典型設(shè)備工藝安全分析

　　設(shè)備運(yùn)行設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容主要是在滿足安全運(yùn)行的條件下，對(duì)定型（或標(biāo)準(zhǔn)）設(shè)備的選擇和非定型（非標(biāo)準(zhǔn)）設(shè)備的工藝計(jì)算等。定型設(shè)備的選擇除了要符合基本要求外，還要注意根據(jù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目規(guī)定的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)周期確定設(shè)備的臺(tái)數(shù)。運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備要按其負(fù)荷和規(guī)定的工藝條件進(jìn)行選型；靜止設(shè)備則要計(jì)算其主要參數(shù)，如傳熱面積、蒸發(fā)面積等，再結(jié)合工藝條件進(jìn)行選型。

　　1．泵

　　泵是化學(xué)工業(yè)等流程工業(yè)運(yùn)行中的主要流體機(jī)械。泵的安全運(yùn)行涉及流體的平衡、壓力的平衡和物系的正常流動(dòng)。選用泵要依據(jù)流體的物理化學(xué)特性，一般溶液可選用任何類型泵輸送；懸浮液可選用隔膜式往復(fù)泵或離心泵輸送；黏度大的液體、膠體溶液、膏狀物和糊狀物時(shí)可選用齒輪泵、螺桿泵或高黏度泵；毒性或腐蝕性較強(qiáng)的可選用屏蔽泵；輸送易燃易爆的有機(jī)液體可選用防爆型電機(jī)驅(qū)動(dòng)的離心式油泵等。

　　2．換熱器

　　換熱器的運(yùn)行涉及工藝過程中的熱量交換、熱量傳遞和熱量變化，過程中如果熱量積累，造成超溫就會(huì)發(fā)生事故。化工生產(chǎn)中換熱器是應(yīng)用最廣泛的設(shè)備之一。選擇換熱器形式時(shí)，要根據(jù)熱負(fù)荷、流量的大小，流體的流動(dòng)特性和污濁程度，操作壓力和溫度，允許的壓力損失等因素，結(jié)合各種換熱器的特征與使用場所的客觀條件來合理選擇。

　　目前，國內(nèi)使用的管殼交換熱器系列標(biāo)準(zhǔn)有：固定管板式換熱器、立式熱虹吸式再沸器、鋼制固定式薄管板列管換熱器、浮頭式換熱器、冷凝器、U形管式換熱器。

　　3．精蒸餾塔

　　精餾過程涉及熱源加熱、液體沸騰、氣液分離、冷卻冷凝等過程，熱平衡安全問題和相態(tài)變化安全問題是精餾過程安全的關(guān)鍵。

　　精餾設(shè)備是應(yīng)用最廣泛的非定型設(shè)備。由于用途不同，操作原理不同，所以塔的結(jié)構(gòu)形式、操作條件差異很大。精餾設(shè)備的安全運(yùn)行主要決定于精餾過程的加熱載體、熱量平衡、氣液平衡、壓力平衡以及被分離物料的熱穩(wěn)定性以及填料選擇的安全性。精餾設(shè)備的形式很多，按塔內(nèi)部主要部件不同可以分為板式塔與填料塔兩大類型。板式塔又有篩板塔、浮閥塔、泡罩塔、浮動(dòng)噴射塔等多種形式，而填料塔也有多種填料方式。在精餾設(shè)備選型時(shí)應(yīng)滿足生產(chǎn)能力大，分離效率高，體積?。嚎煽啃愿?，滿足工藝要求，結(jié)構(gòu)簡單，塔板壓力較小的要求。

　　4．反應(yīng)器

　　反應(yīng)器安全問題最為復(fù)雜，涉及反應(yīng)器物系配置、投料速度、投料量、升溫冷卻系統(tǒng)、檢測、顯示、控制系統(tǒng)以及反應(yīng)器結(jié)構(gòu)、攪拌、安全裝置、泄壓系統(tǒng)等。反應(yīng)器是化工生、產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，合理選擇設(shè)計(jì)好的反應(yīng)器能夠有效利用原料，提高效率，減少分離裝置的負(fù)荷，節(jié)省分離所需的能量。

　　反應(yīng)器應(yīng)該滿足反應(yīng)動(dòng)力學(xué)要求、熱量傳遞的要求、質(zhì)量傳遞過程與流體動(dòng)力學(xué)過程的要求、工程控制的要求、機(jī)械工程的要求、安全運(yùn)行要求。

