化学工程的知识

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Current revision as of 06:40, 20 June 2008

化学工业（chemical industry）、化学工程（chemical engineering）、化学工艺（chemical techno-logy）都简称为化工。它们出现于不同历史时期，各有不同涵义，却又关系密切，相互渗透，具有连续性，并在其发展过程中被赋予新的内容。人类早期的生活更多地依赖于对天然物质的直接利用。渐渐地这些物质的固有性能满足不了人类的需求，于是产生了各种加工技术，有意识有目的地将天然物质转变为具有多种性能的新物质，并且逐步在工业生产的规模上付诸实现。广义地说，凡运用化学方法改变物质组成或结构、或合成新物质的，都属于化学生产技术，也就是化学工艺，所得的产品被称为化学品或化工产品。早期生产化学品的是手工作坊，后演变为工厂，并逐渐形成一个特定的生产部门，即化学工业。随着生产力的发展，有些生产部门，如冶金、炼油、造纸、制革等，已作为独立的生产部门从化学工业中划分出来。当大规模石油炼制工业和石油化工蓬勃发展之后，以化学、物理学、数学为基础并结合其他工程技术，研究化工生产过程的共同规律，解决生产规模放大和大型化中出现的诸多工程技术问题的学科化学工程诞生并得到迅速地发展，从而将化学工业生产提高到一个新水平，从经验的或半经验的状态进入到理论和预测的新阶段。

化工设备（Chemical Equipment），化学工业生产中所用的机器和设备的总称。化工生产中为了将原料加工成一定规格的成品，往往需要经过原料预处理、化学反应以及反应产物的分离和精制等一系列化工过程，实现这些过程所用的机械，常常都被划归为化工设备。化工设备通常可分为两大类：①化工机器。指主要作用部件为运动的机械，如各种过滤机，破碎机，离心分离机、旋转窑、搅拌机、旋转干燥机以及流体输送机械等。②化工设备。指主要作用部件是静止的或者只有很少运动的机械，如各种容器（槽、罐、釜等）、普通窑、塔器、反应器、换热器、普通干燥器、蒸发器，反应炉、电解槽、结晶设备、传质设备、吸附设备、流态化设备、普通分离设备以及离子交换设备等。化工机械的划分是不严格的，一些流体输送机械（如泵、风机和压缩机等）在化工部门常被称作化工机械，但同时它们又是各种工业生产中的通用机械。近代化工设备的设计和制造，除了依赖于机械工程和材料工程的发展外，还与化学工艺和化学工程的发展紧密相关。

压力容器：一般泛指在工业生产中用于完成反应、传质、传热、分离和储存等生产工艺过程，并能承受压力载荷（内力、外力）的密闭容器。

压力容器的分类方式根据不同的需要，有很多种。比较常见的。按压力容器的设计压力分为：低压、中压、高压、超高压；按生产工艺过程分为：反应、换热、储存、分离容器。

首先肯定的是，空压机肯定是属于压力容器的。按照逻辑来说，我们家中用的高压锅就属于压力容器。对于这样的特殊设备的压力容器，需要一个规定界限范围，不可能将所有的受压容器都做为特种设备。这个界限范围就应该从发生事故的可能性和事故的危害性的大小来考虑。因此，出台了《压力容器安全技术监察规程》。

冷冻机由水循环系统、电器自控系统 、制冷剂循环系统组成的用于冷却其他物体的设备。 离心式制冷压缩机的构造和工作原理与离心式鼓风机极为相似。但它的工作原理与活塞式压缩机有根本的区别，它不是利用汽缸容积减小的方式来提高汽体的压力，而是依靠动能的变化来提高汽体压力。离心式压缩机具有带叶片的工作轮，当工作轮转动时，叶片就带动汽体运动或者使汽体得到动能，然后使部分动能转化为压力能从而提高汽体的压力。这种压缩机由于它工作时不断地将制冷剂蒸汽吸入，又不断地沿半径方向被甩出去，所以称这种型式的压缩机为离心式压缩机。其中根据压缩机中安装的工作轮数量的多少，分为单级式和多级式。如果只有一个工作轮，就称为单级离心式压缩机，如果是由几个工作轮串联而组成，就称为多级离心式压缩机。在空调中，由于压力增高较少，所以一般都是采用单级，其它方面所用的离心式制冷压缩机大都是多级的。单级离心式制冷压缩机的构造主要由工作轮、扩压器和蜗壳等所组成。 压缩机工作时制冷剂蒸汽由吸汽口轴向进入吸汽室，并在吸汽室的导流作用引导由蒸发器(或中间冷却器)来的制冷剂蒸汽均匀地进入高速旋转的工作轮3(工作轮也称叶轮，它是离心式制冷压缩机的重要部件，因为只有通过工作轮才能将能量传给汽体)。汽体在叶片作用下，一边跟着工作轮作高速旋转，一边由于受离心力的作用，在叶片槽道中作扩压流动，从而使汽体的压力和速度都得到提高。由工作轮出来的汽体再进入截面积逐渐扩大的扩压器4(因为汽体从工作轮流出时具有较高的流速，扩压器便把动能部分地转化为压力能，从而提高汽体的压力)。汽体流过扩压器时速度减小，而压力则进一步提高。经扩压器后汽体汇集到蜗壳中，再经排气口引导至中间冷却器或冷凝器中。

蒸发式冷凝器空调系统的机件，能将管子中的热量，以很快的方式，传到管子附近的空气，大部分的汽车置于水箱前方。 把气体或蒸气转变成液体的装置。发电厂要用许多冷凝器使涡轮机排出的蒸气得到冷凝；在冷冻厂中用冷凝器来冷凝氨和氟利昂之类的致冷蒸气。石油化学工业中用冷凝器使烃类及其他化学蒸气冷凝。在蒸馏过程中，把蒸气转变成液态的装置称为冷凝器。所有的冷凝器都是把气体或蒸气的热量带走而运转的。对某些应用来说，气体必须通过一根长长的管子（通常盘成螺线管），以便让热量散失到四周的空气中，铜之类的导热金属常用于输送蒸气。为提高冷凝器的效率经常在管道上附加散热片以加速散热。散热片是用良导热金属制成的平板。这类冷凝器一般还要用风机迫使空气经过散热片并把热带走。