¿Cuáles son las clasificaciones de la maquinaria química?
(1) Equipos de transporte de fluidos.
Equipo de transporte de fluidos se refiere a equipos que proporcionan energía para transportar fluidos, incluidos equipos de transporte de líquidos y equipos de transporte de gases. La mayoría de las reacciones químicas tienen lugar en estado líquido. Por lo tanto, existen muchos tipos de equipos de transferencia de fluidos, incluidas bombas centrífugas, sopladores, compresores, bombas de vacío, etc. En la producción química, a menudo se utiliza electricidad u otras fuentes de energía para impulsar la maquinaria de transporte de fluidos.
①Equipo de entrega de líquidos.
El principal equipo para el transporte de líquidos es la bomba. Según la estructura de la bomba, se puede dividir en bomba centrífuga, bomba de flujo axial, bomba de vórtice, bomba alternativa y bomba rotativa.
Figura 3-50 Diagrama esquemático de una bomba alternativa La bomba alternativa depende del movimiento alternativo del pistón para aspirar y descargar líquido. La Figura 3-50 es un diagrama esquemático de una bomba alternativa. Las bombas alternativas se caracterizan por una fuerte capacidad de succión seca, adecuadas para lugares con pequeños caudales y alta presión, y se utilizan para transportar líquidos de baja viscosidad.
Las bombas centrífugas utilizan la fuerza centrífuga generada por la rotación de alta velocidad del impulsor para aspirar y descargar líquido, como se muestra en la Figura 3-51 y la Figura 3-52. Se caracteriza por su alta velocidad, flujo uniforme y operación estable, pero no tiene capacidad de succión seca y no es adecuado para su uso en lugares con flujo pequeño y gran elevación.
El principio de funcionamiento de la bomba de flujo axial (también conocida como bomba de tornillo) se muestra en la Figura 3-53 y la Figura 3-54. El principio de funcionamiento de la bomba de flujo axial es el mismo que el del ventilador eléctrico. Cuando el motor hace girar el impulsor, el líquido se transporta desde la dirección del eje del impulsor. Se caracteriza por su gran flujo, alta eficiencia, estructura simple, peso liviano y puede transportar líquidos sucios.
Figura 3-51 Diagrama esquemático de una bomba centrífuga de 1 impulsor; eje de 2 bombas; tubo de drenaje de 3; prensaestopas de 5; p>
Figura 3-52 Bomba centrífuga
Figura 3-53 Bomba de flujo axial
Figura 3-54 Esquema de la bomba de flujo axial
Figura 3- 55 Bomba de engranajes Diagrama esquemático El principio de funcionamiento de una bomba de engranajes es aspirar y descargar líquido continuamente mediante la rotación de un par de engranajes que se mueven en direcciones opuestas, como se muestra en la Figura 3-55. Se caracteriza por una estructura simple y no es propenso a fallar. Su desventaja es que el caudal es pequeño y es más adecuado para transportar materiales viscosos, como la grasa.
②Equipo de entrega de gas.
Los equipos de transporte de gas se utilizan ampliamente en diversos sectores industriales. Su función se refleja principalmente en tres aspectos: primero, transportar gas del punto A al punto B, en segundo lugar, aumentar la presión del gas; la presión del gas. Según la presión alcanzada, la maquinaria de suministro de gas se puede dividir en cuatro categorías:
Ventilador: la presión generada no supera los 1500 mm de columna de agua; soplador: la presión generada es de 0,1,5 ~ 2 atmósferas; compresor: la presión generada es superior a 1 atmósfera bomba de vacío: la presión generada es inferior a la presión atmosférica;
-Los ventiladores se pueden dividir en ventiladores centrífugos y ventiladores axiales. El ventilador centrífugo se basa en la rotación de alta velocidad de las aspas del ventilador para generar fuerza centrífuga en el gas, y aspira y descarga el gas continuamente. Los ventiladores axiales funcionan según el mismo principio que los ventiladores eléctricos. Impulsa las palas para empujar el gas a través de la rotación del impulsor, haciendo que el gas avance a lo largo del eje de rotación. Los ventiladores de flujo axial tienen un amplio rango de flujo y se utilizan principalmente en situaciones de baja presión.
