《化工原理》课程设计报告-真空蒸发制盐系统卤水分效预热器设计

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1、天津大学2011级本科生《化工原理》课程设计报告设计题目：真空蒸发制盐系统卤水分效预热器设计班级：姓名:学号：指导教师：日期：29天津大学2011级本科生《化工原理》课程设计报告任务设计书1、设计题目：真空蒸发制盐系统卤水分效预热器设计2、蒸发系统流程及有关条件见附图。3、系统生产能力：80万吨/年。4、有效生产时间：300天/年。5、设计内容：3效预热器（组）第3台预热器的设计6、卤水分效预热器采用单管程固定管板式列管换热器，试根据附图中卤水预热的温度要求对预热器（组）进行设计。7、卤水为易结垢工质，卤水流速不得低于

2、0.5m/s。29天津大学2011级本科生《化工原理》课程设计报告附图接真空泵盐浆去脱水干燥系统板式换热器循环下水来自热电站的生蒸汽389kPa冷凝水循环上水冷凝水冷凝水冷凝水盐浆盐浆盐浆28%V26%V24%V22%V55℃61℃83℃105℃精制卤水V198.6kPa84.5kPa30.0kPa9.6kPaIIIIIIIV卤水分效预热系统35℃I效预热器（组）II效预热器（组）III效预热器（组）29天津大学2011级本科生《化工原理》课程设计报告目录前言…………………………………………………………………5设计简介

3、列管式换热器的简介设计条件说明…………………………………………………………6设计结果概要………………………………………………………7换热器主要部件的工艺计算………………………………………8相关的物性数据表…………………………………………………………………8设计任务相关换算…………………………………………………………………8换热器的热负荷计算………………………………………………………………9换热器主要构件尺寸与接管尺寸的确定…………………………19换热器主要结构尺寸和设计结果…………………………………26设计评述…………

4、…………………………………………………26符号说明……………………………………………………………27文献参考……………………………………………………………2929天津大学2011级本科生《化工原理》课程设计报告前言一、设计简介：目前全国的食盐里面，海盐占的比例在逐年下降，大家平时吃的大部分都是井矿盐，我国和世界大多数氯化钠的生产都采用水采工艺制得人工卤水，所谓人工卤水，乃是人为地将水加入固体盐或地下固体盐矿床中，使其溶解为含氯化钠较高的卤水，称为人工卤水。卤水经预处理后再用真空蒸发制成盐。真空蒸发制盐：根据卤水沸点随压

5、力减低而下降的规律，在压力递减的多效蒸发罐组中，用生蒸汽（新鲜蒸汽）加热一效罐的卤水，使之沸腾蒸发，产生二次蒸汽用作次效罐的热源，并按所设效数依次传递，多次利用二次蒸汽，使各效罐的卤水蒸发析盐。蒸发操作的节能方法有一种就是分效预热。于是我们想用换热器来对每一效的卤水进行预热。通过换热器的分效预热，可以大大降低工厂的能耗。固定管板式换热器简介　　这类换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能机械清洗。此种换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一

6、系列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。因此，当管壁与壳壁温差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以至管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。为了克服温差应力必须有温差补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。但补偿装置（膨胀节）只能用在壳壁与管壁温差低于60～70℃和壳程流体压强不高的情况。一般壳程压强超过0.6Mpa时由于补偿圈过厚，难以伸缩，失去温差补偿的作用，就应考虑其他结构。固定管板式换热器主要

7、有外壳、管板、管束、顶盖（又称封头）等部件构成。在圆形外壳内，装入平行管束，管束两端用焊接或胀接的方法固定在管板上，两块管板与外管直接焊接，装有进口或出口管的顶盖用螺栓与外壳两端法兰相连。它的特点是结构简单，没有壳侧密封连接，相同的壳体内径排管最多，在有折流板的流动中旁路最小，管程可以分成任何管程数，因两个管板由管子互相支撑，故在各种管壳式换热器中它的管板最薄，造价最低，因而得到广泛应用。这种换热器的缺点是：壳程清洗困难，有温差应力存在。当冷热两种流体的平均温差较大，或壳体和传热管材料膨胀系数相差较大，热应力超过材料的

8、许用应力时，在壳体上需设膨胀节，由于膨胀节强度的限制，壳程压力不能太高。这种换热器适用于两种介质温差不大，或温差较大但壳程压力不高，及壳程介质清洁，不易结垢的场合。29天津大学2011级本科生《化工原理》课程设计报告二、设计条件说明1、我们小组设计第三效，分三个换热器完成任务，每个换热器的温度差为2°C。2、换热器类型选择：(1)