间受热发生变化引起事故，应定期对干燥设备中的死角进行清理。清理应在停车状态下进行，并按检修要求进行安全清理。 （2）传导干燥 传导干燥设备主要有滚筒干燥器和真空干燥器。 特点：热利用高,但物料温度不易控制,容易过热物质。 1）滚筒干燥器操作时应注意： 要适当调整刮刀与简壁间隙，牢牢固定

18、刮刀，及防止产生撞击火花；,用烟道气加热的干燥过程中，应注意加热均匀，不可断料，不可中途停止运转。 3）真空干燥 特点： （1）适合干燥易燃、易爆的物料； （2）真空条件下，易燃液体蒸发速度快、干燥温度可适当控制低一些, 防止由于高温引起物料局部过热和分解; （3）清除真空时，一定要先降低温度才能放进空气，以免引起火灾爆炸。,第四节 蒸发和蒸馏,一、蒸发 1、 定义：借加热作用使溶液中所含溶剂不断汽化、不断被除去，以提高溶液中溶质浓度或使溶质析出，使挥发性溶剂与不挥发性溶质分离的物理操作过程。 2、分类 （1）按操作压力可分为： 1）常压蒸发; 2）加压蒸发; 3）真空蒸发; （2）按蒸发所需

19、热量的利用次数可分为： 1）单效蒸发； 2）多效蒸发。,（3）按蒸发器操作所依据溶液循环原理，蒸发器可分为： 1）自然循环蒸发器; 2） 强制循环蒸发器; 3）单程蒸发器; 4）其他操作原理的蒸发器 。,3、注意： （1） 对腐蚀性溶液的蒸发处理。有的设备需要采用特种钢材制造。 （2）对热敏性物质处理。防止热敏性物质分解，可采用真空蒸发的方法，降低蒸发温度，或使溶液在蒸发器里停留时间和与加热面接触时间尽量短，可采用单程循环、高速蒸发 （3）严格控制蒸发温度。操作中要按工艺要求严格控制蒸发温度，防止结晶、沉淀和污垢的产生，因此对加热部分需经常清洗。,（4）保证蒸发器内液位。一旦蒸发器内溶液被蒸干

20、，应停止供热，待冷却后，再加料开始操作。 二、蒸馏 定义：蒸馏是借液体混合物各组分挥发度的不同，使其分离为纯组分的操作，它广泛用于化工生产中。 分类： 1、蒸馏操作可分为间歇蒸馏和连续蒸馏；,2、按操作压力可分为： （1）常压燕馏(一般蒸馏)； （2）减压蒸馏(真空蒸馏)； （3）加压蒸馏(高压蒸馏)； （4）特殊蒸馏，如蒸气蒸馏、萃取蒸馏、恒沸蒸馏和分子蒸馏等。,（1）真空蒸馏（减压蒸馏） 真空蒸馏是一种比较安全的蒸馏方法。对于沸点较高(常压下1500C以上)、而在高温下蒸馏时又能引起分解、爆炸或聚合的物质，采用真空燕馏较为合适。 注意： 1）保证系统密闭。蒸馏过程中，一旦吸入空气，很容易引

21、起燃烧爆炸事故。因此，减压（真空）蒸馏系统所用的真空泵应安装单向阀，防止突然停泵造成空气倒吸入设备。,2）保证停车安全。减压（真空）蒸馏系统停车时，应先冷却，然后通人氮气吹扫置换，再停真空泵。 3）保证开车安全。减压（真空）蒸馏系统停车时，应先开真空泵，然后开塔顶冷却水，最后开再沸蒸汽。否则，液体会被吸入真空泵，可能引起冲料，引起爆炸。,（2）常压蒸馏 主要用于分离中等挥发度（沸点100左右）的液体。 注意： 1）正确选择再沸热源。蒸馏操作一般不采用明火作热源，应采用水蒸气或过热水蒸气较为安全。 2）注意防腐和密闭。为防止易燃液体或蒸气泄漏，引起火灾爆炸，应保证系统的密闭性；对于蒸馏有腐蚀性的

