十万吨年聚氯乙烯冷却器装置气相脱水工艺设计

1、毕业设计（论文）题 目：十万吨年聚氯乙烯冷却器 装置气相脱水工艺设计姓 名：编 号：平顶山工业职业技术学院年 月 日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书姓名 专业煤炭深加工与利用任务下达日期 年 月日设计（论文）开始日期 年 月 日设计（论文）完成日期 年 月 日设计（论文）题目：a，编制设计b ,设计专题（毕业论文） 指导教师系（部）主任年 月 日平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文）平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录系 煤炭深加工与利用专业,学生 于 年 月日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目：十万吨年聚氯乙烯冷却器装置气相脱水工艺设计专题（论文）题目：十

2、万吨年聚氯乙烯冷却器装置气相脱水工艺设计指导老师：答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为。答辩委员会 人，出席人答辩委员会主任（签字）：答辩委员会副主任（签字）：答辩委员会委平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第 页共页学生姓名： 专业：煤炭深加工与利用年级： 毕业设计（论文）题目：十万吨年聚氯乙烯冷却器装置气相脱水工艺设计评阅人：指导教师： （签字）年月日成 绩：系（科）主任： （签字）年月日毕业设计（论文）及答辩评语： 5平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文）摘要聚氯乙烯可由乙烯、氯和催化剂经取代反

3、应制成。由于其防火耐热作用，聚氯乙烯被 广泛用于各行各业各式各样产品：电线外皮、光纤外皮、鞋、手袋、袋、饰物、招牌与广告牌、建筑装潢用品、家俱、挂饰、滚轮、喉管、玩具、门帘、卷门、辅助医疗用品、 手套、某些食物的保鲜纸、某些时装等。聚氯乙烯是由氯乙烯单体（vcm聚合而成。因为其分子中57%勺质量是氯元素。所以 它与其它的塑料相比，相同的质量中所耗用的石油较少，然而，因为这种塑料的相对密度 较大，而且在生成氯的过程中也要耗用其它能量，使得它在很多应用领域失去了优势。目前使用较多的pvc生产工艺是悬浮聚合生产工艺。将纯水、液化的 vcmi体、分 散剂加入到反应釜中，然后加入引发剂和其它助剂，升温到

4、一定温度后vcmi体发生自由基聚合反应生成pvc颗粒。持续的搅拌使得颗粒的粒度均匀，并且使生成的颗粒悬浮在水 中。因反应是放热反应，必须配备有效的除热换热装置：如夹套冷却水、釜顶冷凝器。而 且，因为pvc的密度比vcm勺密度大。反应过程中随着 pvc的不断生成，反应釜内液相的 体积会不断收缩，必须不断加入纯水以维持适当的压力。在不同的聚合温度下，vcmr合生成pvc的聚合度不同。控制不同的聚合温度可以生成不同牌号（聚合度不同牌号不同） 的pvcw脂。生成的pvc*浆经过汽提塔脱除残余的 vcmr体（经回收系统回收后与新鲜 vcmk一 定比例循环使用），然后经过离心脱水，干燥床干燥、筛分后包装成

5、产品。一般经后处理 后pvc中的vcm量小于1ppm其余的聚合工艺，如微悬浮、乳液聚合工艺可以生成粒径较小的pvc （10微米，而一般悬浮聚合生成的pvc粉粒彳是120-150微米。其特性和应用也略有不同）聚和生成的 pvcg未改性的pvc在做成最终制品之前，一般要要加入各种助剂如：热稳定剂、紫外 线稳定剂，润滑剂、增塑剂、加工助剂、抗冲改性剂，热改性剂、填料、阻燃剂、杀虫剂、 发泡剂、烟雾抑制剂和各种颜料。关键字：氯乙烯单体，生产工艺，汽提塔平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文）abstractpolyvinyl chloride (pvc) can be made of ethyle

6、ne, chlorine and catalyst made by the substitution reaction. because of its fire prevention heat effect, polyvinyl chloride (pvc) is widely used in all walks of life all kinds products: wire skin, optical fiber skin, shoes, handbags, bags, decorations, signs and billboards, building decoration produ

