unit 20 反应器的类型
几乎每种储存设备都可以当做化学反应容器，有混合接管、离心泵。精制塔和管设备。这篇介绍主要类型反应器的大体特征。
最明显的区别是间歇性和连续性操作，还有互相接触的各种相变化。当反应时间长并且日产量少时，主要应用间歇操作。小型间歇设备应用于不同时间产生的不同类型的产品的操作中。
不然，间歇操作不能比生产连续操作更经济。带有合适的平衡箱的一个或者多个反应器可以用来模拟一天或者更长时间的连续性操作。
通常，当含有多相的混合物，界面上的质量传递速度限制着混合物的转换率。因此需要较大的接触面。这样，固体反应物和催化剂被分开，在填料塔或板式塔或在离心泵中，液体通过机械搅拌相互接触。
由搅拌和泵是热传递并且减少有害的温度梯度，反应物通过热传递表面迅速的反应。
搅拌槽搅拌槽是最普遍的一种间歇型反应器。最初，搅拌被用来是物料混合，在反应时维持无聊的均匀性，并且使热在夹管或内表面中传递。搅拌槽的许多条件是使过程连续，有单槽也有多样的安排。
了解搅拌槽所达到的完全混合程度，对**它作为反应器的性能来说是极为必要的。
管流反应器活塞流是管流反应器的理想行为。在这里所有的非反应分子有相同的存在时间。出现任何犯浑都是伴随性的，它是自然对流或由触媒颗粒、填料或容器中的必要内件对流动的阻碍所引起的湍流结果。
然而，这种阻碍有着两种相反的的作用。他可能引起某些局部返混，但由于抑制了大规模的湍流，使得流动在整体上更接近活塞。任何要求的初始混合物都是由喷嘴或**搅拌器完成的。
化学反应的结果，浓度和温度的梯度是在管流反应物的中轴线附近产生的。
气液反应器除了高挥发的液体，气体和液体的反应物在液相中发生，伴随气态反应物的变化通过气体和液体的膜层。质量的转换速率经常在整个转换工艺是主要的也是制约的作用。自然的，对于满足条件的反应设备与化学惰性气体的吸收很相似，就是说我们的塔和搅拌槽。
固定场反应器我们所说的固定床是由直径在2-5mm的化学催化剂颗粒组成的。催化剂可能被放成很多种方式，像：
1. 单个的比较大的床。
2. 几个水平的床。
3. 每个壳体有几个填料管。
4. 带有埋入管的单床。
5. 单个分开壳体的床。
移动床反应器在这样的反应器中颗粒状或块状的材料一集团的形式上下移动，固体可能是反应物或催化剂或热载体。
流化床反应器这个术语的意思是分割的固体和液体组成的混合物组成的悬浮物限制在容器上。被液体流化的固体叫悬浮体。在煤的液化和石油的处理工艺中含有三相流化的混合物发生。
在密相气-固流化中，维持着非常确定的床层高度；而在稀相系统中，固体被连续带入并通过反应区域，而在随后的区域内被分离。
窑和膛式炉这些单元起初是为高温设备，窑最高的温度达到2500，膛式炉最高达到4000.它们的一般结构是带有陶瓷的钢铁衬里，有时它们的厚度还有几个英寸。
partⅴ 机械加工。
21 泵。1．介绍。
泵是提出，转移或压缩液体和气体的设备。下面介绍四种类型的泵。在所有的这些中，我们一步步采取措施防止气蚀，气蚀将减少流量并且破坏泵的结构。
用来处理气体和蒸汽的泵称为压缩机，研究流体的运动的科学成为流体动力学。
水泵是用管子或其他机械把水从一个地方传到另一个地方。水泵的操作压力从一磅到一万磅每平方英尺。日常生活中，泵是很多的，有用于在鱼池和喷泉使水循环和向水中充气的电泵，还有用于从住宅处把水引走的污水泵。
现在，两种典型的排水泵是容积泵和离心泵。容积泵通过由真空产生的吸力把水引到一个紧凑的地方。这种类型泵的一个实例就是提升或压力泵，在20世纪中叶美国农村普遍使用。
提升泵的操作是通过一个与被管子包住的活塞手柄来进行的。当我们提升活塞时在管子下部产生一个局部的真空，这样我们就用管子从下面的取水，并且送到泵的一个空间。当水被泵吸入时，单向阀关闭，阻止水流回到井下。
