十万吨年聚氯乙烯冷却器装置气相脱水工艺设计.

1、平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文）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（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

2、）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）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， ， 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：

3、系（科）主任： （签字） 年 月 日毕业设计（论文）及答辩评语： 摘 要聚氯乙烯可由乙烯、氯和催化剂经取代反应制成。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%的质量是氯元素。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

4、是悬浮聚合生产工艺。将纯水、液化的VCM单体、分散剂加入到反应釜中，然后加入引发剂和其它助剂，升温到一定温度后VCM单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的密度大。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，VCM聚合生成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PVC树脂。生成的PVC料浆经过汽提塔脱除残余的VCM气体（经回收系

5、统回收后与新鲜VCM按一定比例循环使用），然后经过离心脱水，干燥床干燥、筛分后包装成产品。一般经后处理后PVC粉中的VCM含量小于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粉（10微米，而一般悬浮聚合生成的PVC粉粒径是120-150微米。其特性和应用也略有不同）聚和生成的PVC是未改性的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AbstractPolyvinyl chloride (PVC) c

6、an be made of ethylene, 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, build

7、ing decoration products, 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

8、 is the chlorine elements. 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

9、used more PVC production 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 polymeriz

10、ation reaction generated 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

11、top condenser. And, because 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 tempe

12、rature, VCM polymerization 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 (

13、the recovery system after 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

14、suspension, emulsion polymerization 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

15、 is unmodified PVC. In the 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, fo

16、aming agent, smoke inhibitors and various pigment. Key words：vinyl chloride monomer (VCM) polymerizatio，production process，emulsion polymerization目 录第一章 概述81.1 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102.1.4 流程中物料工艺常数112.2 VC气相冷却器物料衡算

17、112.2.1 冷却器示意图及已知条件（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23.1 热量衡算已知数据23.2 氯乙烯经风机压缩温度计算23.3 氯乙烯经冷却器的热量衡算23.3.1 冷却器已知条件及示意图（见图3-1）23.3

18、.2 冷却器热负荷23.3.3 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184.2.1 固碱

19、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234.5.1 罗茨风机克服的阻力hf234.5.2 罗茨风机进气流量264.5.3 拟选罗茨鼓风机主要性能参数264.6 结论26参考文献27设备一览表28致谢29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

20、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

21、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

22、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(C6H14O4)、溴化锂、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，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

23、。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VC，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。规定流量的VC在冷却器中冷却到5。冷却下来的水由集水器收集，以备回收废水中的VC。已冷却到5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

24、） 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5冷媒水通过冷却盘管和冷却夹套换热带走。干燥器底部有60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进入硅胶干燥器，其含水量一般都小于600ppm。第二章 物料衡算2.1 物料衡算的已知条件2.1.1 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精馏VC聚合出:含水粗VC进:含水粗VC出:脱水粗VC进:脱水粗

25、VC出:精VC进:精VC出:PVC年需求量kg/a8.455×1078.455×1078.413×1078.45×1078.080×1078.45×1078.000×107平均流量kg/h10.57×10310.57×10310.52×10310.57×10310.10×10310.10×10310.00×103过程消耗进料:出料为:1.005:1(粗VC含97%)进料:出料为:1.01:1进料:出料为:1.01:12.1.2 气相脱水降温减湿，固碱吸湿过

26、程工艺流程简图图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97% 粗氯乙烯含乙炔3% （包括少量的N2和40饱和水蒸汽氯乙烯 临界温度156.5（142.0） 临界压力55.0（52.5）大气压氯乙烯气体在5-47之间的平均黏度=110p=1.12210-6kgs/m2 47VC气体的黏度113 p10VC气体的黏度 95 p2.1.4 流程中物料工艺常数表2-2 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/h10.57×10310.57×

27、10310.50×10312710.47×10341.06压力Mpa0.104？0.1200.1150.117温度40？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=F1F2XH2O除其中：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、XH2O除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=40时，水的饱和蒸汽压为55.32mmHg=7.

28、375 106pa，设水的量物质的量为n40则有：所以n40=11.079kmol/h当t=5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： 所以n5=1.2378kmol/h 于是，冷却器的除水量XH2O除=X40-X5=（11.0769-1.2378）18=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：5水溶解的氯乙烯为156ml/ml 177kg/h水带走的氯乙烯的量=156177103ml=27613103=1232.7mol/h=77kg/h2.2.4 冷却器VC气相出口最低含水

29、量X出预测 X出=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：10时 0.5mmHg 15时 1.1mmHg 20时 2mmHg,在本工艺中，VC出固碱干燥器温度控制在10，则水的饱和蒸汽压为0.5mmHg=66.6pa=0.66710-4Mpa。 设干燥器出口VC气相水的物质的量为nH2O则有： nH2O=0.09743kmol/h