7、cts, furniture, hang adorn, wheel, pipes, toys, door curtain, door, the auxiliary medical supplies, gloves, some food tin foil, some fashion, etc.polyvinyl chloride (pvc) is made of vinyl chloride monomer (vcm) polymerization and into. because the molecules in 57% of the quality is the chlorine elem

8、ents. so it with other plastic, compared to the same quality of oil consumed less, however, because this kind of plastic the relative density is bigger, and in the process of generating chlorine will cost other energy, makes it in many applications lose the advantage.currently used more pvc producti

9、on process is suspension polymerization process for production. will the pure water, liquefaction vcm monomer, to join the reaction kettle dispersant, and then join the initiator and other additives, warming to a definite temperature vcm monomer happened after radical polymerization reaction generat

10、ed pvc granules. continuous stirring makes the particles of granularity, and make the generation of particles suspended in the water. for reaction is exothermic reaction, must be equipped with effective except hot heat transfer device: such as clip set of cooling water, kettle top condenser. and, be

11、cause the density of pvc than the density of vcm. reaction process of continuous generation with pvc, within the volume of the reaction kettle liquid will continue to shrink, continuously add pure water in order to maintain the proper pressure. in different polymerization temperature, vcm polymeriza

12、tion of pvc polymerization degree different generation. control of different polymerization temperature can generate different type (the degree of polymerization different type different) of pvc resin.the generation of pvc pulp after stripper removing the remnants of vcm gas (the recovery system aft

13、er the recovery and fresh vcm in a certain proportion recycle), and then after centrifugal dehydration, dry bed drying, screening packing into products. general after disposal of vcm content pvc powder after less than 1 ppm.the rest of the polymerization process, such as the suspension, emulsion pol

14、ymerization process can generate particle size smaller pvc powder (10 microns, and general suspension polymerization of the generation of pvc powder particle size is 120-150 microns. its characteristics and application a slightly different) get together and the production pvc is unmodified pvc. in t

15、he final products made before, generally want to want to join all kinds of additives such as: heat stabilizers, ultraviolet light stabilizer, lubricant, plasticizer, processing aids, erosion-resisting modifier, hot modification agent, packing, flame retardants, pesticides, foaming agent, smoke inhib

16、itors and various pigment.key words : vinyl chloride monomer (vcm) polymerizatio , production processemulsion polymerization目 录第一章概述91.1 气体减湿技术概述91.2 本设计vc气相脱水技术概况 9第二章物料衡算102.1 物料衡算的已知条件102.1.1 物料衡算的基础102.1.2 气相脱水降温减湿，固碱吸湿过程工艺流程简图 102.1.3 物化数据112.1.4 流程中物料工艺常数 112.2 vc气相冷却器物料衡算 112.2.1 冷却器示意图及已知条件（

17、见图 2-2） 112.2.2 冷却器降温减湿除水量xh2o除的估算 112.2.3 冷却器的冷凝水带走的氯乙烯122.2.4 冷却器 vc气相出口最低含水量x出预测122.3 固碱干燥器物料衡算 122.3.1 固碱干燥器示意条件图（见图2-3） 122.3.2 固碱干燥器固碱吸湿除水量x除的估算122.3.3 固碱干燥器排放烧碱溶液的量w132.3.4 固碱干燥器 vc气相出口最低含水量x含预测13第三章热量衡算73.1 热量衡算已知数据 73.2 氯乙烯经风机压缩温度计算 73.3 氯乙烯经冷却器的热量衡算 73.3.1 冷却器已知条件及示意图（见图3-1） 73.3.2 冷却器热负荷7

18、3.3.3 冷媒水的流量（w冷）83.3.4 对数平均温度差（ tm） 93.3.5 传热面积f （m2）的计算 93.4 固碱干燥器热量衡算 93.4.1 固碱干燥器示意图及已知条件 93.4.2 固碱干燥器中 vc气体的温升（ t） 103.4.3 冷媒水的流量 w冷113.4.4 平均温度差113.4.5 固碱干燥器平均换热面积 f11第四章设备的工艺计算和选型 124.1 氯乙烯冷却器工艺计算和选型 124.1.1 冷却器基本参数的选定 124.1.2 冷却器工艺接管尺寸（见图 4-1） 124.1.3 冷却器气相入口流速 u1和管程入口出流速u2124.2 固碱干燥器选型计算 184

