甲醇冷凝冷却器的设计
常压塔冷凝器设计

HEBEI HUAGONG
Vol.34, No.3 Ma r. 2 0 1 1
煤化工
常压塔冷凝器设计
刘天阳, 杨云霞, 王永占
(河北正元化工工程设计有限公司, 河北 石家庄 050061)
摘
要: 甲醇精馏装置是甲醇生产的重要后处理装置。简述了甲醇三塔精馏工艺原理和工艺流程, 通过对常压塔冷
2 2 4( 3 t 2) - 0.025 × π 4 × ( 3 × 0.0322 - 0.025 × π ) 2 4 2 4 de= = 0.025π 0.025 × π =0.020 2 (m) d e u e ρ甲醇 0.020 2 × 0.085 1 × 796 Reo= = =2 277.53 μ甲醇 0.65 × 10-3
甲醇为基本有机化工原料,用于生产多种产 品。有些产品生产中需要高纯度的甲醇原料, 以免 影响产品的纯度和产品的性能,所以粗醇必须提纯。 甲醇精馏就是利用粗醇中各组分挥发能力的 差异,通过液相和气相的回流,使气、 液两相逆向多 级接触,在热能驱动和相平衡关系的约束下,使得易 挥发组分不断从液相往气相中转移,而难挥发组分 却由气相向液相中迁移,使混合物得到不断分离的 过程 。
2
u
2 =0.5×0.87×29.3×(14+1)× 796 × 0.070 =369.60(Pa) 2 2 2B ) ρ甲醇u 0 △P' 2 =NB(3.5D 2 2 2 × 0.2 =14×(3.5)× 796 × 0.070 =83.78( Pa) 1.0 2 △P'=(△P'+△ P' 1 2 )fs=(369.60+83.78)×1.15
经过模拟发现,当加压塔的采出与常压塔的采
甲醇冷凝冷却器的设计

甲醇冷凝冷却器的设计甲醇冷凝冷却器是一种用于回收甲醇的设备,其设计的主要考虑因素包括媒介物流动性、换热效率、材料选择和工艺安全等。
本文将从以上几个方面详细介绍甲醇冷凝冷却器的设计要点。
一、媒介物流动性媒介物的流动性是甲醇冷凝冷却器设计的关键因素之一。
合理的管道布局和设计不仅可以提升流动性,还能使换热效率达到最大值。
在设计当中,应选择外径和厚度合适的管道以保证流速稳定和流动阻力尽可能小。
此外,为了防止管道堵塞或管路断裂,还要考虑并合理选择过滤器、安装支架以及结合设备的清洗周期等因素。
二、换热效率甲醇冷凝冷却器的换热效率对于甲醇回收成本的影响非常大。
同时,换热效率的高低也会影响设备的使用寿命。
因此,在设计甲醇冷凝冷却器时,应从以下几个方面着手提升换热效率:1、管道的散热面积:在设计时应考虑增加管道散热面积,增强甲醇在冷凝过程中的散热。
2、冷却介质的选择:冷却介质的热传导性能要好于甲醇才能达到最佳的换热效果。
常用的冷却介质有水、乙二醇、丙二醇等。
3、管道布局:管道直径、管道长度、管道的弯曲程度对换热效率有重要影响,应根据实际情况进行科学合理的设计。
三、材料选择四、工艺安全甲醇冷凝冷却器的工艺安全至关重要。
应根据设备使用的实际条件、环境,设置安全阀、液位计、温度计等防护装置。
在使用中要定期维护、检测设备,避免机械结构损坏,管道泄漏等安全事故的发生。
五、装置的安装与维护甲醇冷凝冷却器的安装和维护对于提高换热效率和延长使用寿命都至关重要。
在安装中,应确保管道的装配正确,以及管道与设备的密封性。
同时,在日常使用和维护中,也应按照规定周期进行定期检测,并进行适当的清洁和维护,避免任何影响换热效率和安全性的因素的存在。
综上所述,甲醇冷凝冷却器设计的要点主要包括媒介物流动性、换热效率、材料选择和工艺安全等方面。
在实际设计中,应根据设备使用的实际条件,结合技术经验,综合考虑以上因素,做出最佳的设计方案,以确保甲醇回收效果的最大化。
甲醇冷凝器设计计算

甲醇冷凝器设计计算在甲醇生产过程中,甲醇冷凝器是一个非常重要的设备。
它的主要功能是冷却甲醇蒸汽,使其凝结成液体。