　　反應(yīng)器的種類很多，按基本結(jié)構(gòu)可分為：管式反應(yīng)器、釜式反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器。

　　5．?dāng)嚢杵?/strong>

　　攪拌器的安全可靠是許多放熱反應(yīng)、聚合過程等安全運(yùn)行的必需條件。攪拌器的中斷或突然失效可以造成物料反應(yīng)停滯、分層、局部過熱等。攪拌器的形式有槳式、渦輪式、推進(jìn)式、框式（或錨式）、螺桿式及螺帶式等。選擇時(shí)，首先根據(jù)攪拌器形式與釜內(nèi)物料容積及黏度的關(guān)系進(jìn)行大致的選擇，攪拌器的材質(zhì)可根據(jù)物料的腐蝕性、黏度及轉(zhuǎn)數(shù)等確定。

　　6．軸密封裝置

　　防止反應(yīng)釜的跑、冒、滴、漏，特別是防止有毒害、易燃介質(zhì)的泄漏，選擇合理的密封裝置非常重要。密封填料可能選擇錯(cuò)誤，與反應(yīng)物反應(yīng)導(dǎo)致反應(yīng)器爆炸；機(jī)械密封由于安裝缺陷，大量溶劑泄漏發(fā)生爆炸。密封裝置主要有如下兩種。

　?。?）填料密封。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，填料拆裝方便，造價(jià)低。但使用壽命短，密封可靠性差。

　?。?）機(jī)械密封。優(yōu)點(diǎn)是密封可靠，使用壽命長，適用范圍廣、功率消耗少。但其造價(jià)高．安裝精度要求高。

　　7．蒸發(fā)設(shè)備

　　蒸發(fā)設(shè)備的選型主要考慮被蒸發(fā)溶液的性質(zhì)，如黏度、發(fā)泡性、腐蝕性、熱敏性和是否容易結(jié)晶或析出結(jié)晶等因素。

　　蒸發(fā)熱敏性物料時(shí)，應(yīng)選用膜式蒸發(fā)器，以防止物料分解；蒸發(fā)黏度大的溶液，為保證物料流速應(yīng)選用強(qiáng)制循環(huán)回轉(zhuǎn)薄膜式或降膜式蒸發(fā)器；蒸發(fā)易結(jié)垢或析出結(jié)晶的物料，可采用標(biāo)準(zhǔn)式或懸筐式蒸發(fā)器或管外沸騰式和強(qiáng)制循環(huán)型蒸發(fā)器；蒸發(fā)發(fā)泡性溶液時(shí)，應(yīng)選用強(qiáng)制循環(huán)型和長管薄膜式蒸發(fā)器；蒸發(fā)腐蝕性物料時(shí)應(yīng)考慮設(shè)備用材；如蒸發(fā)廢酸等物料應(yīng)選用浸沒燃燒蒸發(fā)器；處理量小的或采用間歇操作時(shí)，可選用夾套或鍋爐蒸發(fā)器，以便制造、操作和節(jié)約投資。

　　8．存儲(chǔ)設(shè)備

　　化工生產(chǎn)中需要存儲(chǔ)的有原料、中間產(chǎn)品、成品、副產(chǎn)品以及廢液和廢氣等。常見的存儲(chǔ)設(shè)備有罐、桶、池等。有敞口的也有密封的；有常壓的也有高壓的；可根據(jù)存儲(chǔ)物的性質(zhì)，數(shù)量和工藝要求選用。

　　一般固體物料，不受天氣影響的，可以露天存放。大量液體的存儲(chǔ)一般使用圓形或球形儲(chǔ)槽；易揮發(fā)的液體，為防物料揮發(fā)損失，而選用浮頂儲(chǔ)罐；蒸氣壓高于大氣壓的液體，要視其蒸氣壓大小專門設(shè)計(jì)儲(chǔ)槽；可燃液體的存儲(chǔ)，要在存儲(chǔ)設(shè)備的開口處設(shè)置防火裝置。容易液化的氣體，一般經(jīng)過加壓液化后存儲(chǔ)于壓力儲(chǔ)罐或承壓鋼瓶中，近些年，用低溫法將液化后的物料儲(chǔ)存于常壓低溫儲(chǔ)罐中也得到了應(yīng)用；難于液化的氣體，大多數(shù)經(jīng)過加壓后存儲(chǔ)于氣柜高壓球形儲(chǔ)槽或柱形容器中。易受空氣和濕度影響的物料應(yīng)存儲(chǔ)于密閉的容器內(nèi)

責(zé)任編輯：波波

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