19、.2.1 固碱干燥器基本规格选定 184.2.2 固碱干燥器结构尺寸图 194.2.3 传热面积的校核 204.3 集水器选型计算204.3.1 集水器有关物料的计算 214.3.2 集水器选型214.4 vc回收器选型计算 214.4.1 vc回收器有关物料的计算 214.4.2 vc回收器的选型 224.5 罗茨风机选型计算 237平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 （论文）4.5.1 罗茨风机克服的阻力nhf234.5.2 罗茨风机进气流量 264.5.3 拟选罗茨鼓风机主要性能参数 264.5.4 结论 26参考文献 27设备一览表 28致谢 29#平顶山工业职业技术学院毕业设计说明

20、书 （论文）第一章 概述氯碱化工在 “十一五”规划中，聚氯乙稀产品有很大的发展，其中一个发展阶段是：聚氯乙稀生产规模由目前的 4 万吨 / 年扩大到 8 万吨 / 年。本设计课题聚氯乙稀装置vc气相脱水工艺 , 是这个大项目派生出来的一个子项目，所谓氯乙烯气相脱水工艺，就是氯乙烯在气相状态时利用降温减湿，固碱吸湿，硅胶等吸附氯乙烯中的水, 进而来脱除氯乙烯中的水分。这一工艺中有固碱吸湿过程（即固碱干燥） 。固碱干燥实质上是通过形成高浓度碱液，减小水在气相中的分压，来达到干燥目的。固碱不仅能吸湿脱水，而且能进一步除掉氯乙烯中夹带的微量氯化氢及铁，减轻酸腐蚀，延长设备的使用寿命，还能除掉从聚合过程

21、中回收的氯乙烯中的微量活性分子。这样节能减少精馏塔中的自聚物，改善精馏操作状态，延长精馏操作周期，减少因精馏操作不良引起的停工时间和停工物料损失，从而氯乙烯单体的产量和质量。所以也可以这么说，vc气相脱水项目也是提高vc单体质量的项目，具有一定的操作价值和研究意义。1.1 气体减湿技术概述气体减湿，即降低气体湿度，是一种属于热质传递过程的单元操作。在化工生产中，干燥操作所用的热气流在加热前常需经过减湿处理，以提高热能利用率；有些经过水冷的气体，也需经减湿处理才能进入下一过程。减湿常用的方法有： 吸附除湿。 使气体与固体吸附剂接触， 气体所含水汽被吸附后，湿度降低。选择适当吸附剂和操作流程，可将

22、气体的湿度降得很低。吸附剂经再生后循环使用。此法用于湿度较小而除湿要求较高的场合。吸收除湿。使湿气体与某些水汽平衡分压很低的液体接触，气体所含水汽被吸收而减湿。选择适当的吸收剂，可得到湿度很低的气体。吸收剂通常可以再生。常用的吸收剂有三甘醇（c6h14。4）、澳化锂、浓硫酸等。压缩除湿。将气体压缩，因而提高了水汽分压，相应提高了露点，然后予以冷却，使水汽凝结而减湿。冷却除湿。湿气体在间壁式换热器中冷却。当温度降至露点以下时，部分水汽凝结成水或霜，从而使气体减湿。根据所要求的减湿程度，冷却剂可用冷却水或各种冷冻盐水（见载冷剂） 。此种减湿方法通常用于空调器或其他类似装置。这些装置的优点是性能稳定

23、，使用方便；缺点是设备费用及操作费用都较高，低温时传热面结霜会使热阻（见传热过程）增加。升温减湿。用间壁式换热器将气体加热，使气体相对湿度减小，可用于空气调节、 通风等场合。 若不允许温度升高， 此法就不适用。 气液直接接触除湿。使气体直接与温度低于减湿后气体露点的液体接触，气体所含水汽被部分冷凝进入液相，气体得到减湿。此法虽不能得到湿度很低的气体，但其操作费用很低，特别适用于大量气体的减湿。在工业上，除减湿要求较高的场合外，一般应优先采用此法。1.2 本设计 vc 气相脱水技术概况（ 1） 降温减湿罗茨风机抽气柜中的vg按规定流量送到冷却器，多余的 vc通过fic/401控制回流 至vc气柜

