化工安全基础消防wjxy期末复习.docx

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化工安全基础消防wjxy期末复习

化工技术基础

第一章化工生产与消防安全

1、化工生产过程三个步骤：

原料预处理、化学反应、产品的分离与精致。

（后处理）

2、三传一反：

动量传递、传热和传质，化学反应工程

3、现代化工生产的特点

（1）原料产品多样化；

（2）生产工艺过程复杂化；（3）生产规模大型化；

（4）工艺控制参数苛刻；（5）火灾爆炸危险性大；

（6）操作控制自动化；（7）向高效、低碳、节能环保方向发展。

4、化工企业安全生产的高危险性主要体现在哪些方面

（1）原材料、中间体、产品的火灾危险性。

（2）化工工艺过程比较复杂；

（3）生产在高温高压或低温、真空条件下进行；

（4）危险源比较集中，潜在的危险性大；

（5）生产连续作业，增加了设备、操作人员的不安定因素。

5、化工生产火灾特征

（1）燃烧速度快，火势发展迅速；

（2）爆炸危险性大；

（3）火情复杂，易行成立体燃烧，火灾危害大；（4）导致大面积燃烧，火灾扑救困难。

6、化工生产爆炸特征

（1）容易发生突发性爆炸；

（2）容易发生连续性爆炸；

（3）容易波及整个生产系统；（4）容易产生复燃或复爆现象。

7、催化裂化：

反应再生系统、分馏系统、吸收稳定系统

8、合成氨工序：

造气工段、变换净化工段、压缩与合成工段

合成氨三种方法：

已焦炭（无烟煤）为原料、已天然气为原料、已重油为原料。

第2章典型动态设备与运行消防安全

1、离心泵的工作原理：

启动前泵壳内罐满被输送液体。

启动后泵轴带动叶轮旋转，叶片间液体随叶轮一起旋转，在离心力作用下液体沿叶片间通道从叶轮中心甩到叶轮外围，高速流入泵壳，由于截面扩大，大部分动能转变为静压能，以高压压出。