-Los sopladores generalmente se pueden dividir en sopladores centrífugos y sopladores Roots. El soplador centrífugo utiliza la rotación del impulsor para generar fuerza centrífuga sobre el gas, aspirando y descargando así el gas. El principio de funcionamiento del soplador Roots es similar al de la bomba de engranajes. Proporciona gas haciendo girar un par de rotores de forma especial. Los sopladores Roots y los sopladores centrífugos tienen las mismas ventajas, a saber, suministro de aire uniforme, sin necesidad de lubricación del rotor, estructura simple y fácil fabricación. La desventaja del soplador Roots es que hace ruido durante el funcionamiento y es difícil ajustar el espacio durante la instalación.
Un compresor es un dispositivo de suministro de gas que se utiliza para aumentar la presión del gas. Generalmente se puede dividir en compresor de pistón, compresor centrífugo y compresor de flujo axial. Los compresores de pistón logran la compresión del gas mediante el movimiento alternativo del pistón. En muchos ámbitos ha sido sustituido por compresores centrífugos. El compresor centrífugo logra la compresión del gas paso a paso mediante la rotación de alta velocidad del impulsor y transporta el gas. Los compresores centrífugos son actualmente los compresores más utilizados. Los compresores de flujo axial logran la compresión del gas paso a paso mediante la rotación de múltiples filas de palas en el rotor. En comparación con los compresores centrífugos, los compresores de flujo axial tienen una alta eficiencia y son adecuados para situaciones de gran flujo.
Una bomba de vacío, también llamada extractor de aire, es un dispositivo que se utiliza para reducir la presión del gas. Generalmente se divide en bombas de vacío alternativas, bombas de vacío de anillo líquido y bombas de vacío de chorro. La bomba de vacío alternativa logra la distribución de gas mediante el movimiento alternativo del cuerpo de la válvula. Su característica es que puede extraer gases que contienen una pequeña cantidad de polvo. La bomba de vacío de anillo líquido impulsa el líquido en la bomba para generar fuerza centrífuga a través de la rotación del rotor excéntrico, de modo que el gas es aspirado, comprimido y descargado continuamente.
Sus ventajas son una estructura simple, un funcionamiento estable y confiable y un volumen de aire uniforme. Puede bombear gases que contienen vapor de agua, humedad y partículas sólidas, pero es menos eficiente. La bomba de vacío de chorro utiliza el principio del fluido que fluye a alta velocidad para generar presión negativa para evacuar. Se caracteriza por un arranque rápido, un gran volumen de extracción de gas y puede extraer gases polvorientos, corrosivos, inflamables y explosivos, pero la eficiencia de extracción es baja.
(2) Equipos de transporte de sólidos.
El transporte de materiales sólidos requiere una gran carga de trabajo y requiere transporte manual, que requiere mucha mano de obra y baja eficiencia. El uso del transporte mecanizado no sólo puede mejorar en gran medida la eficiencia, sino también garantizar la continuidad del proceso de producción. Los equipos de transporte de sólidos comunes incluyen cintas transportadoras, elevadores de cangilones, transportadores de tornillo y maquinaria de transporte neumático.
①Cinta transportadora.
La cinta transportadora transporta artículos granulados y productos terminados con la ayuda de cintas móviles, como se muestra en la Figura 3-56. Tiene las características de operación continua, movimiento suave, gran capacidad de transporte y larga distancia de transporte, y es adecuado para situaciones horizontales y con pendientes pequeñas.
(2) Elevador de cangilones.