22、液体，应防止塔壁、塔板等被腐蚀，以免引起泄漏。,3）防止冷却水漏入塔内。对于高温蒸馏系统，一定要防止塔顶冷凝器的冷却水突然漏人蒸馏塔内。 4）防止堵塔。常压蒸馏操作中，还应防止因液体所含高沸物或聚合物凝结造成塔塞，使塔压升高引起爆炸。 5）保证塔顶冷凝。塔顶冷凝器中的冷却水不能中断。否则，未凝易燃蒸气逸出可能引起燃烧。,（3）加压蒸馏 对于常压下沸点低于30的液体，应采用加压蒸馏操作。常压操作的安全要求也适用于加压蒸馏。 缺点：气体或蒸气更容易从装置的不严密处泄漏，极易造成燃烧、中毒的危险。 注意： 1）严格地进行气密性和耐压试验检查，并应安装安全阀和温度、压力调节、控制装置； 2）防静电和雷

23、。对不易导电液体，应将蒸馏设备、管道良好接地。室外蒸馏塔应安装避雷装置。,3）在石油产品的蒸馏中，应将安全阀的排气管与火炬系统相接，安全阀起跳即可将物料排入火炬烧掉。 4）保证系统密闭。加压操作，气体或蒸气容易向外泄漏，设备必须保证很好的密闭性。 5）严格控制压力和温度。为防止冲料等事故发生，必须严格控制蒸馏压力和温度。并应安装安全阀。,（4）特殊蒸馏 由于处理的液体具有不同的性质，或对产品的质量要求不同，不能使用一般的蒸馏方法，必须采取特殊的方法，以达到分离组分的目的，如蒸气蒸馏、萃取蒸馏、恒沸蒸馏与分子蒸馏等。 1）蒸气蒸馏 通常用于在常压下沸点较高、或在其沸点时易于分解物质的蒸馏，也常用

24、于高沸点物与不挥发杂质的分离，如硝基苯、松节油、苯胺类以及脂肪类物质，但其应用只限于所得产品完全（或几乎）不与水互溶的场合。,2）萃取蒸馏与恒沸蒸馏 主要用来分离由沸点极相近或恒沸组成的各组分所组成的难以用普通蒸馏方法分离的混合物。当分离结构上不相同的两组分，并在加入第三组分后，它们择发度的改变彼此不同时，采用这两种方法很有效。 恒沸蒸馏：添加的第三组分与原组分之一形成二元最低恒沸物或与原来的两组分形成三元最低恒沸物，其沸点比原组分或原恒沸物低得多，使溶液变成“恒沸物-纯组分”的蒸馏，其相对挥发度大而易分离。,萃取蒸馏：添加的第三种与原来两种组分A、B分子作用力不同，故能有选择改变A、B蒸气压

25、，从而增大其相对挥发度；原来有恒沸物的，也被破坏，第三者组分为萃取剂，其沸点应比原两组分都高得多，又不形成恒沸物，故蒸馏中从塔底排出。 3）分子蒸馏 是用于从矿物油及其残渣中提取特种油和脂，用于分离煤焦油的精制产品，用于从原油及原脂中获取维他命和碳氢化合物。分子蒸馏也能有效地分离和净化许多化合物，特别是用在常温和其他情况下，不能以简单蒸馏与精馏进行分离或其他蒸馏时会分解的高分子化合物。,三、蒸发和蒸馏的热源 1、直接火加热 直接火加热温度不易控制，可能造成局部过热烧坏设备，由于加热不均匀易引起易燃液体蒸气的燃烧爆炸。 2、水蒸气、热水加热 对于易燃、易爆物质，采用水蒸气或热水加热是比较安全的。

26、用水蒸气或热水加热时，应定期检查蒸汽夹套和管道的耐压强度，并应装设压力计和安全阀，以免容器或管道炸裂。,3、载体加热 载体加热中所用载热体种类很多，通常应用的有油类、联苯、二苯醚、无机盐等。使用有机载热体可使加热均匀，并能获得较高的温度。使用有机载热体加热的方法有： （1）用直接火通过充油夹套进行加热。 （2）最有实用价值的是使用联苯和二苯醚的低熔点混合物，即二苯混合物(二苯醚73.5%、联苯26.5%)作为载热体进行加热。 （3）使用无机载热体加热。,4、电加热 电加热比较安全，且易控制和调节温度，一旦发生事故，可迅速切断电源。 采用电炉加热易燃物质时，应采用封闭式电炉，电炉丝与被加热的器壁