液体被甩出后，叶轮中心吸入口形成真空，外面大气迫使液体被吸入。

2、气缚现象：

虽然叶轮转动，却不能输送液体的现象。

产生原因：

离心泵运转时，如果泵内没有充满液体，或者运转中泵内漏入了空气，由于空气的密度比液体的密度小得多，产生的离心力小，在吸入口处形成的真空度低，不足以将液体吸入泵内。

3、离心泵的主要部件及作用

叶轮：

将发动机机机械能传给液体，增加液体静压能、动能。

泵壳：

汇集液体、将动能转变为静压能。

轴封装置：

防止高压液体从泵壳内沿轴而漏出，或空气以相反的方向漏入泵壳内。

平衡孔：

为减弱轴向推力，在后盖板上钻的小孔。

单向底阀：

使启动前灌入的或前一次泵工作后管路内存留的液体不至于漏掉。

滤网：

为防止固体物质进入泵内，损坏叶轮的叶片或妨碍泵的正常工作。

导叶轮：

使高速甩出的液体在通过导叶轮时，均匀而缓和的将部分动能转变为静压能，使能量损失减小到最低程度。

4、离心泵的主要性能：

扬程：

泵的有效功率：

泵的轴功率：

5、泵的型号表示：

IS100-80-125

6、离心泵的特性曲线

1　H-Q曲线：

曲线较平坦，适用于压头变化不大而流量变化较大的场合（如生活水泵），曲线比较陡峭，适用于压头变化范围大而流量变化不大的场合（如消防水泵）。

2　N-Q曲线：

当Q=0时，N最小。

所以，启动离心泵时，为了减小启动功率，应将出口阀关闭。

（往复泵必须开着）

3　

-Q曲线：

开始

随Q的增大而增大，达到最大值后，又随Q的增大而下降。

一般以泵效率不低于最高效率的90%为合理。

7、、叶轮直径，密度和粘度

转速对特性曲线的影响（比例定律）：

叶轮直径对特性曲线的影响（切割定律）：

粘度对特性曲线的影响：

输送液体粘度愈大，液体在泵内的能量损失愈多，使泵的压头、流量减小，效率下降，而轴功率则要增大。

密度的影响：

液体的密度愈大，则功率愈大，液体在出口处的压强愈大。

8、管路特性曲线方程

9、离心泵的工作点——泵的特性曲线和管路特性曲线的交点

10、离心泵的流量调节方法

.改变泵出口阀门开度（常用方法）

.改变泵的转速

减小叶轮外径4串并联

11、离心泵的串联、并联特性曲线怎样变化

并联：

并且并联压头略高于单台泵的压头

串联：

12、离心泵组合方式的选择：

13、气蚀现象及产生原因：

当离心泵吸入口处的压强降到等于甚至小于液体的饱和蒸汽压时，液体就会沸腾，形成大量气泡。

同时，溶解在液体中的某些气体也会因压强降低而逸出形成气泡。

这些气泡随液体进入泵的高压区后，气泡被迅速压迫，产生局部真空，周围液体便以极大的速度冲向气泡所占据的空间，瞬间形成很高的冲击力。

在这种冲击力的反复作用下，材料表面疲劳，从开始的点蚀到形成裂纹，最终使叶轮或泵体受到破坏。

14、气蚀现象预防措施：

（1）安装时，泵的吸入口离液面的距离要尽可能的低，减少吸入压力损失；

（2）增大泵的吸入管的直径，减少吸入管路的阻力损失；

（3）在满足量程和流量要求的前提下，转数越低越好，减少泵的吸入口的真空度；

（4）采用双吸式泵或加前置诱导轮的离心泵，以改善吸入条件；

（5）在工艺允许的条件下，避免输送液体的温度升高，防止液体汽化。

15、泵的安装高度：

安全裕量S，S取0.5~1.0m。

根据活塞做一次往复运动时，泵缸排液的次数可分为：

单动泵（活塞往复一次只吸液一次和排液一次）双动泵（活塞往复一次各吸液和排液两次）

16、往复泵的流量调节方法：

改变原机动机的转速，调节活塞往复的次数。

.安装回流支路控制阀（常用）3改变冲程

17、气体压缩输送机械可按其终压或压缩比大小分为通风机，鼓风机，压缩机和真空泵。

18、压缩后气体的温度计算：

19、多级压缩的好处：

1.避免压缩后气体温度过高

2.提高气缸容积系数

3.减小压缩气体所消耗的功

20、多级压缩图：

第3章典型静态设备与运行消防安全

第一节非均相物相分离

1、掌握均相物系，非均相物系，分散相，连续相

.均相混合物：

物系内部各处物料性质均匀且不存在相界面的.

.非均相混合物：

凡是物系内部有隔开两相的界面存在且界面两侧的物料性质截然不同者.

.分散物质（分散相）：

非均相物系里,处于分散状态的物质

.分散介质（连续相）：

包围着分散物质而处于连续状态的物质.

2、非均相物相分离依据：

分散物质与分散介质的密度差异。

3、重力沉降：

依靠地球引力场的作用而发生的沉降过程。

4、沉降室层流区沉降速度：

（影响因素）

5、沉降室的分离条件：

6、沉降室的生产能力：

若将一重力沉降室分为N层，可沉降颗粒粒径变为原来的

7、离心沉降：

依靠惯性离心力的作用而实现的沉降过程。

离心力、向心力、阻力合力为零。

8、分离因数：

9、重力沉降与离心沉降的异同：

相同点：

二者都是依靠某种力的作用,利用分散物质与分散介质的密度差,使之发生相对运动而分离的操作。

区别：

.作用力不同；

.沉降速度不同；3分离效果不同；4适用场合和设备不同

⑤颗粒的密度、直径、流体的密度粘度确定的条件下重力沉降速度是定值，离心沉降速度不是。

第二节传热

1、热传递有三种方式：

传导、对流和辐射。

热传导：

若物体上的两部分间连续存在着温度差，则热将自动地从高温部分传向低温部分，直到整个物体的各部分温度相等为止，这种传热方式称为热传导。

对流传热是指流体中质点发生相对位移而引起的热交换。

化工生产中最常用的。

辐射传热：

因热的原因而产生的电磁波在空间的传递，称为热辐射。

2、总传热速率方程

K：

局部总传热系数，[W/m2K]或[W/m2℃]