El elevador de cangilones equivale al elevador de cinta vertical. Puede transportar materiales desde lugares bajos a lugares altos. Las ventajas de los elevadores de cangilones son su estructura compacta, su gran altura de elevación y su buen rendimiento de sellado. La desventaja es que la estructura es más compleja que la cinta transportadora, es más sensible a la sobrecarga y la tolva y los componentes de tracción se dañan fácilmente.
③Sinfín transportador.
El transportador de tornillo empuja el material hacia adelante mediante la rotación del tornillo, como se muestra en la Figura 3-57. Se utiliza principalmente para el transporte de materiales pulverulentos, granulados y pequeños, no siendo adecuado para el transporte de materiales perecederos, pegajosos y aglomerados. Su distancia de transporte no es demasiado larga, generalmente no más de 40 m.
Figura 3-56 Cinta transportadora
Figura 3-57 Intercambiador de calor (3) del transportador de tornillo.
En la producción química, los procesos físicos y químicos están relacionados con el calentamiento, el enfriamiento y la conservación del calor. Estos procesos se denominan colectivamente procesos de transferencia de calor. El proceso de transferencia de calor se lleva a cabo en equipos de transferencia de calor. El equipo de transferencia de calor común se llama intercambiador de calor, también llamado intercambiador de calor, como se muestra en la Figura 3-58 y la Figura 3-59. Su principio de funcionamiento se puede dividir en tres categorías según las características de transferencia de calor:
Figura 3-58 Estructura del intercambiador de calor
Figura 3-59 Intercambiador de calor en espiral ①Intercambio de calor tipo deflector. El intercambiador de calor utiliza una pared metálica para separar los fluidos fríos y calientes en lugar del contacto directo, como el tipo de manga, tipo camisa, tipo inmersión, tipo rociador, tipo tubo, etc. Entre ellos, los intercambiadores de calor tubulares son los más utilizados.
(2) Los intercambiadores de calor de contacto directo ponen en contacto directo fluidos fríos y calientes para el intercambio de calor, como torres de enfriamiento, torres de enfriamiento de lavado y condensadores de mezcla de contacto directo.
(3) El intercambiador de calor regenerativo permite que fluidos fríos y calientes pasen alternativamente a través del mismo regenerador, y el calor se intercambia a través de los ladrillos refractarios del regenerador. Las estufas de aire caliente son intercambiadores de calor regenerativos. Como se muestra en la Figura 3-60, los ladrillos refractarios se instalan en la cámara del regenerador. Los gases fríos y calientes ingresan alternativamente y el intercambio de calor se produce a través de los ladrillos refractarios.
Figura 3-60 Equipo de torre de alto horno caliente (4).
Los equipos de torre son ampliamente utilizados en la producción química, utilizándose principalmente en procesos de destilación y absorción, pudiendo utilizarse también para operaciones unitarias como extracción y adsorción. Además, también se pueden utilizar equipos para reacciones químicas de materiales, purificación de gases, eliminación de polvo y enfriamiento. Las torres empaquetadas, las torres de placas y las torres de aspersión son equipos de torre comunes.
①Torre empacada.
Como se muestra en la Figura 3-61, la torre empaquetada está equipada con un empaque. El gas ingresa desde la parte inferior de la torre y pasa a través de la pared de la capa de empaque para el intercambio de calor. Sus ventajas son una estructura compacta y un buen efecto de transferencia de calor. Fluye hacia arriba, el líquido fluye hacia abajo desde la parte superior de la torre a lo largo de la superficie de empaque a través del equipo de aspersión y el contacto gas-líquido en flujo inverso para la transferencia de masa.
②Torre de burbujas.
La torre de burbujas es una torre de placas, como se muestra en la Figura 3-62. El gas se introduce por la parte inferior de la columna y el líquido se añade por la parte superior. Cuando el gas pasa a través de las bandejas, se produce una transferencia de masa bifásica gas-líquido.
Figura 3-61 Torre llena
Figura 3-62 Torre de burbujas