在设计和计算甲醇冷凝器时,需要考虑一些关键参数,如冷却介质的温度、流量以及甲醇蒸汽的压力等。
下面将详细介绍甲醇冷凝器的设计计算过程。
首先,需要确定甲醇冷凝器的工作条件。
这包括甲醇蒸汽的进口温度和压力,以及冷却介质的出口温度和流量。
在这里,我们假设甲醇蒸汽的进口温度为110℃,压力为0.5MPa,冷却介质的出口温度为30℃,流量为5t/h。
接下来,需要根据冷却介质的温度和流量,以及甲醇蒸汽的压力,计算出甲醇冷凝器的冷却面积。
这可以通过以下公式计算:Q = U × A × ΔTlm其中,Q为传热量,U为传热系数,A为冷却面积,ΔTlm为对数平均温差。
传热系数U可以通过经验公式进行估算,如Dittus-Boelter公式:Nu=0.023×Re^0.8×Pr^0.33其中,Nu为努塞尔数,Re为雷诺数,Pr为普朗特数。
雷诺数和普朗特数可通过以下公式计算:Re=ρ×v×Dh/μPr=μ×Cp/k其中,ρ为流体密度,v为流体速度,Dh为流动直径,μ为动力粘度,Cp为恒压比热容,k为热导率。
此外,对数平均温差ΔTlm可以通过以下公式计算:ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 / ΔT2)其中,ΔT1为冷却介质的进口温度与甲醇蒸汽的出口温度之差,ΔT2为冷却介质的出口温度与甲醇蒸汽的进口温度之差。
利用以上公式,可以计算出甲醇冷凝器的冷却面积A。
根据具体参数,可以得出甲醇冷凝器的冷却面积为100m²。
最后,需要根据甲醇冷凝器的冷却面积和其他设计要求,选择合适的设备型号和尺寸。
这包括选择合适的换热管和冷却塔等设备,以及确定其数量和尺寸。
需要注意的是,以上只是甲醇冷凝器设计计算的基本步骤和方法。
实际的设计过程中,还需要考虑到具体工艺要求、安全性和经济性等因素。
化工原理-甲醇冷却器设计..

设计题目:甲醇冷凝冷却器的设计系别专业:学生姓名: 学号:起迄日期: 2015年06 月 03日~ 2015年06 月 13 日指导教师:化工原理课程设计任务书化工原理课程设计任务书课程设计说明书设计名称化工原理课程设计2015 年 6 月 3 日化工原理课程设计说明书目录(一)课程设计的任务和要求:设计方案 (1)(二)对课程设计成果的要求:图表 (2)(三)主要参考文献 (2)(四)课程设计工作计划进度 (2)(五)设计计算过程……………………………………………5~11(六)计算结果列表 (12)1、设计题目甲醇冷凝冷却器的设计2、设计任务及操作条件处理能力10600kg/h甲醇。
设备形式列管式换热器操作条件①甲醇:入口温度64℃,出口温度50℃,压力为常压。
②冷却介质:循环水,入口温度30℃,出口温度40℃,压力为0.3MPa。
③允许压降:不大于105 Pa。
④每年按330天计,每天24小时连续运作。
3、设计要求选择适宜的列管式换热器并进行核算。
设计方案1.确定设计方案(1)选择换热器的类型两流体温度变化情况:热流体进口温度64℃,出口温度50℃冷流体。
冷流体进口温度30℃,出口温度40℃。
从两流体温度来看,换热器的管壁温度和壳体壁温之差不会很大,因此初步确定选用列管式换热器。
(2)流动空间及流速的确定由于循环冷却水易结垢,为便于清洗,应使冷却水走管程,甲醇走壳程。
另外,这样的选择可以使甲醇通过壳体壁面向空气中散热,提高冷却效果。
同时,在此选择逆流。
选用φ25mm×2.5mm的碳钢管,管内流速取u i = 0.5m/s。
2、确定物性数据定性温度:可取流体进出口温度的平均值。
壳程甲醇的定性温度为:管程循环水的定性温度为:根据定性温度,分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
