換熱裝置的設(shè)計(jì)

1、換熱裝置的設(shè)計(jì)換熱裝置的設(shè)計(jì) 第三組：曹秀、李陽(yáng)、曹蓉、潘利穎、孟 各麗、丁志嬌、李培華、周禮靳、張偉 （一）換熱裝置 1、夾套 傳熱夾套一般由鋼板焊接而成，它是套在反應(yīng)器筒 體外面能形成密封空間的容器，既簡(jiǎn)單又方便。夾 套內(nèi)通蒸汽壓力一般不超過(guò)0.6MPa。當(dāng)反應(yīng)器的直 徑大或者加熱蒸汽壓力較高時(shí)，夾套必須采取加強(qiáng) 措施。 圖中a為一種支撐短管加強(qiáng)的“蜂窩夾套”，可用 1MPa的飽和水蒸氣加熱至180；b為沖壓式蜂窩夾 套，可耐更高的壓力；c和d為角鋼焊在釜的外壁上 的結(jié)構(gòu)，耐壓可達(dá)到56MPa。 注意注意：夾套高度一般應(yīng)高于料液的高度，應(yīng)比釜內(nèi)液面高 出50100mm,以保證充分傳熱。 加

2、熱介質(zhì)為水蒸氣，則進(jìn)口管在上端，冷凝液從底部排出。 如果傳熱介質(zhì)是液體，則進(jìn)出口相反。 夾套與釜體間距25100mm。 螺旋導(dǎo)流板縮小夾套中流體的流通面積，避免短路，增 強(qiáng)傳熱效果。增大傳熱膜系數(shù)值。 2、蛇管 工業(yè)上常用的蛇管有兩種：水平式，直立式。 排列緊密的水平式蛇管能同時(shí)起到導(dǎo)流筒的作用，排列緊密 的直立式蛇管同時(shí)起到擋板的作用，他們對(duì)于改善流體的 流動(dòng)狀況和攪拌的效果起積極的作用。 蛇管浸沒(méi)在物料中，熱量損失少，且由于蛇管內(nèi)傳熱介質(zhì)流 速高，它的傳熱系數(shù)比夾套大得多。但對(duì)于含有固體顆粒 的物料及粘稠的物料，容易引起物料堆積和掛料，影響傳 熱效果。 這些插入式結(jié)構(gòu)適用于反應(yīng)物料在傳熱壁

3、上結(jié)垢 的場(chǎng)合，檢修，除垢都比較方便。 3、列管 對(duì)于大型反應(yīng)釜，需高速傳 熱時(shí)，可在釜內(nèi)安裝列管式 換熱器，如圖所示。它的主 要優(yōu)點(diǎn)是單位體積所具有的 傳熱面積大，傳熱效果好， 此外結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作彈性大。 4、外部循環(huán)式 當(dāng)反應(yīng)器的夾套和蛇管傳熱面積仍 不能滿足工藝要求，或由于工藝的 特殊要求無(wú)法在反應(yīng)器內(nèi)安裝蛇管 而夾套的傳熱面積又不能滿足工藝 要求時(shí)，可以通過(guò)泵將反應(yīng)器內(nèi)的 液料抽出，經(jīng)過(guò)外部換熱器換熱后 在循環(huán)回反應(yīng)器中。 5、回流冷凝式 當(dāng)反應(yīng)在沸騰溫度下進(jìn)行且反應(yīng)熱效應(yīng)很大時(shí)，可 以采用回流冷凝法進(jìn)行換熱，即使反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的 蒸汽通過(guò)外部的冷凝器加以冷凝，冷凝液返回反應(yīng) 器中。采用

4、這種方法進(jìn)行傳熱，由于蒸汽在冷凝器 中以冷凝的方式散熱，可以得到很高的傳熱系數(shù)。 換熱裝置的比較 二、換熱介質(zhì)的選擇 1、高溫?zé)嵩吹倪x擇 用一般的低壓飽和水蒸汽加熱時(shí)溫度最高只能達(dá)150160，需 要更高加熱溫度時(shí)則應(yīng)考慮加熱劑的選擇問(wèn)題。 （1）高壓飽和水蒸汽 蒸汽壓力可達(dá)到數(shù)兆帕。來(lái)源有高壓蒸 汽鍋爐、利用反應(yīng)熱的廢熱鍋爐或熱電站的蒸汽透平。 缺點(diǎn)：需高壓管道輸送蒸汽，費(fèi)用高，且遠(yuǎn)距離輸送時(shí)熱損失大。 （2）高壓汽水混合物 個(gè)別設(shè)備需高溫加熱時(shí)，較經(jīng)濟(jì)可行。 可用于溫度為200250的加熱要求。 （3）有機(jī)載熱體 利用某些有機(jī)物高壓沸點(diǎn)高、熔點(diǎn)低、熱穩(wěn) 定性好特點(diǎn)可提高高溫的熱源。如聯(lián)苯道

5、生油、導(dǎo)熱油、 導(dǎo)熱油等。 它的突出優(yōu)點(diǎn)是能在較低的壓力下得到較高的加熱溫度。 （）熔鹽 （）煙道氣加熱法用煤氣、天然氣、石油加工廢氣或燃料油 等燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煹罋庾鳠嵩醇訜嵩O(shè)備，可用于以 上的高溫加熱。缺點(diǎn)是熱效率低，給熱系數(shù)小，溫度不易控制。 （）操作方便、熱效率高、便于實(shí)現(xiàn)自控和遙控。 有電阻加熱、感應(yīng)電流加熱、短路電流加熱三種類型。 、低溫冷源的選擇 （）冷卻用水水的冷卻效果好，最為常用，隨水的硬度不 同，對(duì)換熱的水出口溫度有一定的限制。一般不宜超過(guò)， 在不宜清洗的場(chǎng)合不宜超過(guò)，以免水垢的迅速生成。 （）空氣在缺乏水資源的地方可采用空氣冷卻。缺點(diǎn)是傳 熱系數(shù)低，需要的傳熱面積大。 （）低溫冷卻劑有些化工生產(chǎn)過(guò)程行采用一般冷卻方法難 以達(dá)到，必須采用特殊的制冷裝置進(jìn)行人工制冷。 有時(shí)采用直接冷卻方式，即利用制冷劑 的蒸發(fā)直接冷卻冷間內(nèi)的空氣，或直接冷卻 被冷卻物體。制冷劑一般有液氨、液氮等。 成本較高。 有些情況下則采用間接冷卻方