27、应有良好的绝缘，以防短路击穿器壁，使设备内易燃物质漏出产生气体或蒸气着火、爆炸。,第五节 冷却、冷凝和冷冻,冷源: 一般采用水、空气和冷冻盐水等作为冷源。,一、冷却和冷凝 冷却与冷凝过程广泛应用于化工生产中反应产物后处理和分离过程。冷却与冷凝的区别仅在于有无相变，操作基本是一样的。 1、直接冷却法： 是指可直接向所需冷却的物料加入冷水或冰，也可将物料置于敞口槽中或喷洒于空气中，使之自然汽化而达到冷却的目的。 2、间接冷却法： 通常是在具有间隔式的换热器中进行的。壁的一边为低温载体，另一边为所需冷却的物料。,3、冷凝、冷却器分类 冷凝、冷却所使用的设备统称为冷凝、冷却器。就其实质而言均属换热器，

28、以其传热面形状和结构可分为： （1） 管式冷凝、冷却器。 （2） 板式冷凝、冷却器。 此外还有混合式冷凝、冷却设备，包括：填充塔；喷淋式冷却塔；泡沫冷却塔；文丘里冷却器；瀑布式混合冷凝器,其又可分为：干式、湿式、并流式、逆流式、高位式、低位式等；按材质还可分金属与非金属材料之分。,4、冷凝、冷却的安全技术 （1）根据被冷却物料的温度、压力、理化性质及工艺条件,正确选择冷却设备和冷却剂。 （2）开车前必须首先清除冷凝器中的积液，再打开冷却水，然后才能通入高温物料。 （3）对于腐蚀性物料的冷却，要选用耐腐蚀材料的冷却设备。 （4）排空保护。为保证不凝性可燃气体安全排空，可充氮保护。,（5）严格注意

29、冷却设备的密闭性。不允许物料串入冷却剂中，也不允许冷却剂串入被冷却的物料中(特别是酸性气体)。 （6）冷却冷凝介质不能中断。冷却冷凝过程中，冷却剂不中断。以冷却水控制温度，最好采用自动调节装置。 （7）检修冷凝、冷却器，应彻底清洗、置换，切勿带料焊接。,二、冷冻 在某些化工生产过程中，如蒸气、气体的液化，某些组分的低温分离，以及某些物品的输送、储藏等，常需将物料降到比水或周围空气更低的温度，这种操作称为冷冻或制冷。 冷冻操作的实质是不断地由低温物体(被冷冻物)取出热量并传给高温物质(水或空气），以使被冷冻的物料温度降低。 热量由低温物体到高温物体这一传递过程由冷冻剂来实现。,1、冷冻方法 在现

30、代工业中冷冻有以下几种方法: （1）低沸点液体的蒸发。如液态乙烷在0.05354MPa 压力下蒸发，可以获得-100的，液态氮蒸发可达-210 。 （2）冷冻剂于膨胀机中膨胀，气体对外做 功，致使内能减少而获取低温。该法主要用于那些难以液化气体(空气、氢等)的液化过程。 （3）利用气体或蒸气在节流时所产生的温度降而获取低温。,2、冷冻剂选择及应用 （1）冷冻剂的选择具备条件 1）在常压下的沸点要低，且低于蒸发温度，这是首要条件。 2）冷冻剂需具有化学稳定性，在工作压力和温度范围内不燃烧、不爆炸、高温下不分解，对机器设备无腐蚀作用，也不会与润滑油发生反应。 3）在蒸发温度时汽化潜热应尽可能的大，

31、单位体积制冷能力要大，可以缩小压缩机的气缸尺寸和降低动力消耗。,4）冷冻剂在蒸发温度下的蒸气压强（蒸发压力）不低于大气压力，这样可以防止空气进入，以避免正当工作受破坏。 5）冷凝温度时的蒸气压强（冷凝压力）不宜过高，这样可以降低压缩机的压缩比和功率消耗，并避免冷凝器和管路等因受压过高而使结构复杂; 6）临界温度要高，能在常温下液化；凝固点要低，以获得较低的蒸发温度。,7）制冷剂的黏度和密度应尽可能地小，减少其在系统中的阻力。 8）热导率要大，可以提高热交换器的传热系数。 9）冷冻剂应价廉且易购。,（2）冷冻剂性质和应用 1）氨 使用范围：氨适用于温度范围为-65100C的大、中型制冷机中。 优