24、。规定流量的vc在冷却器中冷却到5c。冷却下来的水由集水器收集，以备回 收废水中的vg已冷却到5c的气相氯乙烯经过分离出液相水后进入固碱干燥器。此时 vc 气相含水量一般小于2500ppm。（ 2） 固碱吸湿含水量小于2500ppm的vc,进入固碱干燥器进一步除掉水份。此过程中放出热量，由 -5c冷媒水通过冷却盘管和冷却夹套换热带走。干燥器底部有60c的热水夹套，可对沉降在底部的液碱进行加热，以免冬季液碱固化，不便于排放。经过固碱吸湿的气相 vc 进9平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文）入硅胶干燥器，其含水量一般都小于 600ppmi第二章物料衡算2.1 物料衡算的已知条件2.1.1

25、物料衡算的基础本设计、项目是十万吨/年聚氯乙烯大项目中的一个子项目，这个大项目的部分过程的物料消耗表见表2-1表2-1十万吨/年聚氯乙烯项目的部分过程的物料消耗表vc气柜vc气相脱水vc精微vc聚合出:含水 粗vc进:含水 粗vc出:脱水 粗vc进:脱水 粗vc出:精vc进:精vc出：pvc年需求8.455x8.455x8.413x8.45x8.080x8.45x8.000x量 kg/a107107107107107107107平均流10.57x10310.57x10310.52x10310.57x10310.10x10310.10x10310.00x103量 kg/h过程进料:出料为：（粗

26、vc 含 97%）进料出h料为：消耗1.005:1进料:出料为：1.01:11.01:12.1.2 气相脱水降温减湿，固碱吸湿过程工艺流程简图自气柜（1）风机13图2-1气相脱水降减湿固碱吸湿过程工艺流程图2.1.3物化数据氯乙烯分子量：62.5vc气柜中粗氯乙烯含量方97%粗氯乙烯含乙快 3% （包括少量的n2和40c饱和水蒸汽氯乙烯临界温度156.5 （142.0） c临界压力55.0 （52.5）大气压氯乙烯气体在5c-47c之间的平均黏度仙二110np=1.122ml0-6kg ,s/m247cvc气体的黏度113 np10cvc气体的黏度95 rp2.1.4流程中物料工艺常数表2-2

27、流程中物料参数表流程号123456主要物质vc (g)vc (g)vc (g)水（汽）vc (g)naoh+水流量kg/h10.57 x 103310.57x 10310.50x 10127310.47 x 1041.06压力mpa0.104?0.1200.1150.117温度c40?551010表中？表示需要通过工艺计算解决的量2.2 vc气相冷却器物料衡算物料衡算总式：f=f1+f2十xh2ob其中：f为进入冷却器前的氯乙烯流量、f1为从冷却器出来后氯乙烯的流量、f2为冷 凝水中含有的氯乙烯的量、xh2前为通过冷却器除去的水分2.2.1 冷却器示意图及已知条件（见图 2-2）2.2.2 冷

28、却器降温减湿除水量xh2o除的估算根据理想混合气体中某组分的mol分数等于其分压数，做如下计算 当t=40c时，水的饱和蒸汽压为 55.32mmhg=7.375m 106pa, 设水的量物质的量为必。则有:0.007375mpa _ m。0.12169.12 n40所以 n40 c=11.079kmol/h当t=5 c时，水的饱和蒸汽压为 6.54mmhg=817.9pa, 设水的量物质的量为n5则有:0.08719mpa0.12n5169.12 n5所以 n5=1.2378kmol/h于是，冷却器的除水量 xh2o 除=x40-x5= (11.0769-1.2378)x18=177kg/ht