甲醇在57℃下的有关物性数据如下:密度ρo=755.77 kg/m3定压比热容c p o=2.629kJ/(kg·℃)导热系数λo=0.1919W/(m·℃)粘度μo=0.00039 Pa·s循环水在35℃下的物性数据:密度ρi=994kg/m3定压比热容c p i=4.08 kJ/(kg·℃)导热系数λi=0.626 W/(m·℃)粘度μi=0.000725 Pa·s3.计算总传热系数(1)热流量(2)平均传热温差(3)冷却水用量(4)总传热系数K①管程传热系数(⋅=m/2.2733W2733.2W/(m2·℃)②壳程传热系数假设壳程的传热系数αo = 800 W/(m2·℃);污垢热阻为R si = 0.000344 m2·℃/WR so = 0.000172 m2·℃/W管壁的导热系数λ=45 W/(m·℃)③总传热系数K=423W/(m2·℃)4、计算传热面积考虑15%的面积裕度,S=1.15×S'=1.15×11.69=13.44m25、工艺结构尺寸(1)管径和管内流速及管长选用ϕ25mm×2.5mm传热管(碳钢),取管内流速u i =0.5m/s(2)管程数和传热管数依据传热管内径和流速确定单程传热管数按单程管计算,所需传热管长度为按单程管设计,传热管过长,宜采用多管程结构。
分离甲醇水溶液的精馏系统设计冷凝器的工艺设计

理工大学化工课程设计说明书作者:学号:学院(系):化工学院专业:化学工程与工艺题目:分离甲醇水溶液的精馏系统设计——回流系统的设计指导者:评阅者:年月化工课程设计任务书一、设计题目分离甲醇水溶液的精馏系统设计——回流系统的设计二、设计任务1、精馏系统处理能力:4500kg/h;2、精馏系统进料组成:甲醇含量28%(质量,下同),温度为25℃;3、精馏系统工艺要求:甲醇回收率为97.5%,塔底甲醇含量为1%;4、精馏塔操作条件:常压;三、设计内容1、回流系统工艺设计条件的确定;2、回流系统的工艺设计;3、冷凝器的设结构设计;4、冷凝器的强的设计;四、设计要求1、设计说明书一份;2、设计图纸:a、精馏系统工艺流程图一张(采用AutoCAD绘制);b、回流系统主要设备总装配图一张(A1);3、答辩。
五、设计完成时间2007.9.3~2007.9.28目录第一章冷凝器的工艺设计 (1)1.1设计任务和操作条件 (1)1.2设计方案的确定 (1)1.3确定物性数据 (1)1.4计算传热面积 (2)1.4.1计算冷凝器的热负荷 (2)1.4.2计算平均温差Δt m (3)1.4.3假定传热系数 (5)1.4.4计算传热面积 (5)1.5工艺结构尺寸 (5)1.6换热器核算 (8)1.7阻力计算 (10)1.8工艺设计汇总表 (13)第二章冷凝器结构及强度设计2.1壳体、管箱壳体和封头的计算 (14)2.1.1壳体管箱的设计 (14)2.1.2封头的设计 (14)2.1.3封头的强度计算 (14)2.1.4筒体的强度计算 (15)2.2进出口的设计 (16)2.2.1接管外伸长度 (16)2.2.2接管最小位置 (16)2.2.3接管与筒体、管箱壳体的连接 (17)2.1.4筒体的强度计算 (18)2.3管板 (18)2.3.1管板的结构 (18)2.3.2管板的尺寸 (18)2.3.3固定管板的强度计算 (19)2.4换热管 (21)2.5法兰的选定 (23)2.5.1管板法兰盖的选定 (23)2.5.2接管法兰的选定 (24)2.6管子与管板的连接 (25)2.7膨胀节 (25)2.8折流板 (25)2.9拉杆、定距管 (26)2.10鞍式支座的选择 (27)2.11分程隔板 (28)2.12防冲挡板 (28)2.13泵的选择 (29)2.14主要零部件汇总表 (30)心得体会 (31)参考文献 (32)第一章再沸器设计任务书一,设计题目分离甲醇水溶液的精馏系统设计——再沸器的设计二,设计任务1)精馏系统的处理能力:4500kg/h;2)精馏系统的进料的组成:甲醇含量28%(质量,下同),温度为25℃;3)精馏系统的工艺要求:甲醇的回收率为97 .5,塔底甲醇含量1%;4)精馏塔操作条件:常压三,设计内容1)再沸器工艺条件的确定2)再沸器的工艺设计3)再沸器的结构设计4)再沸器的强度设计四,设计要求1)设计说明书一份2)设计图纸:a.