30、 固碱吸湿除水量X除=X5-XH2O=(1.2378-0.09743) 18=20.53kg/h 2.3.3 固碱干燥器排放烧碱溶液的量W 烧碱溶液是以50%的水溶液排放 溶液排放量= 2.3.4 固碱干燥器VC气相出口最低含水量X含预测=167ppm固碱干燥器VC气相出口含水量设计指标值定为600ppm,根据上述计算,只要固碱干燥器出口温度能稳定在10左右,设计指标是能达到的.图2-3 固碱干燥器已知条件示意图31第三章 热量衡算3.1 热量衡算已知数据 饱和指数K= VC气体平均比热Cp=0.22kcal/kg3.2 氯乙烯经风机压缩温度计算 按理想气体绝热过程考虑,有 4其中,T压缩后温

31、度 T1压缩前温度 已知:T1=313K P压缩后压力 已知:P=0.12Mpa P1压缩前压力 已知:P1=0,104Mpa =即t=47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(1) 冷却器中冷却热负荷(Q冷却)(Q冷却)=QVCQH2O=WVCCP（VC）（T1-T2）WH2OCP（H2O）（T1-T2）其中，WVC氯乙烯气体流量（kg/h） WVC=10.57kg/h WH2O水蒸汽流量 （kg/h） WH2O=199.4kg/h CP（VC）氯乙烯气体的平均比热 CP（VC）=0.924KJ/

32、kg CP（H2O） 水蒸汽的平均比热 CP（H2O）=1.848KJ/kg T1VC进冷却器的温度 T1=47 T2VC出冷却器的温度 T2=5Q冷却=10.57103kg/h0.924KJ/kg(47-5)199.4kg/h1.85(47-5)=4.257105KJ/h图3-1 冷却器热量衡算示意图图中？表示要通过热量衡算解决的量(2) 冷却器的冷凝负荷（Q冷凝）Q冷凝=WH2OH汽化其中，WH2O冷凝水的流量 WH2O=177kg/h H汽化水的平均汽化热 H汽化=2440KJ/hQ冷凝=177kg/h2440KJ/h=4.319105KJ/h(3) 冷却器的热负荷（Q）Q= Q冷却Q冷

33、却=4.257105kJ/h4.319105kJ/h=8.576105 kJ/h3.3.3 冷媒水的流量（W冷） 在忽略热损失的情况下，热流体放出的热量=冷流体吸收的热量 Q=W冷CP（t1-t2）其中，W冷冷媒水流量 CP冷媒水平均比热 CP=3.15kJ/kg t1冷媒水进口温度 t1=-5 t2冷媒水出口温度 t2=0W冷= 3.3.4 对数平均温度差（tm）T1=47 T2=5t1=0 t2=-5 t1=47 t2=10 tm=24 3.3.5 传热面积F（m2）的计算F= 其中，Q传热量 Q=857600kJ/h K总传热系数 根据校验取K=63KJ/m2h tm对数平均温度差 tm

34、=24F= 3.4 固碱干燥器热量衡算3.4.1 固碱干燥器示意图及已知条件图3-2 固碱干燥器条件示意图 3.4.2 固碱干燥器中VC气体的温升（t）当VC气体进入固碱干燥器中，固碱会吸收VC气体中的水分，转化为50%的烧碱溶液，这一过程中，有两个问题需要考虑：一是水蒸汽的冷凝热（Q凝）；二是水溶解于烧碱所放出的溶解热（Q溶）。 (!) 水蒸汽的冷凝热Q凝Q凝=20.53kg/h2490.6kJ/h=51132.02kJ/h(2) 水溶解于NaOH所放出的溶解热Q溶 查化工工艺设计手册下册 得NaOH溶解热 Hs=42756KJ/Kmol每小时溶解所放出的热量Q溶=21945kJ/h(3)

35、VC气体温升 固碱干燥器放出的热量：Q总=Q凝Q溶 =5113.02kJ/h21495kJ/h =73075.8kJ/h Q总=WVCCp(vc)tt=7.5 3.4.3 冷媒水的流量W冷 如果无冷却措施，则VC气体温度将升到t=12.5。但是工艺要求VC气体出口温度为10，这样就要求固碱干燥器要有冷却措施，把VC气体出口温度控制在10，如此，就需要从固碱干燥器中拿出的热量：Q=10.493103kg/h0.943kJ/kg（12.5-10）=24238.83kJ/h Q=W冷Cp（t2-t1） 其中，W冷冷媒水的流量 Cp冷媒水的平均比热 Cp=4.2kJ/kg t2冷媒水进口温度 t2=-

