发布时间 : 星期日 文章第八章 氨的蒸馏与回收更新完毕开始阅读
大型水箱的有效换热部分长×宽：2500mm×2500mm，箱高1350mm，传热管外径/内径为56mm/44mm，有效长度2500mm，根数312根/箱，传热面积120.7m2/箱，管间净距32mm，液体行程8程。大型水箱除了冷流体分配室两头盖子可以歇落外，水箱体侧板，在必要时也可卸落，使管外长年结的疤垢及推积物也能进行清理。
冷却箱式冷凝器的优点是气路净截面积大，流体阻力较小，对蒸吸氨操作都是有利的，由此而来操作较平稳，温度调节的灵敏度适中，不过敏，所以运行安全可靠。可以按不同温差梯度分级进不同冷流体，进行换热，便于热量回收。它的缺点是热性能差，总传热系数仅在174.5W/（m2.K）左右，需要近1500m2/塔传热面积。因气液介质有较强的腐蚀性，冷却水箱选用铸铁制造，设备重量很大，使建筑物负荷加重。大、中修工作量也很繁重。为了强化传热，需要加大间壁温差△Tm,缩小水的进出温差△T，所以冷却水耗量较大。 （二）钛平板式冷凝器
钛平板式冷凝器是由一组波纹状传热板片，固定在前后端板之间，以紧固螺栓将板片组夹紧而成。在板式冷凝器中，气体通过气侧通道要求更低的压降和冷凝液容易流淌，迅速离开传热表面。以保持较高的传热膜系数。
传热板片的大小，板片数和流程组合有多种多样型号，随负荷量、物料性质及操作条件而异，在蒸氨冷凝液中所用的，是单程的。冷热流体流向是逆流的。以便尽量降低气体通道的流阻，并获得较大的平均间壁温差。 传热板片是这一设备的关键部件，换热器的热性能与流体力学性质均取决于板片的板型结构。这种波纹结构使流体在雷诺准数远小于2320时，流动状态即已转为强烈的湍流，而使传热效率达到很高的程度。密封垫嵌入外缘沟槽，板片组压紧后将通道严格分为奇偶数侧。 主要设备技术特性：
气、液流量：气体Vg 15000-20000m/（h.台） 液体 Vl 100-300m3/h.台 传热能力：Q 12.55-18.8GJ/h.台 压力降：气侧△Pg 4.903-9.807KPa 液侧△Pl 19.6-39.2KPa
总传热系数：K 试验值 2326-3486W/ m.K 操作值 930-1163W/m.K 传热强度K△Tm 30180-37800W/m2 气体进出温度差△T≥ 20℃；
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冷却水进出温度差△t≥ 25℃； 承压能力 0.49MPa 许用温度 ≤150℃ （三）螺旋板式换热器
1、螺旋板式换热器的构造原理、特点：
螺旋板式换热器是一种高效换热器设备,适用汽－汽、汽－液、液－液的对液传热，蒸汽冷凝和液体蒸发传热，可供工业部门生活采暖的热能交换，余热利用回收及积能方面选用。它适用于化学、石油、溶剂、医药、食品、轻工、纺织、冶金、轧钢、焦化等行业。按 结构形式可分为 不可拆式（Ⅰ型）螺旋板式及可拆式（Ⅱ型、Ⅲ型）螺旋 板式换热器。 2、技术特性：
①、本设备工作压力为0.6、1.0、1.6、2.5MPa等四种等级，换热面积有1ｍ2～150ｍ2<特殊规格可另行设计>。
②、材质有碳钢及各种耐酸不锈钢、钛等三种材质制造，碳钢允许工作温度e=0～+200℃，不锈钢有用户自选材质。
③、本设备分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等三种类型，其中Ⅰ型为不可拆分式，Ⅱ、Ⅲ行为可拆式便于清洗。 ④、板宽有0.2～1.2ｍ,通道间距3mm～20mm。 3、设备结构及性能
①、本设备由两张卷制而成，形成了两个均匀的螺旋通道，两种传热介质可进行全逆流流动，大大增强了换热效果，即使两种小温差介质，也能达到理想的换热效果。
②、在壳体上的接管采用切向结构，局部阻力小，由于螺旋通道的曲率是均匀的，液体在设备内流动没有大的转向，总的阻力小，因而可提高设计流速使之具备较高的传热能力。 ⑶、I型不可拆式螺旋板式换热器螺旋通道的端面采用焊接密封，因而具有较高的密封性。 ④、II型可拆式螺旋板换热器结构原理与不可拆式换热器基本相同，但其中一个通道可拆开清洗，特别适用有粘性、有沉淀液体的热交换。
⑤、III型可拆式螺旋板换热器结构原理与不可拆式换热器基本相同，但其两个通道可拆开清洗，适用范围较广。
⑥、螺旋板式换热器按公称压力可分为PN0.6、1.0、1.6、2.5MPa（系指单通道能承受的最大工作压力）。按材质可分为碳素钢和不锈钢。用户可根据实际工艺情况选用。