32、点：氨在大气压下沸点为-33. 5，冷凝压力不高，它的汽化潜热和单位质量冷冻能力均远超过其他冷冻剂，因此，所需氨的循环量小，操作压力低；与润滑油不互溶、对铁、铜无腐蚀作用；价格便宜，易得到；泄漏易觉察。,缺点：氨有毒，有强烈的刺激性和可燃性，与空气混合时有爆炸危险；当氨中有水时，对铜或铜合金有腐蚀作用。 注意：氨压缩机里不能使用铜及其合金的零件。 2）氟利昂 氟利昂冷冻剂有氟利昂11 (CCl3F)、氟利昂12 (CCl2F)以及氟利昂13 (CClF3)等多种。这类冷冻剂的沸点，是随其氟原子数增加而升高，在常温下其沸点范围为-82.240。 适用范围：过去一直使用在电冰箱一类的制冷装置。,优

33、点： 氟利昂无味不燃，同空气混合无爆炸危险，对金属无腐蚀; 缺点：汽化潜热比氨小,用量大、循环量大、实际消耗大；价格昂贵。 注意：对大气臭氧层的破坏作用而被国际社会禁用。 3）二氧化碳 适应范围：船舶冷冻装置中广泛使用。 优点： 单位体积制冷能力最大；二氧化碳具有密度大，无毒，无腐蚀、使用安全。 缺点：二氧化碳冷凝时操作压强过高，一般为60008000KPa，蒸气压强不能低于30KPa，否则二氧化碳将固态化。,4）碳氢化合物 如乙烯、乙烷、丙烷、丙烯等碳氢化合物可作冷冻剂。 适用范围：在石油化学工业中，常用乙烯、丙烯为冷冻剂进行裂解气的深冷分离。 优点：凝固点低、无臭，丙烷无毒；对金属不腐蚀，

34、且蒸发温度范围较宽。 缺点：具有可燃、易爆性；乙烷、乙烯、丙烯有毒。,3、载冷体 冷冻机中产生的冷效应，通常不用冷冻剂直接作用于被冷物体，而是以载冷体来传，此载冷体往返于冷冻机和被冷物之间，不断从被冷物取走热量，不断向冷冻剂放出热量。 载冷体：用来将制冷装置的蒸发器中所产生的冷量传递给被冷却物体的媒介物质或中间物质。 （1）载冷体具备安全条件 1）冰点要低。在操作温度范围内保持液态不凝固，其凝固点比制冷剂的蒸发温度要低，其沸点应高于最高操作温度，即挥发性小。,2）比热容大，载冷量也大。在传送一定冷量时，其流量就小，可减少泵的功耗。 3）密度小，黏度小。可减少流动阻力。 4）化学稳定性好，不腐蚀

35、设备和管道，无毒无臭，无爆炸危险性。 5）热导率大，可以减小热交换器的传热面积。 （2）常用的载冷体 1）水 适用范围： 在空调系统中被广泛应用。 优点：具有比热容大；腐蚀性小、不燃烧、不爆炸、化学性能稳定等优点。 缺点：水的凝固点为0，因而只能用作蒸发温度00C以上的制冷循环，故在空调系统中被广泛应用。,2）盐水溶液（冷冻盐水） 盐水溶液是将氯化钠、氯化钙或氯化镁溶于水形成的溶液。 适应范围：用作于中低温制冷系统的载冷体，其中用得最广的是氯化钙水溶液，氯化钠水溶液一般只用于食品工业的制冷操作中。 性质：冻结温度取决于其浓度。在一定的浓度下有一定的冻结温度，浓度增大则冻结温度下降。当盐水溶液的

