化工設(shè)備按其功用，可以分為以下幾種通用設(shè)備：第一類為化工反應(yīng)設(shè)備，這是化工廠的主要設(shè)備之一，在其中原料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成新的產(chǎn)物；第二類為物料輸送設(shè)備，包括流體輸送設(shè)備和固體輸送設(shè)備，其中流體輸送設(shè)備包括液體輸送設(shè)備和氣體輸送設(shè)備；第三類為分離設(shè)備，包括固—固分離設(shè)備、液—液分離設(shè)備、氣—?dú)夥蛛x設(shè)備、固—液分離設(shè)備、氣—固分離設(shè)備和氣—液分離設(shè)備；第四類為傳熱設(shè)備，其作用是將物料加熱和冷卻，除此之外還同時(shí)具有利用廢熱的作用；第五類為粉碎設(shè)備，它可將固體原料和成品破碎或研磨成細(xì)顆粒；第六類為容器，是儲(chǔ)存原料、中間產(chǎn)品和成品，以及用作大型反應(yīng)器的殼體。

（1）流體輸送設(shè)備。

流體輸送設(shè)備指為輸送流體提供能量的設(shè)備，包括液體輸送設(shè)備和氣體輸送設(shè)備兩類。大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)是在流體狀態(tài)下進(jìn)行的。因此流體輸送設(shè)備種類很多，包括離心泵、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、真空泵等。在化工生產(chǎn)中，常用電力或其他能源來(lái)拖動(dòng)流體輸送機(jī)械。

①液體輸送設(shè)備。

輸送液體的主要設(shè)備是泵。按泵的結(jié)構(gòu)形式的不同可分為離心泵、軸流泵、旋渦泵、往復(fù)泵、回轉(zhuǎn)泵等。



圖3-50　往復(fù)泵原理圖往復(fù)泵是靠活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)液體的吸入和排出的，圖3-50是往復(fù)泵原理圖。往復(fù)泵的特點(diǎn)是具有干吸能力，適用于流量小而壓力大的地方，并用于輸送粘度不太大的液體。

離心泵是靠葉輪的高速旋轉(zhuǎn)使水產(chǎn)生離心力而進(jìn)行液體的吸入和排出的，如圖3-51和圖3-52所示。它的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速高，流量均勻，工作穩(wěn)定，但無(wú)干吸能力，不宜用在流量小而壓頭大的地方。

軸流泵（又叫螺旋泵）的工作原理如圖3-53和圖3-54所示，軸流泵的工作原理同電風(fēng)扇相同，當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，液體便從葉輪軸方向輸送出來(lái)。它的特點(diǎn)是流量大，效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，可以輸送臟污液體。



圖3-51　離心泵簡(jiǎn)圖1—葉輪；2—泵軸；3—排水管；4—葉片；5—填料箱；6—泵殼；7—底閥



圖3-52　離心泵



圖3-53　軸流泵



圖3-54　軸流泵簡(jiǎn)圖

圖3-55　齒輪泵簡(jiǎn)圖齒輪泵的工作原理是靠一對(duì)相向運(yùn)動(dòng)的齒輪的旋轉(zhuǎn)來(lái)不斷進(jìn)行液體的吸入和排出，如圖3-55所示。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不易出故障，缺點(diǎn)是流量小，較適合于輸送粘稠性物料，如油脂等。

②氣體輸送設(shè)備。

氣體輸送設(shè)備在各工業(yè)部門應(yīng)用極為廣泛，其作用主要體現(xiàn)在三方面：一是將氣體由甲處輸送到乙處；二是提高氣體的壓力；三是降低氣體的壓力。氣體輸送機(jī)械按所達(dá)到的壓力可分為四類：

通風(fēng)機(jī)：所產(chǎn)生的壓力不高于1500mm水柱；鼓風(fēng)機(jī)：所產(chǎn)生的壓力為0.15～2個(gè)大氣壓；壓縮機(jī)：所產(chǎn)生的壓力大于1個(gè)大氣壓；真空泵：所產(chǎn)生的壓力低于大氣壓力。

——通風(fēng)機(jī)可分為離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī)。離心式通風(fēng)機(jī)是靠風(fēng)機(jī)葉片的高速轉(zhuǎn)動(dòng)使氣體產(chǎn)生離心力而將氣體不斷吸入和排出。軸流式通風(fēng)機(jī)與電風(fēng)扇工作原理相同，它通過(guò)葉輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)葉片推動(dòng)氣體，使氣體沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸方向前進(jìn)。軸流式通風(fēng)機(jī)的流量變化寬，主要用于低壓場(chǎng)合。

——鼓風(fēng)機(jī)通?？煞譃殡x心式鼓風(fēng)機(jī)和羅茨式鼓風(fēng)機(jī)兩種。離心式鼓風(fēng)機(jī)是靠葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)使氣體產(chǎn)生離心力，從而進(jìn)行氣體的吸入和排出。羅茨式鼓風(fēng)機(jī)的作用原理同齒輪泵相似，它是靠一對(duì)特殊形狀的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行氣體的輸送。羅茨式鼓風(fēng)機(jī)與離心式鼓風(fēng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是相同的，即送氣均勻，轉(zhuǎn)子不需潤(rùn)滑，構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于制造。羅茨式鼓風(fēng)機(jī)的缺點(diǎn)是運(yùn)行中噪聲大，安裝時(shí)調(diào)整間隙較難。

