换热装置的设计

1、换热装置的设计换热装置的设计 第三组：曹秀、李阳、曹蓉、潘利颖、孟 各丽、丁志娇、李培华、周礼靳、张伟 （一）换热装置 1、夹套 传热夹套一般由钢板焊接而成，它是套在反应器筒 体外面能形成密封空间的容器，既简单又方便。夹 套内通蒸汽压力一般不超过0.6MPa。当反应器的直 径大或者加热蒸汽压力较高时，夹套必须采取加强 措施。 图中a为一种支撑短管加强的“蜂窝夹套”，可用 1MPa的饱和水蒸气加热至180；b为冲压式蜂窝夹 套，可耐更高的压力；c和d为角钢焊在釜的外壁上 的结构，耐压可达到56MPa。 注意注意：夹套高度一般应高于料液的高度，应比釜内液面高 出50100mm,以保证充分传热。 加

2、热介质为水蒸气，则进口管在上端，冷凝液从底部排出。 如果传热介质是液体，则进出口相反。 夹套与釜体间距25100mm。 螺旋导流板缩小夹套中流体的流通面积，避免短路，增 强传热效果。增大传热膜系数值。 2、蛇管 工业上常用的蛇管有两种：水平式，直立式。 排列紧密的水平式蛇管能同时起到导流筒的作用，排列紧密 的直立式蛇管同时起到挡板的作用，他们对于改善流体的 流动状况和搅拌的效果起积极的作用。 蛇管浸没在物料中，热量损失少，且由于蛇管内传热介质流 速高，它的传热系数比夹套大得多。但对于含有固体颗粒 的物料及粘稠的物料，容易引起物料堆积和挂料，影响传 热效果。 这些插入式结构适用于反应物料在传热壁

3、上结垢 的场合，检修，除垢都比较方便。 3、列管 对于大型反应釜，需高速传 热时，可在釜内安装列管式 换热器，如图所示。它的主 要优点是单位体积所具有的 传热面积大，传热效果好， 此外结构简单，操作弹性大。 4、外部循环式 当反应器的夹套和蛇管传热面积仍 不能满足工艺要求，或由于工艺的 特殊要求无法在反应器内安装蛇管 而夹套的传热面积又不能满足工艺 要求时，可以通过泵将反应器内的 液料抽出，经过外部换热器换热后 在循环回反应器中。 5、回流冷凝式 当反应在沸腾温度下进行且反应热效应很大时，可 以采用回流冷凝法进行换热，即使反应器内产生的 蒸汽通过外部的冷凝器加以冷凝，冷凝液返回反应 器中。采用

4、这种方法进行传热，由于蒸汽在冷凝器 中以冷凝的方式散热，可以得到很高的传热系数。 换热装置的比较 二、换热介质的选择 1、高温热源的选择 用一般的低压饱和水蒸汽加热时温度最高只能达150160，需 要更高加热温度时则应考虑加热剂的选择问题。 （1）高压饱和水蒸汽 蒸汽压力可达到数兆帕。来源有高压蒸 汽锅炉、利用反应热的废热锅炉或热电站的蒸汽透平。 缺点：需高压管道输送蒸汽，费用高，且远距离输送时热损失大。 （2）高压汽水混合物 个别设备需高温加热时，较经济可行。 可用于温度为200250的加热要求。 （3）有机载热体 利用某些有机物高压沸点高、熔点低、热稳 定性好特点可提高高温的热源。如联苯道

5、生油、导热油、 导热油等。 它的突出优点是能在较低的压力下得到较高的加热温度。 （）熔盐 （）烟道气加热法用煤气、天然气、石油加工废气或燃料油 等燃烧产生的高温烟道气作热源加热设备，可用于以 上的高温加热。缺点是热效率低，给热系数小，温度不易控制。 （）操作方便、热效率高、便于实现自控和遥控。 有电阻加热、感应电流加热、短路电流加热三种类型。 、低温冷源的选择 （）冷却用水水的冷却效果好，最为常用，随水的硬度不 同，对换热的水出口温度有一定的限制。一般不宜超过， 在不宜清洗的场合不宜超过，以免水垢的迅速生成。 （）空气在缺乏水资源的地方可采用空气冷却。缺点是传 热系数低，需要的传热面积大。 （）低温冷却剂有些化工生产过程行采用一般冷却方法难 以达到，必须采用特殊的制冷装置进行人工制冷。 有时采用直接冷却方式，即利用制冷剂 的蒸发直接冷却冷间内的空气，或直接冷却 被冷却物体。制冷剂一般有液氨、液氮等。 成本较高。 有些情况下则采用间接冷却方