36、温度达到或接近冻结温度时，制冷系统的管道、设备将发生冻结现象，严重影响设备的正常运行。合理地选择浓度，以使冻结温度低于操作温度，一般使盐水冻结温度比系统中制冷剂蒸发温度低1013K。,3）有机溶液 适应范围：有机载冷体的凝固点都低，适用于低温装置。 有机溶液一般无腐蚀性，无毒，化学性质比较稳定。如乙二醉、丙三醇溶液，甲醇、乙醇、三氯乙烯、二氯甲烷等均可作为载冷体。,使用冷冻盐水作载冷体注意： （1）所用冷冻盐水的浓度应较所需的浓度大，否则有冻结现象产生，使蒸发器蛇管处壁结冰，严重影响冷冻机操作； （2）一般采用封闭式盐水系统，并在盐水中加入少量的铬酸钠或重铬酸钠，以减缓腐蚀作用或加缓蚀剂。 （

37、3）使用时应尽量先除去盐水中的杂质（如硫酸钠等），这样也可大大减少盐水的腐蚀性。,4、冷冻机 一般常用的压缩冷冻机由压缩机、冷凝器、蒸发器与膨胀阀等四个基本部分组成，在使用氨冷冻压缩机时应注意： （1）采用不发生火花的电气设备。 （2）在压缩机出口方向，应于汽缸与排气阀间设一个能使氮通到吸入管的安全装置，以防压力超高。 （3）易于污染空气的油分离器应设于室外,压缩机要采用低温不冻结、且不与氨发生化学反应的润滑油。,（4）制冷系统压缩机、冷凝器、蒸发器以及管路系统，应注意其耐压程度和气密性，防止设备、管路裂纹，同时要加强安全阀、压力表等安全装置的检查、维护。 （5）制冷系统因发生事故或停电而紧急

38、停车时，应注意其被冷物料的排空处理。 （6）装有冷料的设备及容器，应注意其低温材质的选择，防止低温脆裂。,第六节 筛分和过滤,一、筛分 在化工生产中，将固体原材料、产品进行颗粒分级，而这种分级一般是通过筛选办法实现的。筛选按其固体颗粒度（块度）分级，选取符合工艺要求的粒度，这操作过程叫筛分。 分为人工筛分和机械筛分。 1、筛子分类 分固定筛和运动筛。,（1）按筛网形状分 1） 转筒式运动筛网 分为：圆盘式、滚筒式和链式等。 2）平板式运动筛网 摇动式和簸动式。 2、筛分安全技术措施 （1） 筛分过程中，粉尘如有可燃性，须注意因碰撞和静电引起粉尘燃烧爆炸;如粉尘具有毒性、吸水性或腐蚀性，须注意呼

39、吸器官及皮肤的保护，以防引起中毒或皮肤伤害。,（2）要加强检查，注意筛网的磨损和筛孔堵塞、卡料，以防筛网损坏和混料 。 （3）筛分操作是大量扬尘过程，在不妨碍操作、检查的前提下，应将其筛分设备最大限度地进行密闭。 （4）筛分设备的运转部分应加防护罩以防绞伤人体。 （5）振动筛会产生大量噪声，应采用隔离等消声措施。,二 过滤 在生产中将悬浮液中的液体与悬浮固体颗粒有效的分离， 一般采用过滤方法。过滤操作是使悬浮液在重力、真空、加压及离心力作用下，通过多孔物料层，而将固体截留下来。 1、过滤方法 过滤操作包括悬浮液的过滤、滤饼的洗涤、滤饼的干燥和卸料等四个部分组成。 按操作方法分为间歇过滤和连续过

40、滤，过滤依其推动力可分为： （1）重力过滤；（2）加压过滤；（3）真空过滤；（4）离心过滤。,2、过滤材料介质的选择 （1） 一般工业上所用的过滤介质需具备下列基本条件： 1）必须具有多孔性、使滤液易通过，且孔隙的大小应能使悬浮液粒子得以截留； 2）必须具有化学稳定性，如耐腐蚀性、耐热性等； 3）具有足够的机械强度。,（ 2） 根据上述条件对过滤介质进行选择，通常归纳为下面三类： 1）粒状介质:如细沙、石砾、玻璃渣、木炭、骨灰、酸性白土等。此类介质适于过滤固相含量极少的悬浮液。 2）织物介质:由金属或非金属丝织成，金属材料可用不锈钢、镍、黄铜及蒙氏合金等，它适于盐、酸及粗油等的过滤。非金属滤布