接着泵的活塞吸入更多的水进入泵的膛体中。这样最后形成溢流，水从管口处流出。而离心泵时使用了一种螺旋推进器，旋转时使水流动，而且推进器的切片是在泵送水时侵入水中的。
而且，当推进器旋转时，水进入位于刃片的轴部的间隙并且以很高的压力甩向底部。与它类似，离心泵的早期形式，螺杆泵，通过一个管子螺丝钉的组成，当旋转时，把水提升上去。螺旋泵经常用在污水处理厂中，因为他们可以运输大量的水，而不会因为碎片而堵塞。
在远古的中东，因为对农场进行灌溉的需求，所以有一种强大的动力去推进水泵的进程。在这些区域里，早期的泵是为了将水一桶一桶的从水源或河渠中提升到容器中。古希腊的发明家和数学家的阿基米德泵认为是公元前3世纪首先提出螺旋泵的发明家。
之后，古希腊发明家发明了第一个提水泵。在十七世纪末和十八世纪初，英国的工程师thomas s**ory，法国的物理学家denis pa]pin，和英国的铁匠和发明家tomas newcomen,它们发明了用蒸汽驱动活塞的水泵。蒸汽驱动的水泵首先广泛的被应用在从煤矿往外输水过程中。
现在离心泵使用的例子，可以是在哥伦比亚河上使用的大古利水坝。这个泵有超过灌溉一百万英亩的土地能力。
2. 往复泵。
往复泵有一个在圆筒中上下移动的活塞，可以使水规则的流入或流出圆筒。这些泵可以是单作用的，也可以是双作用的。在单作用的泵中，泵的作用仅仅发生在活塞的一侧，典型的例子就是升液泵。
在升液泵中，活塞通过手上下移动。在双作用的水泵中，泵的作用发生在活塞的两侧，比如说电动的或气动的锅炉给水泵，水以高压通过蒸汽锅炉供给。这些泵可以是单级的也可以是多级的。
多级的往复泵的泵系列有多个刚体。
3 离心泵。
离心泵被认为是旋转泵，它是有一个旋转地叶轮，也有刃片，刃片是侵入液体中。液体也是由叶轮轴向进入泵，并且旋转的叶轮将液体甩向叶片根部。同时叶轮也给液体一个较高的过度，这个过度能够使泵的一个固定部件转化成压力。
我们一般称为扩压器。在高压泵里，很多叶轮可以被系列选用，并且在一个叶轮后有一个扩压器，也可能含有导轮，可以逐渐的降低液体的过度。对于低压泵来说，扩压泵一般就是一个螺旋形的通道，成为蜗壳，作用原理是拦截面逐渐增加可以有效降低流体的过度。
在泵工作前，叶轮必须被灌注，也就是在泵启动时，叶轮必须被液体包围。也可以通过在吸入线上放另一个截止阀来实现，截止阀在泵停止工作时是液体保留在泵内。如果阀泄露了，泵可以通过阀的入口，从外面的水源比如说蓄水池来取水灌注。
一般离心泵在排水线也有一个阀控制流体和压力。对于小流量和高压力来说，叶轮作用很大部分是放射状的。对于高速流体和低压排水压力，泵中流体的方向可以近似于与轴的轴向平行，这时泵有一个轴流。
这时叶轮就近似于螺旋推进器。从一种流的状态转换到另一种流的状态是渐进的，对于中间状态，设备可称为混流泵。
4 射流泵。
射流泵是通过一个流量相对较小的液体或蒸汽，以较高速度移动到较大的液流。因为高速流体要通过液体，它从泵里带走液体一部分，同时，高速流产生一个真空，这个真空又把液体吸入泵内。射流泵经常给蒸汽锅炉注水。
另外，也应用来推动的船只，特别是在正常的推进器可能被破坏的浅水里。
5 其他类型的泵。
仍然存在其他很多类型的容积泵，一般用带有很多保密配合的圆形突出的回转件。液体被收集在耳朵之间，而且被转送到一个压力较高的区域。这种泵的一个典型设备是齿轮泵，包含有一对网状齿轮，在齿轮泵里耳朵就是齿牙。
也可通过一个在外壳旋转的螺杆来构造一个简单而低效的泵，螺杆推动也提前进。一个相似的泵在公元前3世纪被希腊数学家和物理学家阿基米德发明了。在所有的泵里，液体被一些列脉冲排出，并且不连续。