⑦、单台设备不能满足使用要求时，可以多台组合使用，但组合时必须符合下列规定：并联组合、串联组合、设备和通道间距相同。混合组合：一个通道并联，一个通道串联。
4、螺旋板式换热器的使用特点:
该设备经实践应用是一种高效热交换设备，其特点为：传热效率高；回收低温热能；热损失少；操作稳定；结构可靠；自洁污垢；占地面积小。它是一种高效的换热器，传热系数高，比一般的列管式要高2～3倍，由于里面流体的速度较高，又有惯性离心力的作用，流体中悬浮的颗粒被抛向螺旋通道，对其造成冲刷，所以不宜结构和堵塞，适合处理悬浮液和黏度大的流体；可以完全逆流，可以利用温度较低的热源。并具有造价低，占地面积小，换热效果好等优点。
螺旋板式热交换器目前在石油、化工、冶金、电力中应用较普遍，结构上已开发出可拆和不可拆两种。作为紧凑式热交换器品种之一，它的主要优点是：占地面积较小，安装方便。材料主要有碳钢、不锈钢、钛及其合金，主要用于设计压力小于2.5MPa，温度小于300℃的中、低温位的冷却，化工装置中采用较多，食品、医药中较干净的介质多使用这种热交换器。 螺旋板换热器应用广泛。在中国，中小型合成氨厂的变换热交换器和合成塔下部的热交换器已先后用螺旋板换热器取代管壳式换热器。烧碱厂的电解液加热器和浓碱液的冷却器，采用螺旋板换热器所用的设备费仅为管壳式换热器的1/3。此外,这种换热器用于塔顶冷凝、淬火油冷却、发烟硫酸冷却和脂肪酸冷却等都有良好的效果。这种设备用于蒸汽的冷凝和无相变的对流传热效果最佳，也可用于沸腾传热。 （四）波纹管式换热器
波纹管换热器是二十世纪九十年代末最新研究开发出来的高效节能产品，它的出现使传统的换热技术又进行了一次大的革命。在氨碱法纯碱生产过程中，最常用的换热器有碳化塔、吸收塔、炉气冷凝塔所用的冷却水箱，蒸氨塔所用的钛板换热器和螺旋板换热器，以及氨盐水系统所用的钛板换热器等。在蒸氨系统采用了Ф1100×5059mm的波纹管换热器（换热面积A=240m）来代替原设计的钛板换热器，经过生产实践运行证明，波纹管换热器显示出了其更加优越的节能性能。
1.波纹管换热器的结构特点为：波纹管换热器属于间壁式换热器类中的列管式换热器，它由壳体、管束、管板和封头等几部分组成。在换热器内进行换热的两种流体，一种在管内流动，其行程称为管程；一种在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面为传热面。在壳体内安装有六块或不等的折流挡板，不仅可防止流体短路、增加流体速度，而且还可以迫使流体按规定路经多次错流通过管束，使湍流程度增加。波纹管换热器的列管采用钛材质波纹管，非普通直管，其特点为：
1) 热效率高。由于换热管采用波纹形式，管内流道截面连续不断地突变，造成流体即
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使在流速很低的情况下也始终处于高度湍流状态，难以形成层流，使对流传热的主要热阻被有效地克服，管内外传热被同时强化，因而传热系数很高，一般为直管式的2～3倍。
2) 防垢能力强。由于流道内流体的高度湍流，使流体中的微粒难以沉积结垢，即使有少量垢生成，由于波纹管上存在管壳程温差应力而产生的应变，使具有弹性特征的波纹管曲率发生微观变化，从而使波纹管换热器具有自然防垢和自然除垢的能力。介质在管内外强烈湍流对管壁冲刷强烈，波纹管表面的光滑弧线也能抑制水垢的生成和生长。
3）波纹管属柔性元件，在温差和压差较大的场合下具有自我补偿能力，可大大降低管板和筒体的应力，不易拉脱、泄露。
4）采用优质的钛材料，设备抗腐蚀能力高，设备使用寿命长。 5）体积小，占地面积小，运行维护费用低。
6）独特的完全自由成形工艺，没有强烈形变，无晶间缺陷，应力分布均匀。 2.在正常情况下，波纹管换热器比钛板换热器的换热系数高1.6倍，同时钛波纹管换热器比钛板换热器在结构上更具有优势。
1）波纹管换热器将液体流动全部改为湍流状态，使冷热流体的给热系数提高，从而提高了总的换热系数。
2）钛板换热器要受到污垢热阻的影响，而波纹管换热器将污垢热阻消除为零，从而使波纹管换热器的总换热系数有很大的提高。
3）波纹管换热器和钛板换热器的材质相同，冷热流体的介质也均相同，因此，传热系数的高低只取决于给热系数和热阻问题，提高给热系数和降低热阻是提高换热系数的最有效途径。
总之，波纹管式换热器是一种新型强化传热式高效节能热交换设备，具有传热系数高，体积小，换热量大；不易结垢，使用寿命长；机构紧凑，占地面积小；流动阻力小，动力消耗少，耐热、耐压性能好等特点。它广泛应用于集中供热高层建筑热水供应系统及电力、轻工、化工、炼油等领域。