精馏系统工艺流程图一张(采用AutoCAD绘制)b.再沸器总装配图一张(AI)3)答辩五设计完成时间2007.9.3——2007.9.28第二章再沸器的设计工艺2.1.1塔釜物料基本数据精馏塔计算结果有塔釜釜液的数据:塔釜的组成与流量:Xw=0.565%(摩尔分数)气相摩尔流量= 136(kmol/h)气相体积流量= 4062.27(m3/h)塔釜的温度:=99.86℃塔底气相温度:twv=99.24℃塔底液相温度:twL塔釜的压强:精馏段每块塔板压降398.4pa 塔板数:18提馏段每块塔板压降417.37pa 塔板数:10设塔顶的表压为2000Pa.则塔釜压强(表压):p=2000+398.4×18+417.37×10=13344.9(pa)由于塔底气相,液相的温度相差不是很大,故在设计的时候可以看成他们的温度相同,为了计算的方便以及物性常数的查找,在设计的时候我们选取的温度为100℃。
化工原理甲醇冷凝器的设计

化工原理甲醇冷凝器的设计
甲醇冷凝器的设计是为了将甲醇蒸气冷凝成液体形式,以便进一步进行分离、提纯或者回收利用。
以下是甲醇冷凝器设计的一般步骤和要点:
1. 确定甲醇蒸气的冷凝温度和压力:根据工艺要求和操作条件,确定甲醇蒸气的冷凝温度和压力,通常根据甲醇蒸气的饱和蒸气压和冷凝器的设计温度确定。
2. 选择冷凝器类型:根据工艺要求和操作条件,选择合适的冷凝器类型,常见的有管壳式冷凝器、板式冷凝器、螺旋板式冷凝器等。
根据具体情况选择合适的冷凝器结构,例如在腐蚀性环境中选择耐腐蚀材料的冷凝器。
3. 计算冷凝器传热面积:根据甲醇蒸气的质量流量和冷凝温度差,计算出冷凝器需要的传热面积。
传热面积可以根据传热系数和传热温差来计算,也可以从经验或类似设备中获取。
4. 确定冷凝介质:根据甲醇蒸气和冷凝器结构的材料特性,选择合适的冷凝介质。
常用的冷凝介质有水、空气、冷冻液等,根据经济性和操作要求选择合适的介质。
5. 确定冷凝器布置和结构:根据具体情况,确定冷凝器的布置方式和结构,并进行细节设计。
例如冷凝管的排列方式、管道的布置、冷凝器与其他设备的连接方式等。
6. 考虑安全性和可靠性:在设计过程中,要考虑冷凝器的安全性和可靠性。
例如选择合适的安全阀和压力表,考虑冷凝器的排水和清洗等问题。
7. 进行性能计算和优化:完成初步设计后,进行性能计算和优化。
根据计算结果调整设计参数,以达到最佳的冷凝效果和经济性。
以上是甲醇冷凝器设计的一般步骤和要点,具体的设计还需要根据具体的工艺要求、操作条件和设备参数等因素进行详细的计算和分析。
甲醇冷凝冷却器的设计

甲醇冷凝冷却器的设计1. 引言甲醇冷凝冷却器是一种常见的热交换设备,用于将高温甲醇气体冷却并转化为液体。
其设计的合理与否直接影响到甲醇生产过程的效率和能源利用率。
本文将对甲醇冷凝冷却器的设计进行探讨,并提出一些优化建议。
2. 设计原理甲醇冷凝冷却器的设计基于热传导和传热原理。
当高温甲醇气体进入冷凝冷却器时,通过与冷却介质(如水或空气)之间的热交换,使甲醇气体所含的热量转移到冷却介质中,从而使甲醇气体冷却并凝结成液体。
3. 设计要素甲醇冷凝冷却器的设计需要考虑以下要素:(1) 冷却介质的选择:冷却介质的选择应根据具体的工艺要求和环境条件来确定。
水是常用的冷却介质,具有良好的冷却效果和热传导性能。
但在水资源匮乏或恶劣环境下,可以考虑使用空气或其他低温液体作为冷却介质。
(2) 冷凝管道的设计:冷凝管道是甲醇冷却冷凝的关键组成部分。
其设计应考虑到甲醇气体的流量、压力和温度等参数,以及冷却介质的流量和温度。
通过合理的管道布局和尺寸选择,可以达到最佳的热传导效果。
(3) 散热面积的确定:散热面积是冷凝冷却器的重要参数,直接影响到冷却效果。