因此我们必须注意在排除线上来避免共振，因为共振可能会损伤或破坏整个设备。对往复泵来说，真空经常放在排除线上，可以减少振动，并使流动均衡。
unit 22 气体的泵设备。
对于处理戒指为气体或液体来说，虽然设备在结构上有很大差异，但这两种设备在本质上属于相同基本类型的机械设备。在正常操作范围内，因为气体的密度比液体小，所以对气体的操作可达到较高的速度，而且在吸入线和排出线上可使用较轻的阀。因为气体的粘度小所以它们容易发生泄露。
因此气体压缩机的移动部件之间的间隙被设计的非常小。因为气体压缩过程中体积减小，因此与液体相比在结构上存在差异，而且这个差异在设计中也要考虑。压缩机中很大一部分能量要被转换成热能。
因此在没有合适的冷却措施时将会限制压缩机的操作。也因为这个，气体压缩机分为多级完成，而且每一级中可分别冷却。任何在压缩机中没有被排出缸体的气体，再重新充入时要膨胀到入口的压力。
残余的气体连续压缩和膨胀导致效率下降，因为不管是压缩还是膨胀都不能被可逆操作。而对液体，间隙容量不会影响效率的，因为残余液体不可压缩。
往复式活塞压缩机。
这种压缩机可以包含1—12级，是唯一可以达到较高压力的设备，比如在乙烯工业中所需水的压力达到超过350万牛/每平方米，图5.4是单级双缸的压缩机，操作速度低，在操作压力较低时可以用离心压缩机取代。
旋转式鼓风机和压缩机。
这种压缩机可以分为较高压缩和较低压缩两种类型。前者包含滑片式，它的压缩比是通过离心转子来实现的。nash hytor泵是通过特殊形状的刚体和叶轮同时旋转的液体密封来实现的。
在滑片式压缩机通过在壳体上开槽夹住叶片，而叶片将转子和缸体之间的月牙空间分成一片一片的。在旋转时，刃片滑片拦住气体但气体在旋转式被压缩，并且在端口被排出。
nash hytor泵也可以分为液环泵，属于容积泵类型而且带有一个特殊形状的壳体和一个与叶轮同时旋转的液体密封。轴和叶轮是没有移动部件而且没有滑动触点，所以不需要润滑剂，而且被压缩的气体不会受到污染。
在这种压缩机中，液体通过活塞离开和重新进入叶轮单元。工作液体的进口压力与出口压力相等，而且工作液体自动被吸入来补偿出口的液体。在压缩中，能量转化成热，因此这个工艺接近于等温工艺。
在下液，液体从气体中分离出来通过必要的构造进行再循环。
还有其他类型，比如摆线型或罗茨鼓风机。在这种类型的压缩机是通过两个部件的旋转来实现的。转子以相反的方向移动，它们通过入口时，带入空气，并将空气在叶轮和壳体之间受到压缩和排出。
离心式鼓风机和压缩机，包括涡轮压缩机。
这些设备主要服从动能向压能转换，鼓风机用在低压，可以处理大量的气体。对于先不要求较高的压力比的情况，可以使用多级离心压缩机，特别是在要求高产量的化学工厂。因此在催化参照下，石油化工分离工厂（乙烯加工厂），生产进度在１２ｋ的氨工厂，和产量要求较高的天然气田，这种类型的压缩机是使用最广泛的了。
这些流量可达到140 /s，压力达到5.6 mn/，最新的达到40 mn/.。使用大压缩机与多个压缩机相比，它的经济性和可靠性都很高。
能量要求也是很高。对于从粗汽油中，用催化的方式生产乙烯所产生的气体的操作，需要石化厂的流量为6. 5 kg/s压力为１０mw的能量。
unit ２３固液分离。
对于大规模的工艺来说，很难找到不包含一些固液分离的形式。对于整个工业来说，近来一些工作包含大量的技术和机器。本书主要介绍与与固液分离有关的工艺多样性。
在１９８年svarovsky做出了努力将在固液分离中不同种类的工艺和机器装成册。这些基于两种主要的分离模式。
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