S：

传热面积，[m2]

T、t：

换热器上任一截面上热、冷流体的平均温度，[℃]

3、平均温度差的计算

当

时

4、恒温与变温时的平均温差：

5、平壁或薄管壁换热传热系数K计算：

6、含污垢热阻时热传热系数（实际情况）：

7、换热器全部掌握，重点掌握列管式散热器

按换热原理和热量传递方式分换热器的类型：

间壁式换热器（套管换热器、夹套式换热器、列管式换热器、蛇管换热器），混合式换热器，蓄热式换热器。

列管式换热器（重点）：

按照操作流程不同分为单程和双程换热器，按照热补偿方式不同有固定管板式、U型管式、浮头式等几种型式。

8、强化传热措施：

Q=KSΔtm

（1）增大传热平均温度差，温度可变化时采用逆流操作。

（2）增大传热面积S，采用螺纹管、波纹管代替光滑管，或采用翅片式换热器。

（3）增大总传热系数K，比如管内装入添加物或增设挡板提高湍动程度、定期清除传热面上的污垢减小污垢阻等。

9、合理选择流体流经管内或管间

（1）腐蚀性流体走管程，以免管束和壳体同时受腐蚀；

（2）混浊或易析出沉渣结垢流体走管程，因管内清洗方便；

（3）有毒易污染的流体易走管程，防止泄露发生事故；

（4）压强高的流体走管程，以免壳体承受压力；

（5）饱和蒸汽易走壳程，因其较清洁，给热系数较大；

（6）被冷却的流体易走壳程，以便于散热；

第三节传质

一、相间传质过程的一般步骤：

一是扩散物质从一相的主体扩散到两相界面；二是界面上的扩散物质从一相进入另一相；三是进入另一相的扩散物质从界面向该相的主体扩散。

三、双膜理论的基本要点

1、气、液两相间的定常态传质过程中，两相间有一稳定的相界面，相界面两侧各有一有效滞流膜层；

2、界面上没有传质阻力，在相界面上气液两相互成平衡状态；

3、膜层外的气液相主体内，气液两主体无浓度差，浓度差全部集中在两个有效滞流膜层内。

四、吸收操作：

使混合气体与适当的液体接触，气体中的一个或几个组分便溶解于该液体内而溶液，不能溶解的组分则保留在气相之中，于是原混合气体的组分得以分离。

这种利用各组分溶解度不同而分离气体混合物的操作称为吸收。

九、亨利定律（描述总压不高时，稀溶液的气液相平衡关系）

十二、相平衡在吸收过程中的应用

（1）判别过程的方向

浓度为Y的混合气和浓度为X的液体接触，若Y大于与X成平衡的气相浓度Ye，即Y>Ye，则两相接触时将有部分溶质自气相转入液相，发生吸收过程。

若X小于与Y成平衡的气相浓度Xe，即Xe>X，也发生吸收过程。

反之，若Y

（2）指明过程的极限

吸收塔底部X1max=Xe=

吸收塔顶部Y2min=Ye=mX2

相平衡关系限制了出塔液体的最高浓度和离塔气体的最低浓度。

（3）计算过程的推动力

十三、吸收操作流程图及各设备的作用

十四、蒸馏操作就是利用液体混合物中各组分挥发性能不同的特性，使混合液得以分离的单元操作。

十五、蒸馏操作的分类

1.按蒸馏操作方式不同分为简单蒸馏、精馏和特殊蒸馏。

2.按原料的组分数目不同分为双组分蒸馏和多组分蒸馏。

3．按操作流程不同分为间歇蒸馏和连续蒸馏

4.按操作压强不同分为常压蒸馏，加压蒸馏和减压蒸馏。

十六、拉乌尔定律（理想液体）

十七、气液平衡相图

从图中可了解蒸馏过程中气液组成的变化。

图中A点位温度为t，浓度为x1的混合液，若将其加热升温到泡点t1（点j）时，液体开始沸腾，产生第一个气泡，气泡组成为点D对应的浓度。

继续加热至t2（点c）时，气相和液相浓度分别点F和点E对应的浓度，显然气相浓度大于液相浓度。

