冷凝器文献综述

文献评论一、导言在流程工业生产中，合理有效地利用热量(冷量)是非常重要的。为了实现过程材料之间的传热，人们经常使用各种类型的换热器，广泛应用于化工、炼油、电力、食品、冶金、制药等行业。热交换器对快速发展的化学和石化工业尤为重要。在化工厂，热交换设备的投资约占总投资的15%。在炼油厂，热交换器约占所有工艺设备投资的40%。换热器的先进合理设计、运行的可靠性和热回收的经济性将直接影响产品的质量、产量和成本。在过程工业生产中，进行各种热交换过程，其主要功能是将热量从温度较高的流体传递到温度较低的流体，使流体的温度达到工艺规定的指标，以满足生产过程的需要。此外，换热设备也是回收余热和废热，特别是低品位热能的有效设备。换热器是实现不同介质间能量交换的通用设备。它的研究和应用引起了全世界的关注，是传热技术中最活跃的研究领域之一。根据换热设备的用途，可分为加热器、预热器、过热器、蒸发器、再沸器、冷却器和冷凝器。冷凝器用于冷凝饱和蒸汽，释放冷凝和液化潜热。二、常用冷凝器(1)盘管式冷凝器盘管式冷凝器是一种冷凝和冷却设备，常用于直接火滴除松节油加工厂。它通常由紫铜管制成，其特点是制造简单，易于维护，易于清除管外的水垢。然而，总传热系数低，换热量小。它只适用于产量小的工厂。(2)管式冷凝器有三种常见形式，一种是浮头补偿冷凝器，另一种是“U”型冷却器。这两个冷凝器通常通过扩大直径为20-25毫米的铜管固定在花板上，外壳由普通钢板制成。考虑到紫铜管的热胀冷缩大于钢，采用浮头或“U”形管结构，使管子自由收缩，防止管子因材料不同而膨胀开裂。浮头补偿冷凝器通常用于松节油和水蒸汽的冷凝，而“U”型冷却器主要用于冷凝液的冷却。在这种管式冷凝器中，水在管之间流动，流速慢，容易结垢，有时甚至充满淤泥，这使得清洗困难并影响传热效果。第三种是固定管板冷凝器，它是由许多管子组成的管束。管束的两端通过焊接或膨胀节固定在两个管板上。管板和气缸焊接在一起。其特征在于：在相同的壳体直径内，分布的管子最多。因此结构简单紧凑，制造成本低；(2)两端管板固定。当管束和壳体的壁温或材料线膨胀系数相差很大时，为了吸收热膨胀差异，柔性元件(如膨胀节、柔性管板等。)需要设置在热交换器上以降低温差应力；(3)壳侧设有法兰盘，适用于抗泄漏的场合；(4)由于管束不能拉出，清洗壳侧和管侧不方便，管间不能进行机械清洗。固定管板换热器适用于壳程介质清洗，不易结垢。管侧需要清洗或壳侧可以用溶液清洗，虽然有污垢，管两侧和壳侧的温差很小或很大，但壳侧压力不高。(3)螺旋板式冷凝器螺旋板式冷凝器由1.5-2.0毫米厚的不锈钢铆钉板轧制而成。通道的一边是松节油和水的混合蒸汽，另一边是冷却水。它具有体积小、结构紧凑、传热效率高的特点。吐鲁番的冷凝和冷却冷凝器的选择主要取决于当地的水源、水质、水温、气候条件和相关技术规范等因素，通常以节能为原则。考虑投资和运行成本后，冷凝器的选择应遵循以下原则：(1)冷凝器的冷凝面积应能满足制冷机组实际运行的最大负荷工况要求，并应有一定的裕量；(2)冷凝器数量与冷水机组数量匹配，不考虑备用；(3)对于装有冷却塔的卧式壳程冷凝器，由于水温差不能达到68摄氏度，应增加循环水量，增加阻力降。可以通过减少流动过程来降低流速。(4)考虑到目前水资源短缺，建议在内陆地区选用蒸发式冷凝器。2.冷凝器材料的选择二甲胺能与氧化剂发生剧烈反应，因此具有很强的腐蚀性。因此，为了防止腐蚀，选用0Cr18Ni9不锈钢。由于二甲胺在壳程流动，换热器壳、管板和换热管必须由不锈钢0Cr18Ni9制成。该设计的重点是不锈钢管板。不锈钢具有耐腐蚀、耐高温、成本高等特点。3.冷凝器工艺的选择本课题设计的冷凝器介质为二甲胺和水。考虑到蒸汽量不是很大，二甲胺通过汽化潜热进行换热，换热能力要求很高，所以采用逆流法。根据换热器所在的工艺流程，热流介质为二甲胺，入口为气态，49.96，出口为液态。由于入口温度是二甲胺的沸点，而交换的热量是介质蒸发的潜热，二甲胺的出口温度是49.96。冷流介质是水，吸热后入口温度为33，出口温度为43。使用多程热交换的目的是提高设备的经济性。然而，在本文换热温差不是很大的情况下，过多的管程是不值得的。因此，在工艺设计中，采用常用的四管隔板换热方式来降低系统的能耗指标。4、冷热流体管壳侧分布在本设计中，将采用一个具有一个壳程和四个管程的固定管板换热器，并且在管和壳程中的冷、热流分布考虑如下。这种设计使用二甲胺蒸汽通过壳程，从换热器顶部加入，从底部流出。由于逆流操作，冷凝水从底部进入管道侧。由于冷凝水和蒸汽的温差不大，但蒸汽的相态可以改变，传热效果好。二甲胺经历壳程有两个原因：(1)二甲胺是气体，在热交换后变成液体。壳程可以促进液体二甲胺流出换热设备。(2)二甲胺具有腐蚀性，对材料要求高，二甲胺可以节省壳程设备投资。四.结论通过查阅大量的书籍和资料，检索各种相关的学术文献和期刊，对换热器的种类和类型进行了调查和总结。详细介绍了几种典型的换热器，确定了本文的研究路线和内容。介绍了换热器设计中的工艺选择，并根据设计条件确定了工艺和设备。确定了换热器的设计方案。根据介质的特性选择合适的热交换器材料。冷热介质分布在管道和外壳侧。因此，本文为二甲胺处理量为3000kg/h的冷凝器的设计提供了理论依据，并为毕业设计的后续工作指明了方向。V.参考1郑晋阳，董，桑志富。工艺设备设计。北京：化学工业出版社，2008。2杨士明，陶文铨。热传递男。北京：高等教育出版社，2006。3张慕川，云志杨。板式换热器工程设计手册，M。机械工业出版社，1998。11吴导。基础有机化学技术。化学工业出版社，1992。12管壳式换热器。第一版，北京：中国标准出版社，2002。、蔡、许。压力容器安全技术。第一版，北京：化学工业出版社，2004。钱。换热器设计手册。北京：化学工业出版社，2004。15罗永瑞，本森.一种新的电负性标度对生成热的相关