41、可由天然或人工纤维织成，常用材料有棉、麻、羊毛，蚕丝等。,3）多孔性固体介质:如多孔陶瓷板及管、多孔玻璃、多孔塑料等。这些介质多做成板状，孔隙很小，其耐腐蚀性较好，常用于过滤含有少量微粒的悬浮液的间歇式过滤设备。 3、过滤设备 工业上应用的过滤器称为过滤机，按操作方法可将其分为间歇式和连续式。也可按照过滤推动力的不同分为重力过滤机、真空过滤机、加压过滤机和离心过滤机。,重力式纸带过滤机,框板式压滤机,橡胶真空带式过滤机,三足式离心机,4、过滤的安全技术 （1）加压过滤 最常用的是板框式压滤机。操作时应注意几点： 1）当加压过滤机散发有害和爆炸性气体时，要采用密闭式过滤机。并以压缩空气或惰性气体

42、保持压力；取滤渣时，应先放压力，否则会发生事故。 2）防静电。为防静电，压滤机应有良好的接地装置。 3）做好个人防护。卸渣和装卸板框如需要人力操作，作业时应注意做好个人防护，避免发生接触伤害等。,（2）真空过滤 1）防静电。抽滤开始时，滤速要慢，经过一点时间后，再慢慢提高滤速。真空过滤机应有良好的接地装置。 2）防止滤液蒸气进入真空系统。在真空泵前应设置蒸气冷凝回收装置。 （3）离心过滤 最常用的是三足离心机。操作时应注意： 1）腐蚀性物料处理。不应采用铜制转鼓而采用钢质衬铝或衬硬橡胶的转鼓。,2）注意离心机选材与安装。转鼓、盖子、外壳及底座应用韧性材料，对于负轻荷转鼓（50kg以内），可用铜

43、制造。安装时应用工字钢或槽钢制成金属骨架，并注意内、外壁间隙，转鼓与刮刀间隙。 3）防止剧烈振动。离心机过滤操作中，当负荷不均匀时会发生剧烈振动，造成轴承磨损、转鼓撞击外壳引发事故，设备应有减振装置。,4）限制转鼓转速。以防止转鼓承受高压而引起爆炸。在有爆炸危险的生产中，最好不使用离心机而采用转鼓式、带式等真空过滤机。 5）防止杂物落入。当离心机无盖时，工具和其他杂物容易落入其中，并可能以高速飞出，造成人员伤害；有盖时应与离心机启动联锁。 6）严禁不停车清理。不停车或未停稳进行器壁清理，工具会脱手飞出，使人致伤。,（4）连续式过滤机 连续式过滤机循环周期短，能自动洗涤和自动卸料，其过滤速度较间

44、歇式过滤机高，且操作人员脱离与有毒物料接触，因而较为安全。连续过滤比间歇式过滤安全。 （5）间隙式过滤机 间歇式过滤机由于卸料、装合过滤机、加料等各项辅助操作的经常重复，所以较连续式过滤周期长，且操作人员劳动强度大，直接接触毒物，因此不安全。,第七节 粉碎和混合,一、粉碎 化工生产中，采用固体物料作反应原料或作催化剂，为增大表面积，经常要进行固体粉碎或研磨操作。将大块物料变成小块物料的操作称粉碎；将小块变成粉末的操作称研磨。 粉碎分为湿法与干法两类。 1、粉碎方法 粉碎方法可按实际操作时的作用力分为： 挤压； 撞击； 研磨； 劈裂等方法。,2、粉碎设备 干法粉碎中，按被粉碎物料的大小和粉碎后所

45、获得成品的尺寸，将其设备分成四类： （1）粗碎或预碎设备。用于处理直径为 40-1500 mm范围的原料，所得成品的直径约为5-50 mm。 （2）中碎和细碎设备。用以处理直径为5-50 mm范围的原料，所得成品的直径为0.1-5 mm。,（3）磨碎或研磨设备。用以处理直径为 2-5mm范围的原料，所得成品的直径约为0. 1 mm上下，并可小于0.074mm。 （4）胶体磨。用以处理直径在0.2mm上下的原料，所得产品可以小到0.01um，即10-5mm。,3、破碎安全技术 （1）破碎机符合下列安全条件： 1）加料、出料最好是连续化、自动化 2）具有防止破碎机损坏的安全装置； 3） 产生粉末应