29、=47cp=0.12mpaw=10570kg/h=169.2kmol/h(3)t=47 cp=0.12mpaw=10570-77=10493kg/h(4)t=5 p=0.12mpa w=? (177kg/h)图2-2冷却器已知条件示意图2.2.3 冷却器的冷凝水带走的氯乙烯由氯乙烯在水中溶解度表查得：5c水溶解的氯乙烯为156ml/ml . 177kg/h 水带走的氯乙烯的量=156 177m 103ml=27613m 103= 276121 /h22.41 /mol=1232.7mo1/h=77kg/h2.2.4 冷却器vc气相出口最低含水量x出预测1.2378kmol/h 18kg /km

30、olx出二1.2378kmol/h 18kg/kmol 169.12kmol/h 62.5kg/kmol=2103ppm冷却器vc气相出口含水量设计指标值定为 2500ppm,根据上述的预测值，只要出口 温度能稳定控制在5 c左右，设计指标就可以达到。2.3固碱干燥器物料衡算2.3.1固碱干燥器示意条件图（见图2-3）2.3.2固碱干燥器固碱吸湿除水量x除的估算根据氯乙烯生产问答知 50%固碱溶解的水蒸汽分压：10c时0.5mmhg 15c 时1.1mmhg 20c时2mmhg,在本工艺中，vc出固碱干燥器温度控制在10c,则水的饱 和蒸汽压为 0.5mmhg=66.6pa=0.667x 10

31、-4mpa。设干燥器出口 vc气相水的物质的量为nh2o则有：0.0000667 _nh2o0.115167.89 nh2o平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文), nh2o=0.09743kmol/h固碱吸湿除水量 x 除=x5-xh2o=(1.2378-0.09743)父 18=20.53kg/h2.3.3 固碱干燥器排放烧碱溶液的量 wv烧碱溶液是以50%的水溶液排放溶液排放量ndlkg/h 50%2.3.4 固碱干燥器vc气相出口最低含水量x含预测= 0.000167 =167ppmx 含二0.09743 181.753740.09743 18 167.89 62.5 10494

32、.9固碱干燥器vc气相出口含水量设计指标值定为0 600ppm根据上述计算，只要固碱干 燥器出口温度能稳定在10c左右，设计指标是能达到的.15图2-3固碱干燥器已知条件示意图平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文）第三章热量衡算3.1 热量衡算已知数据饱和指数k=cp =1.183 cvvc气体平均比热 cp=0.22kcal/kg c3.2 氯乙烯经风机压缩温度计算k 1kj按理想气体绝热过程考虑，有l =（）k .1=.（）k 4 ti plpl其中,t压缩后温度7t1压缩前温度p压缩后压力pi压缩前压力 已知:ti=313k 已知:p=0.12mpa 已知：p1=0,104mpat

33、= 313 (0.12 ) 0.104)1.183 11.183=313 (1.1538)0.1547 =313 1.0224 = 320k即t=47 c为氯乙烯经风机压缩后温度3.3 氯乙烯经冷却器的热量衡算3.3.1 冷却器已知条件及示意图（见图 3-1）3.3.2 冷却器热负荷冷却器中冷却热负荷（q冷却）(q 冷却尸qvc+ ch2o=wg (vc (t1-t2)+ w20 (h2o (t1-t2)其中，wl氯乙烯气体流量(kg/h) w vc=10.57kg/hwh20-水蒸汽流量 (kg/h)w h2o=199.4kg/hcccp(v。一氯乙烯气体的平均比热c p(vc)=0.924

34、kj/kgcp (h2o 水蒸汽的平均比热cp ( h2o =1.848kj/kg平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文)ti vc进冷却器的温度ti=47ct2 vc出冷却器的温度t2=5c q冷却=10.57 乂 103kg/h乂0.924kj/kg，c .47-5) c + 199.4kg/h 1.85乂 (47-5)c=4.257 105kj/h?=_弓ct =5 cw=7 7kg/f vc= 7 7 k q /t - cw = 10 zl j i g / h 4mld03kg/hm0.943kj/kgm (12.5-10) c =24238.83kj/h. q=wg (t2-t

