化工流体传热设计

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1、化工流体传热课程设计班级：化学工程与工艺5班学号：3009207136姓名:吴尧16目录一：设计背景…………………………………………………………3二：设计目的及意义......................................................................................3三：设计内容1.确定流体的流径…………………………………………………42.由物料衡算确定卤水流量………………………………………4-53.假设K值计算传热面积.............................

2、..........................................5-84.确定换热器的台数及工艺结构尺寸……………………………85.核算第一台换热器的总传热系数………………………………8-116.核算压降…………………………………………………………127.确定预热器附件…………………………………………………12-138.设计结果一览表…………………………………………………149.设计评述…………………………………………………………14-1510.主要符号及说明…………………………………………………1511.参考文献………………

3、…………………………………………1616一、设计背景随着现代工业的飞速发展，能源问题愈发严重，人们更多的关心如何能有效地利用有限的资源。而盐作为我们生活中必不可缺的物质，也面临着比较严重的能源问题。所以，我们应该想方设法的更加有效的使用以减少盐的消耗量，使子孙后代能有更多的资源可利用。我国虽然是能源大国，地大物博，但那也是能源总量，而人均能源量则是少得可怜。而在盐的问题上则显得比较明显，部分省市缺盐情况十分的严重。由此可见，我国的能源问题还是值得重视的。而制盐过程的能源消耗比较大，成本比较高，所以我们应该更多的考虑能耗问题，以减小制盐过程的成本，

4、而达到以最小的成本获得最大的收益，响应“节能减排”的号召，使制盐过程更加的节能，更加的科学有效。二、设计目的及意义企业，都是以盈利为根本目的。为了能获取更大的利润，就要使其生产过程所耗的成本最小化。企业要想提高经济效益和社会效益，就必须尽其一切可能的减少能源的消耗，而使生产过程更加的科学有效。而在当今物质匮乏的年代，节能减排已经不知不觉的成为了一种强有力的号召，这种号召已经深入人心。作为耗能较大的企业，必须以身作则，响应这历史的号召。制盐企业，要响应节能减排的号召，提高其社会竞争力。就必须提高其制盐装置的科学有效性，必须提高生产过程中的能源利用率

5、。而蒸汽消耗是制盐过程的主要能源消耗，所以，制盐行业应该考虑如何提高蒸汽的使用效率，降低单位产品的能耗等问题。经过分析，发现在制盐系统中设置卤水分效预热器系统，可以有效地提高制盐过程中二次蒸气的利用率，实现能源的节约。利用二次蒸汽预热卤水，热能前移，减轻末效蒸发强度，同时，提高进入蒸发结晶器的卤水温度，减少热损失。在四效真空蒸发工艺制盐中设置3个二次蒸汽预热，逐效的提高进入蒸发罐的卤水温度，减少温差引起的热损失，以提高蒸发系统的热效率。同时选用管壳式换热器做预热器，因为其结构简单、紧凑、布管多，管内便于清洗、更换，而且造价低，并且将管程设计成单管

6、程，可以降低管程压降，便于清洗。16三、设计内容1.确定流体的流径该设计任务的热流体为饱和蒸汽，冷流体为卤水，卤水为不洁净流体，且其中含有钙离子和硫酸根，易形成微溶于水的硫酸钙而结垢，为便于清洗，选择走管程，饱和蒸汽走壳程，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，一般不需要清洗。2.由物料衡算确定卤水流量60万吨固相NaCl体积为V1=60×104×103kg2200kg∙m-3=272727.3m3由于盐浆能顺畅流动时的固相体积分率为0.6则盐浆中液相体积为V2=V10.6×0.4=181818.2m3设液相为饱和NaCl溶液因为NaCl的溶解度随

7、温度的变化而改变不大，取20℃为盐浆温度，该温度下NaCl溶解度为36.0g，溶液的密度ρ=1.12g∕m3则液相质量为m1=181818.2×1.12×103kg=203636384kg液相中NaCl质量为m2=203636384136×36=5.39×107kg则精制卤水中NaCl质量为60+5.39×107=65.39×107kg卤水流量V总=65.39×107293.76×300×24×3600=0.0859m3∕s35.0℃下，卤水的质量流量为W总=ρV=1180×0.085=101.362kg∕s16进入第三效的预热器的卤水体积流量为

8、Vs=78%V总=0.0859×78%=0.067m3∕s质量流量为Ws=78%W总=101.362×78%=79.06kg∕s3.假设