36、5 t1冷媒水出口温度 t1=-2 W冷= 3.4.4 平均温度差 近似以并流传热计算。T1=12.5 T2=10t1=-5 t2=-2 t2=17.5 t1=12 tm= 3.4.5 固碱干燥器平均换热面积FF=其中，Q传热量 Q=24238.83kJ/h K总穿热系数 K=63kJ/m2h tm平均温度差 tm=14.6F=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

37、，现选定的冷却器的基本参数如下：公称直径 DN1000管程数 I程管数（管长） 801根（5000mm）换热面积（公称值） 310m22（相同设备两台并联）换热管规格（材质） 252.5 (碳钢)管程通道截面积 0.2516m2公称压力 1.6Mpa安装形式 立式4.1.2 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/h11.076Kmol/h=180.196Kmol/h。温度T为2734

38、7=320K 压力P=0.12Mpa 按理想气体处理，则有：V= =3996m3/h（2） 冷却器入口流速u1 （3） 管程入口流速u2u2=图4-1 冷却器接管尺寸示意图表4-1 冷却器工艺接管表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 （4） 冷却器冷却水出口流速u3= （5） 冷却器管程压力降Pi计算公式8式中，每程直管压降 每程回管压降 管程压力降结垢校正系数 =1.4 壳程数 =1 管程数 =1其中，u的计算以平均温度下

39、的体积流量计算。又相对粗糙度查得=0.0478=（91+19.5）×1.4×1×1=15.5N/m2（6） 冷却器壳程压力降（）计算公式8式中流过管束的压力降 流过折流板缺口的压力降 壳程压力降结垢校正系数 取=1.15又管束压降流过折流板缺口的压力降式中，折流板数目 横过管束中心线的管数，本冷却器为三角形排列的管束。（式中801为壳程的管子总数） B折流板间距 B=0.2m D壳体内径 D=1m u0按壳程流通截面积为来计算所得到的壳程流速。F管子排列形式对压力降的校正因素，本冷却器为三角形排列F=0.5f0壳程流体摩擦因素当Re0500时，壳程Re0的求取，5

40、00=5448N/m2（7） 换热总系数K 管内传热膜系数10000式中，VC气体的比热 查得=0.88KJ/kg VC气体黏度 查得=108p VC气体导热系数=0.7Pr=1.22160管长和管径之比50对于气体可用下式计算传热膜系数即，式中，d管子内径 VC气体导热系数 n=0.3（流体被冷却）= 管外传热膜系数蕾诺数8式中，当量直径（m）其中 t=0.032m d0=0.025m=0.02m流速（m/s），管外流速可根据流体流过的最大截面积S计算，S=其中，h=0.2m（折流板间间距） D=1m（冷却器壳径） D0=0.025m（管外径）l=0.032（管间距） S=0.2×

41、1×（1-0.025/0.032）=0.04375m2 冷媒密度 =1168kg/m3 冷媒黏度 =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8，可知当Re=1041时： 取 则 即， 冷却器传热总系数K式中，= = 管内侧污垢热阻 = 管外侧污垢热阻 = b管壁厚度 b=0.025m 管壁导热系数 =162.54可kJ/ =56.45kJ/和估算的总导热系数63KJ/相差不多（8） 计算传热面积式中，Q传热量 Q=2857593.8kJ/ K总传热系数 K=56.4556.45kJ/ 对数平均温度差 =24F=这个换热面积和热量衡算中估算的567.2m2相差的不是很

42、多，所选的换热面积为740m2，保险系数=14%，所以，所选的冷却器符合工艺设计的要求。4.2 固碱干燥器选型计算 4.2.1 固碱干燥器基本规格选定根据前述的物料衡算和热量衡算有：传热面积F=26.4m2，经查阅相关资料，以及前人的实践经验，又适当参考生产上的某些不稳定性因素和放大一些余量，我们选定的固碱干燥器的基本规格为：1200 63004.2.2 固碱干燥器结构尺寸图 图4-2 固碱干燥器结构示意图工艺接管规格表如下：表4-2 固碱干燥器工艺接管表符号接管规格法兰密封面形式用途aPN6,DN250平面VC气相入口bPN6,DN250平面VC气相出口cPN6,DN500平面人空dPN6,DN50平面排液碱口ePN6,DN25平面60热水进口fPN6,DN25平面60热水出口g平面液面计开口hPN6,DN25平面-5冷水溶液进口iPN6,DN25平面-5冷水溶液出口jPN6,DN50平面-5冷水溶液进口kPN6,DN50平面-5冷水溶液出口4.2.3 传热面积的校核夹套换热面积F1= 盘管所盘圆的直径D=400mm，盘管与圈之间距离l=250mm，管子规格32（不锈钢管共13圈，直管供热面积F=设计总供热面积F=F1+F2=13.6+2.1=15.7m2因为设计供热面积F=15.7m2<26.4