原標題：33套換熱器及反應設備工作原理動畫看個夠

　　熱裝備

　　單段絕熱反應器

　　單段絕熱反應器結構簡單，生產能力大。但缺點是反應過程中溫度變化較大。適用于反應熱效應不大的放熱反應，反應過程允許溫度有較寬變動范圍的反應；熱效應較大的，但對反應溫度不很敏感或是反應速率非常快的過程也可適用。

　　多段式絕熱反應器

　　根據段間反應氣體的冷卻或加熱方式，多段絕熱床又分為間接換熱式和冷激式（直接換熱式）。前者催化劑床層的溫度波動小，但結構較復雜，催化劑裝卸較困難，多適用于放熱反應；后者反應器結構簡單，便于裝卸催化劑，催化劑床層的溫度波動小，但對操作要求較高，多適用于放熱反應，能做成大型催化反應器。

　　熱管換熱器

　　熱管是一種具有高導熱性能的傳熱元件，它通過在全封閉真空管殼內工質的蒸發與凝結來傳遞熱量，具有極高的導熱性、良好的等溫性、冷熱兩側的傳熱面積可任意改變、可遠距離傳熱、可控制溫度等一系列優點。缺點是抗氧化、耐高溫性能較差。此缺點可以通過在前部安裝一套陶瓷換熱器來予以解決，陶瓷換熱器較好地解決了耐高溫、耐腐蝕的難題。

　　目前已廣泛應用于冶金、化工、煉油、鍋爐、陶瓷、交通、輕紡、機械等行業中，作為廢熱回收和工藝過程中熱能利用的節能設備，取得了顯著的經濟效益。

　　套管式換熱器

　　以同心套管中的內管作為傳熱元件的換熱器。兩種不同直徑的管子套在一起組成同心套管，每一段套管稱為“一程“，程的內管（傳熱管）借U形肘管，而外管用短管依次連接成排，固定于支架上（圖中a）。熱量通過內管管壁由一種流體傳遞給另一種流體。通常，熱流體（A流體）由上部引入，而冷流體（B流體）則由下部引入。套管中外管的兩端與內管用焊接或法蘭連接。內管與U形肘管多用法蘭連接，便于傳熱管的清洗和增減。每程傳熱管的有效長度取4～7米。這種換熱器傳熱面積*高達18平方米，故適用于小容量換熱。

　　噴淋式換熱器

　　這種換熱器是將換熱管成排地固定在鋼架上，熱流體在管內流動,冷卻水 從上方噴淋裝置均勻淋下,故也稱噴淋式冷卻器.噴淋式換熱器的管外是一層湍動程度較高的液膜,管外給熱系數較沉浸式增大很多.另外,這種換熱器大多放置在空氣流通之處,冷卻水的蒸發亦帶走一部分熱量,可起到降低冷卻水溫度,增大傳熱推動力的作用.因此,和沉浸式相比,噴淋式換熱器的傳熱效果大有改善。

　　列管式換熱器

　　列管式換熱器（tubular exchanger）是目前化工及酒精生產上應用*廣的一種換熱器。它主要由殼體、管板、換熱管、封頭、折流擋板等組成。所需材質 ，可分別采用普通碳鋼、紫銅、或不銹鋼制作。

　　在進行換熱時，一種流體由封頭的連結管處進入，在管流動，從封頭另一端的出口管流出，這稱之管程；另-種流體由殼體的接管進入，從殼體上的另一接管處流出，這稱為殼程列管式換熱器。

　　具有補償圈的換熱器

　　由擋板、補償圈和放熱嘴構成的換熱器。當流體為高溫換熱時，由于殼體與管束因溫度相差太大，引起不同的熱膨脹率，補償圈就是為了消除這種熱應力。

　　U型管式換熱器

　　此類換熱器的特點是管束可以自由伸縮，不會因管殼之間的溫差而產生熱應力，熱補償性能好；管程為雙管程，流程較長，流速較高，傳熱性能較好；承壓能力強；管束可從殼體內抽出，便于檢修和清洗，且結構簡單，造價便宜。但管內清洗不便，管束中間部分的管子難以更換，又因*內層管子彎曲半徑不能太小，在管板中心部分布管不緊湊，所以管子數不能太多，且管束中心部分存在間隙，使殼程流體易于短路而影響殼程換熱。