若继续加热升温至露点t3（H点）时，所有液相全部气化，气相浓度和原料液浓度相同，剩下最后一滴溶液，其组成为点G对应的浓度。

在加热至t4（B点）时，气相成为过热蒸气。

在t-x-y图上明显地表示了混合物中组分浓度随温度的变化。

若将过热蒸气冷却，其过程与升温时相反，气相将逐渐冷凝成液相。

十七、挥发度:

相对挥发度:

十七、蒸馏与精馏原理

蒸馏：

利用液体混合物中各组分挥发度的差别，是液体混合物部分气化并随之是蒸气部分冷凝，从而实现其所含组分的分离。

是一种属于传质分离的单元操作。

精馏：

将由挥发度不同的组分所组成的混合液，在精馏塔中同时多次地进行部分汽化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态组分的过程。

精馏条件：

塔顶的液体回流和塔釜产生的蒸汽回流

十九、简单蒸馏与精馏的区别

1、纯度：

简单蒸馏纯度低，纯度高；2、简单蒸馏非稳态操作（随时间变化），精馏稳态操作；

3、方式：

简单蒸馏间歇操作，精馏可间歇操作也可连续操作；

4、简单蒸馏一次部分汽化、一次部分冷凝，精馏多次部分汽化、多次部分冷凝；

二十、特殊精馏

（一）恒沸精馏：

加入第三组分，挟带剂（溶剂与混合液的一个组分或多个组分形成新恒沸物）

（二）萃取精馏：

加入第三组分，萃取剂，只对某一组分有较强的吸引力。

（溶剂可有选择地与混合液中某一组分或某些组分互溶）

二十一、根据塔内气液接触部件的结构型式，塔设备可分为填料塔和板式塔两种。

二十三、塔板上的流体力学特性

1．塔板上气液两相的接触状态

（1）鼓泡接触状态。

此状态下塔板上存在大量的清夜，气液两相接触面积小，传质效率低。

（2）泡沫接触状态。

相界面更新速度快，接触面积大，传质与传热良好，是较好的塔板工作状态。

（3）喷射接触状态。

喷射状态下气速高，生产能力大，但雾沫夹带比较多，塔板效率降低。

2.塔板压降

上升气体通过塔板要克服一定的阻力，形成塔板压降。

在保证较高效率下应尽量降低塔板压降。

3.塔板上的液面落差

液面落差导致气流分布不均匀，液层厚处气流通量小易漏液，致使塔板效率下降。

对大液流量或大塔径的情况，可采用双流型或多流型塔板加以改善。

4.塔板上的异常现象

（1）漏液

气体通过筛孔的气速较小时，板上部分液体从孔口直接落下严重漏液塔板上不能积液无法操作。

工业上漏液量大于10%为操作气速的下限。

（2）液沫夹带

气体穿过板上液层时，夹带液滴至上层塔板。

使塔板提浓作用变差，对传质不利。

板间距↓，夹带量↑；

气速↑，夹带量↑

（3）泡沫夹带

泡沫夹带是气泡随着液体进入到降液管，停留时间不够，来不及实现气液分离，而随液体进入到下层塔板。

（4）液泛

气体流量或液体流量增加，使降液管液面升高，严重时可将泡沫层举到降液管顶部，液体无法顺利流下，液流阻塞，造成液泛。

第四节干燥

1、去湿的方法：

机械去湿法，物理化学去湿法，热能去湿法即干燥。

2、干燥按传热方式可分为传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥（特点:

干燥时间短，均匀清洁），以及由其中两种或两种以上方式组成的联合干燥。

其中对流干燥应用最为普遍。

3、按操作压力，干燥器分为常压干燥器和真空干燥器

4、干燥过程的条件

传热推动力：

传质推动力：

5、湿度:

饱和湿度：

相对湿度：

（干燥前预热：

温度高，相对湿度越小，距离饱和程度越远，吸水能力越强）

干球温度t：

温度计测得的湿空气温度，是湿空气的真实温度。

湿球温度：

湿润纱布包裹温度计的感温部分所测得的温度，实质是纱布中水的温度。

绝热饱和温度：

其测量过程是绝热降温增湿等焓，数值上近似等于湿球温度。

漏点：

将不饱和的空气等湿含量冷却达到饱和状态时的温度。

干球温度、湿球温度（绝热饱和温度）、漏点间的关系：

6、根据物料和水分结合力的状况，可将物料中所含水分分为结合水分和非结合水分

根据物料在一定的干燥条件下，其所含水分能否用干燥方法除去来划分，可分为平衡水分和自由水分。

在一定的干燥条件下，物料总水分子中能够除去的水分为自由水分，自由水分包括全部非结合水分和部分结合水分；不能除去的水分为平衡水分，平衡水分主要是物料中的结合水分。

7、固体物料的干燥机理：

（一）表面汽化控制：

物料中水分表面汽化的速率小于内部扩散的速率。

如纸张、皮革等。

（二）内部扩散控制：

物料中水分内部扩散的速率小于表面汽化的速率。

如木材、陶土等。

9、干燥分为恒温干燥阶段和降温干燥阶段。

（一）恒温干燥阶段

（1）预热阶段

特点：

时间短；空气显热主要用于物料升温，使物料表面温度达到空气湿球温度，使P表>PS；物料表面湿度基本恒定，水分汽化很少；干燥速率很快达到最大值。

（2）恒温干燥阶段

特点：

物料中水分随时间增加呈直线下降，干燥速率处于最大值且变化不大；物料内、外温度变化不大，物料表面始终保持湿润状态，物料表面的温度始终保持为空气的湿球温度，使物料内、外无温度梯度和湿度梯度，物料表面蒸汽压等于同温下纯水的饱和蒸汽压。

（2）降温干燥阶段

分为第一降温阶段和第二降温阶段。

特点：

物料中所含水分下降缓慢且越来越慢；物料表面不能保持湿润状态，有干燥区，水分迁移速率小于汽化速率，水分汽化少；干燥速率很快下降；物料表面温度逐渐升高，最后接近于空气的温度，物料内、外有温度梯度和湿度梯度，传热传质推动力均下降；达到平衡含水量X*时，干燥过程停止；干燥速率取决于物料本身结构、尺寸，形状，与外部干燥条件无关。

属于内部扩散控制阶段。

10、物料的含水量大于临界含水量X0时，属表面汽化控制，亦恒速干燥阶段；

物料的含水量小于临界含水量X0时，属内部扩散控制，亦降速干燥阶段。

11、干燥设备

（1）对流干燥器

厢式干燥器：

气流干燥器：

沸腾床干燥器：

喷雾干燥器：

来干燥稀料液（含水量大的），如悬乳液、浆状或熔融液。

（2）传导干燥器

真空耙式干燥器

12、用干燥过程进行的条件解释“天干物燥，小心火烛”原因。

第五节化学反应

1、反应器的热稳定性，它包括两层含义：

（1）、当操作参数受外界干扰、偏离正常值、出现微小变化时，反应能否正常进行。

（2）、当外界干扰取消。

操作状态能否自动恢复到规定的正常值。

2、全混釜热稳定操作的必要条件：

（1）、放热速率等于散热速率，即Qr=Qg；

（2）、放热曲线与散热曲线的交点，交点所在的直线斜率大于交点所在的曲线上该点切线的斜率，

即

3、描述状态点：

4、出去反应热的方法：

夹套冷却法、内蛇管冷却法、夹套内蛇管冷却法、液相回流法、溶剂蒸发回流法等。

5、防止水漏入反应器：

反应容器的夹套和蛇管冷却系统的水位和水压应略低于器内的液位和液压。

为及时发现反应容器的裂纹和孔洞，在排水管可安装自动电导报警器，当管中漏入极少物料时，水的电导率会发生变化，利用这种变化进行检测并发出声响警报。