根据甲醇气体的热量和冷却介质的传热系数,可以计算出所需的散热面积。
在实际设计中,应根据经验和实际情况进行合理的取舍。
(4) 设计材料的选择:甲醇冷凝冷却器需要选择耐腐蚀、导热性能好的材料。
常用的材料有不锈钢、铜、铝等。
根据实际情况和经济性考虑,选择合适的材料可以提高设备的使用寿命和效率。
4. 设计优化为了提高甲醇冷凝冷却器的效率和能源利用率,可以考虑以下优化措施:(1) 采用多级冷凝:多级冷凝是指将冷却介质分成多个级别,依次与甲醇气体进行热交换。
这样可以充分利用冷却介质的温度梯度,提高冷却效果。
(2) 优化冷却介质流动方式:合理的冷却介质流动方式可以增加冷却介质与甲醇气体之间的接触面积,提高传热效率。
例如,可以采用交叉流或逆流方式,增加流体之间的对流传热。
(3) 加强冷凝管道的换热效果:通过增加冷凝管道的长度和表面积,可以增加甲醇气体与冷却介质之间的接触时间和接触面积,提高换热效果。
生产能力为4200Nm3h甲醇制氢生产装置设计冷凝器设计说明

机械与动力工程学院过程装备与控制工程专业课程设计设计题目:生产能力为4200m³/h 甲醇制氢生产装置设计设计人:邱宏伟指导教师:班级:过程装备与控制工程07班组号: 7(21)设计时间: 2016年12月20日—2017年1月14日前言氢气是一种重要的工业用品,它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门,由于使用要求的不同,这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种类和含量也有着不同的要求。
近年来随着中国改革开放的进程,随着大量高精产品的投产,对高纯氢气的需求量正在逐渐扩大。
烃类水蒸气转化制氢气是目前世界上应用最普遍的制氢方法,是由巴登苯胺公司发明并加以利用,英国ICI公司首先实现工业化。
这种制氢方法工作压力为2.0-4.0MPa,原料适用围为天然气至干点小于215.6℃的石脑油。
近年来,由于转化制氢炉型的不断改进。
转化气提纯工艺的不断更新,烃类水蒸气转化制氢工艺成为目前生产氢气最经济可靠的途径。
甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标,受到许多国家的重视。
它具有以下的特点:1、与大规模天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢比较,投资省,能耗低。
2、与电解水制氢相比,单位氢气成本较低。
3、所用原料甲醇易得,运输储存方便。
而且由于所用的原料甲醇纯度高,不需要在净化处理,反应条件温和,流程简单,故易于操作。
4、可以做成组装式或可移动式的装置,操作方便,搬运灵活。
摘要本次课程设计是设计生产能力为4200m3/h甲醇制氢生产装置。
在设计中要经过工艺设计计算,典型设备的工艺计算和结构设计,管道设计,单参数单回路的自动控制设计,机器选型和技术经济评价等各个环节的基本训练。
在设计过程中综合应用所学的多种专业知识和专业基础知识,同时获得一次工程设计时间的实际训练。
课程设计的知识领域包括化工原理、过程装备设计、过程机械、过程装备控制技术及应用、过程装备成套技术等课程。
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化工单元操作课程设计目录一、设计任务书 (2)二、设计方案 (3)1、确定设计方案 (3)2、确定物性数据 (3)3、计算总传热系数 (4)4、计算传热面积 (5)5、工艺结构尺寸 (5)6、换热器核算 (7)设计任务书1、设计题目甲醇冷凝冷却器的设计2、设计任务及操作条件(1)处理能力11000 kg/h甲醇。
(2)设备形式列管式换热器(3)操作条件①甲醇:入口温度64℃,出口温度50℃,压力为常压。