46、尽可能少； 4）发生事故能迅速停车。,（2）粉碎研磨过程的应注意以下问题： 1）系统密闭、通风。粉碎研磨设备必须要做好密闭，同时操作环境要保持良好的通风，必要时可装设喷淋设备。 2）系统的惰性保护。为确保易燃易爆物质粉碎研磨过程的安全，密闭的研磨系统内应通入情性气体进行保护。 3）系统内摩擦。对于进行可燃、易燃物质粉碎研磨的设备，应有可靠的接地和防爆装置，要保持设备良好的润滑状态，防止摩擦生热和产生静电，引起粉尘燃烧爆炸。,4）运转中的破碎机严禁检查、清理、调节、检修。 5）破碎装置周围的过道宽度必须大于1m;操作台必须坚固，操作台与地面高度1.52.0m;台周边应设高1m安全护栏; 破碎机加

47、料口与地面一般平或低于地面不到1mm均应设安全格子。 6）为防止金属物件落入破碎装置，必须装设磁性分离器。 7）可燃物研磨后，应先冷却，再装桶，以防发热引起燃烧。,二、混合 两种以上物料相互分散，而达到温度、浓度以及组成一致的操作，均称为混合。 混合分液态与液态物料混合、固态与液态物料混合和固态与固态物料的混合，而固态混合分为粉末、散粒的混合。,1、混合设备 （1）液体混合设备 1）机械搅拌 按桨叶类型可分为四类： 桨式搅拌器； 螺旋桨式搅拌器； 涡轮式搅拌器； 特种搅拌器。,2） 气流搅拌 用压缩空气或蒸汽以及氮气通入液体介质中进行鼓泡，以达到混合目的的一种装置，其搅拌气体压强须超过容器中液

48、体的静压头，此外，尚需一定气体的流速。,（2）固体、糊状物混合设备 固体介质的混合包括固体粉末捏合和固体粉末与糊状物捏合。此类设备常用于化学工业中的有三类： 捏合机； 螺旋混合器； 干粉混合器。,2、混合安全技术 （1）根据物料性质（如腐蚀性、易燃易爆性、粒度、黏度等）正确选用设备。 （2）桨叶强度与转速。桨叶强度要高，安装要牢固，桨叶的长度不能过长，搅拌转速不能随意提高，否则容易导致电机超负荷、桨叶折断以及物料飞溅等事故。 （3）设备密闭。对于混合能产生易燃易爆或有毒物质的过程，混合设备应保证很好的密闭，并充入情性气体进行保护。,（4）防静电。对于混合易燃、可燃粉尘的设备，应有很好的接地装置

49、，并应在设备上安装爆破片。 （5）搅拌突然停止。由于负荷过大导致电机烧坏或突然停电造成的搅拌停止，会导致物料局部过热，引发事故。 （6）混合设备不允许落入金属物件，以防卡住叶片，烧毁电机。 （7）设置超负荷停车装置。 （8）检修安全。机械搅拌设备检修时，应切断电源并在电闸处明示或派专人看守。,第八节 加热、加压和负压,一、加热 1、正确选择加热介质。一般加热温度在1000C以下的可用热水循环加热；1001400C的可用蒸汽加热；1400C以上的可用油加热。选择油加热时要防止泄漏，引起火灾爆炸。对忌水的物料加热时不能用水或蒸汽，以免物料泄漏遇水发生事故，可采用油加热。 2、高压蒸气加热注意问题：

50、设备耐压要求高，须严防泄漏或物料混合。,3、保证适宜的反应温度和升温速度。在进行加热操作时，必须按工艺要求升温，升温速度不能过快，温度不能过高; 否则将导致催化剂烧坏，反应被迫停止。 4、严密注意压力变化。加热操作时，要严密注意设备的压力变化，通过排气等措施，及时调节压力，以免在升温过程中造成压力过高，发生冲料、燃烧和爆炸事故。,5、必要时采取惰气保护。加热温度接近或超过物料自燃点的过程，应采用惰性气体保护。对于非裂解过程，当加热温度接近物料分解温度时，应停止加热。 二、加压、负压 1、加压 （1）加压设备符合要求。加压设备必须要符合工艺和压力容器的基本要求。 （2）加压系统密闭。加压系统不能