　　沉浸蛇管換熱器

　　沉浸式蛇管換熱器以蛇形管作為傳熱元件的換熱器，是間壁式換熱器種類之一。這是一種古老的換熱設備。它結構簡單，制造、安裝、清洗和維修方便，價格低廉，又特別適用于高壓流體的冷卻、冷凝，所以現代仍得到廣泛應用。但蛇管式換熱器的體積大、笨重；單位傳熱面積金屬耗量多，傳熱效能低。根據管外流體冷卻方式的不同，蛇管式換熱器又分為沉浸式和噴淋式。

　　這種換熱器多以金屬管子繞成，或制成各種與容器相適應的情況，并沉浸在容器內的液體中。

　　夾套換熱器

　　夾套式換熱器是間壁式換熱器的一種，在容器外壁安裝夾套制成，結構簡單；但其加熱面受容器壁面限制，傳熱系數也不高。為提高傳熱系數且使釜內液體受熱均勻，可在釜內安裝攪拌器.當夾套中通入冷卻水或無相變的加熱劑時，亦可在夾套中設置螺旋隔板或其它增加湍動的措施，以提高夾套一側的給熱系數。為補充傳熱面的不足，也可在釜內部安裝蛇管。夾套式換熱器廣泛用于反應過程的加熱和冷卻

　　浮頭式換熱器

　　新型浮頭式換熱器浮頭端結構，它包括圓筒、外頭蓋側法蘭、浮頭管板、鉤圈、浮頭蓋、外頭蓋及絲孔、鋼圈等組成，其特征是：在外頭蓋側法蘭內側面設凹型或梯型密封面，并在靠近密封面外側鉆孔并套絲或焊設多個螺桿均布，浮頭處取消鉤圈及相關零部件，浮頭管板密封槽為原凹型槽并另在同一端面開一個以該管板中心為圓心，半徑稍大于管束外徑的梯型凹槽，且管板分程凹槽只與梯型凹槽相連通，而不與凹型槽相連通。

　　螺旋板式換熱器

　　螺旋板換熱器（spiral heat exchanger），是由兩張平行的金屬板卷制成兩個螺旋形通道，冷熱流體之間通過螺旋板壁進行換熱的換熱器。螺旋板換熱器有可拆的和不可拆的兩種型式。

　　反應設備

　　UASB反應器

　　UASB反應器包括以下幾個部分：進水和配水系統、反應器的池體和三相分離器。UASB反應器廢水被盡可能均勻的引入反應器的底部，污水向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應發生在廢水和污泥顆粒接觸的過程。在厭氧狀態下產生的沼氣，引起了內部的循環，這對于顆粒污泥的形成和維持有利。

　　套筒式再生器

　　再生器的殼體是鋼制的大型筒體，殼體內的上部為稀相區，下部為密相區。密相區的有效藏量由燒焦負荷及燒焦強度確定，根據密相區的有效藏量和固體密度可決定密相風的容積。為了避免過多地帶出催化劑及增大催化劑的損耗，稀相區的氣速不能太高，從密相區向上到一級旋風分離器入口之間的稀相空間高度應大于TDH。即使如此，稀相空間仍有一定的催化劑濃度，為了減少催化劑的損耗，再生器內裝有兩級串聯的旋風分離器，旋風分離器的直徑不能過大，在燒焦負荷大的再生器內裝有幾組旋風分離器，它們的升氣管連接到一個集氣室將煙氣導出再生器。