②冷却介质:循环水,入口温度30℃,出口温度40℃,压力为0.3MPa。
③允许压降:不大于105 Pa。
④每年按330天计,每天24小时连续运作。
3、设计要求选择适宜的列管式换热器并进行核算。
设计方案1.确定设计方案(1)选择换热器的类型两流体温度变化情况:热流体进口温度64℃,出口温度50℃冷流体。
冷流体进口温度30℃,出口温度40℃。
从两流体温度来看,换热器的管壁温度和壳体壁温之差不会很大,因此初步确定选用列管式换热器。
(2)流动空间及流速的确定由于循环冷却水易结垢,为便于清洗,应使冷却水走管程,甲醇走壳程。
另外,这样的选择可以使甲醇通过壳体壁面向空气中散热,提高冷却效果。
同时,在此选择逆流。
选用φ25mm ×2.5mm 的碳钢管,管内流速取u i = 0.6 m/s 。
2、确定物性数据定性温度:可取流体进出口温度的平均值。
壳程甲醇的定性温度为:6450572+T ==℃管程循环水的定性温度为:℃=+=3524030t 根据定性温度,分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
甲醇在57℃下的有关物性数据如下:密度ρo=755.77 kg/m3定压比热容c p o=2.629kJ/(kg·℃)导热系数λo=0.1919W/(m·℃)粘度μo=0.00039 Pa·s循环水在35℃下的物性数据:密度ρi=994kg/m3定压比热容c p i=4.08 kJ/(kg·℃)导热系数λi=0.626 W/(m·℃)粘度μi=0.000725 Pa·s3.计算总传热系数(1)热流量Q0=w o c po△t0=×2.629×103×(64-50)= 112463 w (2)平均传热温差△t m′= = = 21.9 ℃(3)冷却水用量W i=== kg/h(4)总传热系数K ①管程传热系数R e===16452.44.0ii pi 8.0i i i i i i i c p u d d 023.0)()(λμμλα==0.023××16452.40.8×()0.4= 3162.5 W/(m 2·℃)②壳程传热系数假设壳程的传热系数αo = 800 W/(m 2·℃); 污垢热阻为R si = 0.000344 m 2·℃/W R so = 0.000172 m 2·℃/W 管壁的导热系数λ=45 W/(m ·℃) ③总传热系数Koso m o i o i i i o 1d bd d d d d 1αλα++++R R K ===433.1W/(m 2·℃) 4、计算传热面积s ′===11.86 m2考虑15%的面积裕度,S=1.15×S'=1.15×11.86=13.64 m 2 5、工艺结构尺寸(1)管径和管内流速及管长选用ϕ25mm ×2.5mm 传热管(碳钢),取管内流速u i =0.6 m/s (2)管程数和传热管数依据传热管内径和流速确定单程传热管数N s === 15 根按单程管计算,所需传热管长度为L === 11.6 m按单程管设计,传热管过长,宜采用多管程结构。
若取传热管长L =4m ,换热器管程数为2,则n s=== 44 根每程管数为= 22根管内流速U i ===0.40 m/s(3)平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数12216450 1.44030R t t T -T -===-- 211140300.296430t t P t --===T -- 按单壳程、双管程结构查温差校正系数图表。
可得t 0.94ϕ∆=平均传热温差'm t t 0.9421.920.6m t ϕ∆∆=⋅∆=⨯=℃(4)传热管排列和分程方法采用组合排列法,即每程内均按正三角形排列,隔板两侧采用正方形排列。