35、1)cp=4.2kj/kgct2=-5 ct1=-2 c其中，m 冷媒水的流量cp冷媒水的平均比热t2冷媒水进口温度t1 冷媒水出口温度q 24238.83=1924kg /hw =-=cp(t2 -t1)4.2 (-2 5)3.4.4 平均温度差近似以并流传热计算。t1=12.5 ct2=10ct1=-5 ct2=-2 c t 2=17.5 ct1=12ctm= t2 -二 t117.5-12lnt221产12= 14.6 c113.4.5 固碱干燥器平均换热面积fq其中，q 传热量k总穿热系数tm 一平均温度差f=-k tmq=24238.83kj/h2k=63kj/m2hctm=14.6

36、 c.f=242m =26新15 14.6平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文）第四章设备的工艺计算和选型4.1 氯乙烯冷却器工艺计算和选型4.1.1 冷却器基本参数的选定公称直径管程数管数（管长）换热面积（公称值） 换热管规格（材质） 管程通道截面积 公称压力安装形式根据化工工艺设计手册查得：列管式固定管板换热器基本参数和前面的物料，热 量衡算数据基本相当，前面计算的换热面积为567.2m2,考虑生产中不稳定性的因素很多, 所以放大一些余量，现选定的冷却器的基本参数如下：dn1000i程801 根（5000mm）310m2 2 （相同设备两台并联）25 2.5 （碳钢）1.6mpa0.

37、2516m24.1.2 冷却器工艺接管尺寸（见图 4-1）4.1.3 冷却器气相入口流速u1和管程入口出流速u2（1）冷却器入口体积流量v由上述2.2章节“vc气相冷却器物料衡算”知道，冷却器气相入口为 vc气体和饱 和的水蒸汽的混合物，其摩尔流量为n=169.12kmol/h+11.076kmol/h=180.196kmol/h。温 度t为273+47=320k压力p=0.12mpa按理想气体处理，则有：n 3180.196kmol/h 8316 . m3/kmol k 320k0.12 102m=3996m /h（2）冷却器入口流速ui3=11.3m/s3996 m /hu1 =二-2 2

38、 cccc2 二 0.1252m2 3600(3)管程入口流速u23996m3/hu2 =2-2 = 2.2m/ s2 二 0.256 m 3600d 口 dj1图4-1冷却器接管尺寸示意图管口代号接管规格法兰密封面形式用途apn6,dn250平面vc气相入口bpn6,dn100平面冷却水出口cpn6,dn250平面vc气相出口dpn6,dn50平面冷凝水出口epn6,dn100平面冷却水出口表4-1冷却器工艺接管表15平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（4）冷却器冷却水出口流速（论文）u3=3 一一54.5m /h!一一 2-2 ： ： ： 0.05m 3600s=0.9643m/s（5）

39、冷却器管程压力降 pi计算公式：pt-（.：pipr）ftnsnp8式中,p 每程直管压降l u2。di 2其中,(6)每程回管压降pr二3立2ft管程压力降结垢校正系数ns 壳程数diu ： 0.02 2.2 2.680.011 10-1.07 104ft =1.4ns =1np =147 5u的计算以平均温度t=26 c下的体积流量计算。2nrt v -ppi =180.196kmol/h 8.316 299k0.11336 1 06 n/m2=3952.5m3/h3952.5m3/h，u =2= 2.2m/s2 0.2156m2 3600”10581kg/h3:-= = 2.68kg/m

40、3952.5m /h又;相对粗糙度一=0.015d 20查得 =0.0478l u2di 2p62.22 2.682一二 0.047 = 91n / m0.022p % u2：.-pr =3 = 32pt =(p lpr)ftnsnp =冷却器壳程压力降（aps ）28=19.5n/m2(91+19.5) x 1.4 x1x1=15.5n/m2计算公式ps = （；：p0 ；：pip） fs网式中apo 流过管束的压力降取 fs=1.15pip -流过折流板缺口的压力降fs 壳程压力降结垢校正系数17平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文)2 d又管束压降，p0 = ff 0ntc(nb