　　篩板式再生器

　　再生器的主要作用是燒去結焦催化劑上的焦炭以恢復催化劑的活性，需的熱量。

　　日產千噸合成氨廠急冷流程用氣化爐

　　此圖為合成氨激冷流程用氣化爐的剖面圖

　　還原器

　　銅液吸收氣體中的一氧化碳、二氧化碳、硫化氫后，從他底部流出，經減壓閥減壓后，送至回流塔底部，噴淋而下于再生器解吸出來的再生器逆流相遇。銅液由回流塔出來從下加熱器的底部進入列管內，被關鍵的熱銅液間接加熱，沿升列管向上，進入中間還原器再進入上加熱器。

　　沸熱鍋爐流程用氣化爐

　　圖為沸熱鍋爐氣化爐的剖面結構圖

　　德士古（TEXACO）氣化爐

　　水煤漿經高壓煤漿泵加壓后與高壓氧氣經德士古燒嘴混合后呈霧狀噴入氣化爐燃燒室,在燃燒室中進行復雜的氣化反應,生成的煤氣(稱為合成氣) 和熔渣經激冷環及下降管進入氣化爐激冷室冷卻，冷卻后的合成氣經噴嘴洗滌器進入碳洗塔，熔碴落入激冷室底部冷卻、固化，定期排出。

　　徑向固定床反應器

　　徑向固定床反應器中氣體在垂直于反應器軸的各個橫截面上沿半徑方向流動。氣體流道短，流速低，可大幅度地降低催化床壓降，為使用小顆粒催化劑提供了條件。其設計關鍵是合理設計流道使各個橫截面上的氣體流量均等，對分布流道的制造要求較高，且要求催化劑有較高的機械強度，以免催化劑破損而堵塞分布小孔，破壞流體的均勻分布。

　　管式固定床反應器

　　管式反應器是一種呈管狀、長徑比很大的連續操作反應器。其中：

　　列管式換熱器傳熱面積大，傳熱效果好，易控制催化劑床層溫度，反應速率快，選擇性高，但缺點是結構較復雜，設備費用高，能適用于熱效應大的反應。

　　多管并聯結構的管式反應器一般用于氣固相反應，如氣相HCl和乙炔在多管并聯裝有固相催化劑的反應器中反應制氯乙烯。

　　文丘里吸收器

　　文丘里吸收器結構簡單、設備小、占空間少、氣速高、處理量大、氣液接觸好、傳質較容易，特別適用于捕集氣流中的微小顆粒物。但因氣液并流，氣液接觸時間短，不適合難溶或反應速度慢的氣液吸收，而且壓力損失大（800～9000h），能耗高。

　　常用圓形臥式吸附器

　　有機廢氣經過濾器除去固體顆粒物質，由上而下進入吸附罐，有機物被活性炭捕集、吸附并濃縮，凈化的空氣從罐體下部經主風機排入大氣。

　　方型立式吸附器

　　廢氣由風管進入方型立式吸附器，經過填料層，廢氣與吸附劑充分接觸吸收后，得到凈化氣，由風機排入大氣。

　　移動床吸附器

　　對于移動床吸附器這類吸附器，新鮮吸附劑由塔頂加進，添加速度的大小以保持氣、固相有一定的接觸高度為原則；塔底有一裝置連續地排除已飽和的吸附劑，送到另一容器再生，再生后回到塔頂。被處理的氣體從塔底進入，向上通過吸附床流向塔頂。塔底設有支承格柵。

　　有下流式移動填料塔和板式塔兩種型式。適用于要求吸附劑氣體比率高的場合，較少用于控制污染。優點是處理氣體量大，吸附劑可循環使用。吸附劑的磨損和消耗是一個很大的管理問題，要求有耐磨能力強的吸附劑。

　　流化床吸附器

　　流化床吸附器是近年來發展的一種吸附器型式。在流化床吸附器中，分置在篩孔板上的吸附劑顆粒，在高速氣流的作用下，強烈攪動，上下浮沉。吸附劑內傳質傳熱速率快，床層溫度均勻，操作穩定。缺點是吸附劑磨損嚴重。另外，氣流與床層顆粒返混，所有吸附劑顆粒都與出口氣保持平衡，無“吸附波”存在，因此，所有吸附劑都保持在相對低的飽和度下，否則出口氣體中污染物濃度不易達到排放標準，因而較少用于廢氣凈化。