——壓縮機(jī)是用來(lái)提高氣體壓力的氣體輸送設(shè)備。通常可分為活塞式壓縮機(jī)、離心式壓縮機(jī)和軸流式壓縮機(jī)?；钊綁嚎s機(jī)是通過(guò)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)氣體的壓縮。它在許多領(lǐng)域已被離心式壓縮機(jī)所取代。離心式壓縮機(jī)是通過(guò)葉輪的高速旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)氣體的逐級(jí)壓縮而進(jìn)行氣體輸送。離心式壓縮機(jī)是目前使用最廣泛的壓縮機(jī)。軸流式壓縮機(jī)是通過(guò)轉(zhuǎn)子上多排葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)氣體的逐級(jí)壓縮。與離心式壓縮機(jī)相比，軸流式壓縮機(jī)效率高，適于大流量場(chǎng)合。

——真空泵也稱為抽氣機(jī)，是用來(lái)降低氣體壓力的設(shè)備。通常分為往復(fù)式真空泵、液環(huán)式真空泵和噴射真空泵。往復(fù)式真空泵是通過(guò)閥體的往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)配氣作用。它的特點(diǎn)是可以抽取含有少量灰塵的氣體。液環(huán)式真空泵是通過(guò)偏心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)泵內(nèi)液體產(chǎn)生離心力，從而將氣體不斷地吸入壓縮后而排出。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作平穩(wěn)可靠，氣量均勻，可以抽送含有水蒸氣、水分和固體微粒的氣體，但是效率較低。噴射真空泵是利用高速流動(dòng)的流體產(chǎn)生負(fù)壓的原理進(jìn)行抽真空。它的特點(diǎn)是啟動(dòng)快，抽氣量大，能抽出含有灰塵、具有腐蝕性和易燃易爆的氣體，但是抽氣效率較低。

（2）固體輸送設(shè)備。

固體物料運(yùn)輸工作量較大，采用手工運(yùn)輸工具，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低。采用機(jī)械化運(yùn)輸，不僅可以極大地提高效率，而且可以保證生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)性。固體輸送設(shè)備較常見(jiàn)的有帶式輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、螺旋輸送機(jī)和氣動(dòng)運(yùn)輸機(jī)械。

①帶式輸送機(jī)。

帶式輸送機(jī)是借助一條移動(dòng)的帶子來(lái)運(yùn)輸粒狀物品和成件物品，如圖3-56所示。它的特點(diǎn)是操作連續(xù)，動(dòng)作平穩(wěn)，運(yùn)輸能力強(qiáng)，輸送距離長(zhǎng)，適合于水平和坡度較小的情況。

②斗式提升機(jī)。

斗式提升機(jī)相當(dāng)于豎直的帶式提升機(jī)。它可將物料從低處運(yùn)送到高處。斗式提升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，提升高度大，有良好的密封性。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比帶式輸送機(jī)復(fù)雜，對(duì)過(guò)載的敏感性大，料斗和牽引件較易損壞。

③螺旋輸送機(jī)。

螺旋輸送機(jī)是靠螺旋的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)推動(dòng)物料向前移動(dòng)，如圖3-57所示。它主要用以輸送粉狀、顆粒狀和小塊物料，不適宜輸送易變質(zhì)的、粘度大的和易結(jié)塊的物料，其運(yùn)輸距離不易太長(zhǎng)，一般小于40m。



圖3-56　帶式輸送機(jī)



圖3-57　螺旋輸送機(jī)（3）換熱器。

化工生產(chǎn)中，無(wú)論是物理過(guò)程還是化學(xué)過(guò)程，都與加熱、冷卻和保溫有關(guān)，這些過(guò)程統(tǒng)稱為傳熱過(guò)程。傳熱過(guò)程是在傳熱設(shè)備中進(jìn)行的，常見(jiàn)的換熱設(shè)備稱為換熱器，也稱熱交換器，如圖3-58和圖3-59所示。其工作原理按照傳熱特征可分為三類：



圖3-58　換熱器的結(jié)構(gòu)

圖3-59　螺旋式換熱器①間壁式換熱器使冷熱兩種流體不直接接觸，而是用一金屬壁隔開，如套管式、加套式、沉浸式、噴淋式、列管式均屬此類，其中以列管式換熱器應(yīng)用最為廣泛。

②直接接觸式換熱器使冷熱兩種流體直接接觸進(jìn)行熱量交換，如涼水塔、洗滌冷卻塔、直接接觸混合冷凝器等。

③蓄熱式換熱器使冷熱兩種流體交替通過(guò)同一蓄熱室，通過(guò)蓄熱室的耐火磚進(jìn)行熱量交換。熱風(fēng)爐屬于蓄熱式換熱器。如圖3-60所示，蓄熱室內(nèi)裝有耐火磚，冷熱兩種氣體交替進(jìn)入通過(guò)耐火磚交換熱量。



圖3-60　熱風(fēng)爐（4）塔設(shè)備。

塔設(shè)備在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用極為廣泛，主要用于蒸餾和吸收過(guò)程，也可用于萃取、吸附等單元操作，此外還可作為物料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)、氣體的凈化、除塵和冷卻等所用的設(shè)備。塔設(shè)備中常見(jiàn)的有填料塔、板式塔和噴淋塔。

①填料塔。

如圖3-61所示，填料塔內(nèi)裝滿填料，氣體由塔底進(jìn)入，穿過(guò)填料層壁進(jìn)行熱交換。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效果好。向上流動(dòng)，液體由塔頂通過(guò)噴淋設(shè)備沿填料表面流下，氣體和液體在逆向流動(dòng)情況下接觸進(jìn)行傳質(zhì)。

②泡罩塔。

泡罩塔屬于板式塔，如圖3-62所示，氣體由塔底引入，液體由頂部送入，氣體通過(guò)塔盤時(shí)，氣液兩相即進(jìn)行傳質(zhì)。



圖3-61　填料塔

圖3-62　泡罩塔