过程装备的最新技术进展.doc

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1、过程装备的最新技术进展装控111班张聪哲张康赵楠楠张志豪摘要：综述了我国热力流体过程装备、机械过程装备、传热过程装备、传质过程装备、化学过程装备及压力容器的最新技术进展,并展望了其发展方向。关键词:过程装备　最新技术　进展中图分类号：TQ02引言过程装备源于化学工业，在化学工业中，化工过程装备是整个生产链条中必不可少的一环与工艺自控并称现代化工生产的三大核心技术，可以说化工过程装备是一个国家化工行业是否发达的重要决定因素和评价标准。随着我国经济的发展，石油石化等化工产业技术突飞猛进!在化工技术方面取得

2、了很大的成就，而且随着时代的发展，技术水平也不断提高目前在石油和化工行业投资不断增加的大好形势下，我国化工机械行业为适应石油和化工等行业需求的新变化正悄然进行由量的扩张向质的提升的新一轮战略转变。传统的化工机械主要包括以热力学定理与流体力学的相关理论为依据的热力流体过程装备；以加工固体或者粉末为主要设计目的的相关过程设备，如：粉碎设备，传授设备等；以燃烧以及热传递为主要功能的传热过程装备。热力流体和机械过程装备通常可以称为过程机器，是通用机械的一种。此外，传热以及化学过程装备在研发的过程中需要参考不同

3、的设计工艺，可以称为压力容器。近年来，随着我国石油化工行业的飞速发展，化工过程装备的相关技术也随之获得了突飞猛进的发展，但是我们应该认识到，与国外的先进水平相比，国内的化工过程设备还有很多方面需要进一步跟上世界前沿技术，需要我们加紧这方面的研究工作。本文主要介绍过程装备最新技术的进展以及对未来的展望。[5]过程装备的发展将更密切地与化工工艺新技术的发展息息相关。过程装备的发展包括新材料的发展、过程装备制造工艺的发展以及计算机技术在生产中的最新应用。过程装备包括各类反应设备以及应用最广泛的换热设备、塔设

4、备及工业炉等。1.过程装备新材料的应用过程装备的发展离不开高性能、高水准的金属材料、复合材料、纳米材料以及具有特殊功能的新材料,目前过程装备新金属材料的发展在于对传统材料的改进,其技术主是在金属中添加所需的合金元素使其成为达到满足使用要求的合金材料。[4]复合材料具有重量轻、比强度高、机械性能好等普通材料不具有的显著特点,其既保持了原组成材料的特性又具有复合后的新性能,并且有些性能往往大于组成材料的性能总和,是过程装备材料选择的主要趋势。当前复合材料的发展趋势为由宏观复合向微观复合发展,由双元复杂混合

5、向多元混杂和超混杂方向发展,由结构材料为主向与功能复合材料并重的局面发展。纳米科技是20世纪80年代末刚刚诞生并正在崛起的新技术,由于纳米材料有诸多优势,与纳米相关的技术也逐渐运用于过程装备中,纳米粉体的制备技术是粉体设备前沿技术。[6]目前中国首创的超重力反应沉淀法(简称超重力法)合成纳米粉体技术已经完成工业化试验。在以上材料的研发基础上更应该重视具有特殊功能的新型材料的研发，如新型气体膜分离器，采用的是新型的材料制成的一层薄膜，可以将氧气从空气中直接滤出，或者用于混合气体中某一气体的分离，从废气之

6、中实现二氧化碳的回收，达到减少温室气体排放的目的，因而在海淡化领域中使用前景将十分的广阔，采用新型的反渗透膜并和多效闪蒸技术相结合，可以极大的降低海水淡化的成本，提高淡化的效率在污水处理行业，采用新型的生物膜材料可以实现对污水的过滤净化，经过处理的水可以达到再利用的标准。还有一种新型的高分子材料做成的复合膜，可以将乙烯从其混合气体中过滤出来，从而实现回收利用，回收率十分的理想，而且工艺流程相对传统工艺较简单，并且成本低廉，节能环保。[1]2计算机辅助技术在过程装备的应用计算机技术的发展与应用可以称之为

7、“第三次世界工业革命”。它为现代化的加工与制造领域带来了新的技术革新。过程装备的制造与过程的控制需要计算机进行精密控制,设备自身在生产的过程中受到不同载荷的作用,为了确保生产的持续、稳定和妥全,设备零部件要能够满足不同情况的要求,结构设计好,使用寿命长。计算机辅助技术能够对过程装备中各零部件结构进行迅速、合理的分析、设计、动态仿真以及性能评定等,确保化工设备经济、实用、可靠。2.1CADCAD技术将设备产品的研发、设计、相关分析、制造以及技术管理有机结合于一体,大大提高了工作效率。随着CAD技术不断地

8、向前发展,它将向规范化和标准化、智能化、三维化、可视化和网络化发展。作为一种应用软件,CAD早已被人们广泛的应用于化工设备的设计之中。[2]2.2CAE计算机辅助工程(CAE一ComputerAidedEngineering)是指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能,以及优化结构性能等,包括产品的结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能和结构性能,它是一种近似数值分析方法。CAE系统的核心思想是结构的离散化