41、1) u 2流过折流板缺口的压力降；pp=nb(3.5 2 _2b uo :221式中，nb折流板数目nb=29ntc 横过管束中心线的管数，本冷却器为三角形排列的管束ntc=1.1(nt)0.5 =1.1父(801)0.5 =31 (式中 801 为壳程的管子总数)b一折流板间距b=0.2md 壳体内径d=1mu0按壳程流通截面积为s0 = b(d ntcd o)来计算所得到的壳程流速。v so = 0.2 (1 - 31 0.025) = 0.045m2w 46.3m2/h u0 = =2 = 0.143m / s2s0 2 0.045m2 3600f 管子排列形式对压力降的校正因素，本冷

42、却器为三角形排列f=0.5f0壳程流体摩擦因素当re0500时f0=5.0mre328,壳程re0的求取，re0= 1265 500du ： 0.025 0.143 1168一 3.3 10， f 0 = 5.0 (1265广228 = 0.981.u。2 ：0.1432 11682：po =ff ontc(nb 1) =0.5 0.981 31 (29 1)=5448n/m222b u0 :bp=nb(3.5 - )=29 (3.5d 22 0.2_ 20.143 11682= 1074n /m22. ：ps=(. ：p0 . rp) fs = (5448 1047) 1.15 = 7550

43、n / m2 = 0.0075mpa(7)换热总系数k管内传热膜系数31v re=1.07m104 10000= 1.120.88 103 0.0108 10、7.79 10”式中，cp vc气体的比热 查得cp=0.88kj/kg c vc气体黏度 查得口 =108 口 p九vc气体导热系数 九二1.86父10” =7.79m10”w/m2 0.7 pr=1.22 50 d 0.02对于气体可用下式计算传热膜系数- 1 4八0.8 -l n 口口nu = 0.023m re pr 即,色=0.023 （如严（空）口式中，d 管子内径九一vc气体导热系数n=0.3（流体被冷却）re =1.07

44、 104: 1 0.027.79 10与pr =1.2240 3= 0.023 (1.07 10 ) (1.22).= 0.023 1673 1.0615 =40.85：-1 =16w/m2c =53.79kj /m2 h c管外传热膜系数蕾诺数re二处网式中,de 当量直径(m)其中t=0.032mdo=0.025m=0.02mde =deu -流速（m/s）,管外流速可根据流体流过的最大截面积,_d 0s 计算，s=s=hd(1) t其中，h=0.2m （折流板间问距）d=1m （冷却器壳径）d0=0.025m （管外径）1=0.032 （管间距）s=0.2x 1 x, 2(1-0.025

45、/0.032) =0.04375mw2s346.3m /h_22 0.04375m2 3600=0.147m/ s冷媒密度p冷媒黏度口：=1168kg/m3=3.3 10”p二 re =deu0.2 0.147 11683.3 10-3= 1041管外有25%原缺形挡板，根据管壳式换热器壳程膜系数计算曲线 网，可知当re=1041 时：43cp；nupr3()=18 取 =1 贝 unu = pr318=18m()3 即，ww.3.16 103 3.3 101；: 18 ()3 . 47.990.550.552 -2 一 二 2 二47.99 =17.99 =1320w/m c =4767kj

46、/m h c de0.02冷却器传热总系数k1 b1k 二 (一 r1r 12 一 广：- 1. 二：2式中，：1 =53.79kj /m2 h c ：. 2 =4767kj /m2 h cr& 管内侧污垢热阻rc1=4.76m10m2hc / kjro2 管外侧污垢热阻ra2=1.429m10“m2hc/kjb 管壁厚度b=0.025m九一管壁导热系数九二162.54可kj/ m2h c k =( 4.76 10m2hc/kj 1.429 104m2hc/kj 0.0025 )a13.76162.54 11352;=56.45kj/m h c和估算的总导热系数63kj/m2h c相差不多(8)计算传热面积f 二;-k - tm式中，q 传热量k总传热系数tm 对数平均温度差f二f这个换热面积和热量衡算中估算的q=2857593.8kj/m2h c2k=56.4556.45kj/m2h ctm=24c2857593.82=633m56.45 25567.2m2相差的不是