　　離心萃取機

　　其特點是，在離心力場中**行充分混合，促使溶質的轉移，再進行兩相液體的分離和排出。輕相液體從靠近轉鼓壁處進料，重液相則從轉鼓中心進料。在轉鼓內形成兩相分散的逆流接觸。*終兩相達到轉鼓的另一端時輕重液相分別濃縮在轉鼓中心和內壁處排出。 利用管式、多室式和碟片式離心機結構制成離心萃取機，充分地發揮了管式離心機分離因數高、軸向長度大，適于處理密度差較小的兩相液體，室式和碟片式離心機對兩相液體分散度高，接觸面積大，停留時間長等特點，有利于萃取過程先使兩相流分散接觸，再使兩相流分別濃縮的工藝要求。

　　固定層煤氣發生爐中燃燒的分層情況

　　按照煤氣發生爐內氣化過程進行的程序,可以將發生爐內部分為六層（見混合煤氣發生爐結構示意圖）:

　　1）灰渣層;

　　2）氧化層（又稱火層）;

　　3）還原層;

　　4）干餾層;

　　5）干燥層;

　　6）空層;其中氧化層和還原層又統稱為反應層,干餾層和干燥層又統稱為煤料準備層。

　　水煤漿氣化工藝急冷流程用氣化爐

　　此圖為水煤漿氣化工藝急冷流程用氣化爐的剖面圖。

　　直徑為2.74m煤氣發生爐

　　煤氣發生爐是將煤炭轉化為可燃性氣體——煤氣（主要成分為CO、H2、CH4等）的生產設備。工作原理為：將符合氣化工藝指標的煤炭篩選后，由加煤機加入到煤氣爐內，從爐底鼓入自產蒸汽與空氣混合氣體做為氣化劑。煤炭在爐內經物理、化學反應，生成可燃性氣體，上段煤氣經過旋風除油器、電捕器過濾焦油.下段煤氣經過旋風除塵器清除灰塵，經過混合后輸送到用戶使用。

　　反應區與三相分離器設計

　　混合流體進入三相分離器后，在反射錐的阻擋作用下折向兩邊，由于氣體上升過程中氣泡不斷凝并，形成氣泡較大，導致上升的速度較快，水流速度相比較慢，因此氣泡上升過程中逐漸脫離泥水混合液，進入集氣室，而泥水混合液則進入沉降區。由于消除了氣泡的提升作用，在沉降區的水流流態為層流，在上升過程中流速逐漸降低，使污泥沉降，并沿著錐體表面滑回反應區。

　　接觸氧化池基本構造圖

　　生物接觸氧化法的處理構筑物是浸沒曝氣式生物濾鵂，也稱生物接觸氧化池。其基本流程包括:初次沉淀池→生物接觸氧化池→二次沉淀池。

　　生物接觸氧化池內設置填料，填料淹沒在廢水中，填料上長滿生物膜，廢水與生物膜接觸過程中，水中的有機物被微生物吸附、氧化分解和轉化為新的生物膜。從填料上脫落的生物膜，隨水流到二沉池后被去除，廢水得到凈化。在接觸氧化池中，微生物所需要的氧氣來自水中，而廢水則自鼓人的空氣不斷補充失去的溶解氧。空氣是通過設在池底的布氣系統供給。

　　立式多端焚燒爐

　　立式熱解焚燒爐是一種對環境友好的焚燒爐型，屬于第三代焚燒爐，同往復式排爐和流化床焚燒爐相比，它具有焚毀效率高、尾氣排放量少、粉塵排放量少，熱灼減量低等特點。立式熱解焚燒爐可用于處理城市生活垃圾、醫院特種垃圾、機場特種垃圾和部分工業固體廢物。適用于我國低熱值、高水分的垃圾處理。

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