取管心距t=1.25 d 0,则t=1.25×25=31.25≈32mm 横过管束中心线的管数n c=1.19=1.19* = 8根(5)壳体内径采用双管程结构,取管板利用率η=0.7,则壳体内径为D=1.05t =1.05*32*=266.4 mm圆整可取D =300mm (6)折流档板采用弓形折流板,取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的33.3%,则切去的圆缺高度为h =33.3%×300=100mm 取折流板间距B =0.5D ,则B=0.5×300=150mm折流板数为N B= -1 = -1 =26 块折流挡板圆缺面水平装配。
(7)接管①壳程流体进出口接管取接管内甲醇流速为u1=3.5m/s,则接管内径为d1=== 0.03836 m圆整后可取内径为40mm。
②管程流体进出口接管取接管内循环水流速u2=1.2 m/s,则接管内径为d2===0.05426 m 圆整后可取内径为60mm。
6.换热器核算(1)热量核算①壳程对流传热系数对圆缺形折流板,可采用克恩公式10.550.143o o e w 0.36e r d o R P λμαμ=() 当量直径,由正三角形排列得222233 3.144()4(0.0320.025)24240.020m 3.140.025o e o t d d d ππ-⨯⨯-⨯===⨯ 壳程流通截面积2o o d 0.02510.150.310.009844m t 0.032S BD =-=⨯⨯-=()() 壳程甲醇流速及其雷诺数分别为u 0 === 0.41 m/sR e=== 15891普兰特准数302.629100.00039r 5.30.1919po o o c P μλ⨯⨯=== 粘度校正 114.0w≈)(μμ ɑ0=0.36**158910.55*5.31/3*1=1231 W (m 2.℃)②管程对流传热系数当R e i >10000,60i L d >时可采用0.80.40.023e r i i i i i R P d λα= 管程流通截面积S i =2()=*0.022*=0.00628 m 2 管程循环水流速及其雷诺数分别为u i ===0.44 m/sR e=== 12065普兰特准数= 0.023=2468.5 W/(m 2·℃)③传热系数K oso m o i o i i i o 1d bd d d d d 1αλα++++R R K = ==504.4 W/(m 2·℃)④传热面积SS === 10.8 m 2该换热器的实际传热面积S pS p =πL=3.14*0.025*(4-0.06)*(44-8)=11.13 m2 该换热器的面积裕度为H =*100%==3.05%传热面积裕度合适,该换热器能够完成生产任务。
(2)换热器内流体的压力降①管程流动阻力122212()=1.4=1=222i t s pt s p i i i i i i p p p F N N F N N u u L p p d ρρλξ∆=∆+∆∆=∆=∑其中,,, 由R e =12065,传热管相对粗糙度=,查莫狄图得λi =0.029 W/m ·℃,流速u i =0.44m/s ,ρ=994 kg/m 3,所以=588.1 pa= 288.7 pa管程的总压力降为管程压力降在允许范围之内。
②壳程压力降''121 1.15o t s s t P P P F N N F ∆=∆+∆==∑()其中,流体流经管束的阻力ƒ0=5*Re -0.228=5*15891-0.228=0.55n c =6 N B =39 u 0=0.41 m/s△p 1ˊ=0.5*0.55*8*(26+1)*=3773.2 pa 流体流过折流板缺口的阻力△p 2ˊ=N B (3.5-)=26*(3.5-)*=4129 pa壳程总压力降= (3773.2+4129)*1.15*1=9.09<pa 壳程压力降也在允许压力降范围内。
经上述计算和核算,可知所选工艺参数符合条件,即设计的换热器能满足生产要求。