【正文】 決于換熱管數(shù)、管心距和換熱管的排列方式。t?? 管子排列 傳熱管在管板上的排列有三種基本形式，即正三角形、正四邊形和同心圓排列，本設計換熱管采用正三角形排列。在選取管長時應注意合理利用材料，還要使換熱器具有適宜的的長徑比，列管式換熱管的長徑比可在 425 范圍內(nèi)，一般情況下在 6 10，豎直放置的換熱器，長徑比為 4 6[10]。.℃) 可取 K=100W/(m178。 求平均傳熱溫差 mt 由圖 41 可知 ℃30621???T 302512???tTt 則平均傳熱溫差 ：mt ln21?ttm 確定傳熱系數(shù) K 管科式換熱器的傳熱系數(shù) K 取值范圍如表 41 所示：表 41 管殼式換熱器的 K 值取值范圍表熱流體 冷流體 傳熱系數(shù) K[W/(m2℃)]水 水 8501700輕油 水 340910重油 水 60280氣體 水 17280水蒸氣冷凝 水 14204250水蒸氣冷凝 氣體 30300低沸點烴類蒸氣冷凝 水 4551140水蒸氣冷凝 輕油沸騰 4551020水蒸氣冷凝 重油沸騰 140425 得 K=30300W/(m178。 　　以煤為原料制取碳分子篩的方法有碳化法、氣體活化法、碳沉積法和浸漬法。因而它用途遍及水處理、脫色、氣體吸附等各個方面。由于它的毛細孔通道表面具有較高的活性，故又稱活性氧化鋁。用于濾除毒氣，精煉石油和植物油，防止病毒和霉菌，回收天然氣中的汽油以及食18 / 48糖和其他帶色物質(zhì)脫色等。主要特點是借外強制料液呈膜狀流動，可適用于高粘度、易結(jié)晶、易結(jié)垢的濃溶液蒸發(fā)。它們均由加熱室，流動通道，氣液分離空間者三部分組成，常用的蒸發(fā)器又以下幾種： 循環(huán)型蒸發(fā)器 (1) 垂直短管式 加熱室由垂直列管組成，管外加熱。17 / 48通常支撐板有篩板和各種具有升氣管結(jié)構(gòu)的支撐板。但難于制造，價格昂貴。塔內(nèi)填料了用木格，鋼板網(wǎng)，金屬螺旋，帖拉累托填料，鮑爾環(huán)，鞍形填料以及塑料花環(huán)填料等。洗油從第二段起來采用循環(huán)噴灑。在化工生產(chǎn)中，水使常用的冷凝劑，飽和水蒸氣是常用的加熱劑。 (3) 具有腐蝕性的流體應走管程，這樣可以節(jié)約耐腐蝕材料用量，降低換熱器成本。可分為如下幾種類型： ① 固定管板式 ：用于冷熱流體溫差不大時，其機構(gòu)簡單成本低，但清洗困難，要求管外流體清潔不易結(jié)垢。夾套式換熱器廣泛應用于反應過程的加熱和冷卻。吸收劑白礦油儲存在吸收劑灌內(nèi)，經(jīng)循環(huán)多次使用后，吸收劑白礦油內(nèi)有機溶劑（二甲苯，甲酚）的含量達一定程度時，將其通過減壓降膜蒸發(fā)器，二甲苯的沸點為℃、甲酚的沸點為 191℃，而白礦油的沸點為 ℃，白礦油與甲酚和二甲苯的沸點相差較大，將空氣冷凝后 325℃左右廢氣作為熱源，通過減壓蒸發(fā)，可很容易將二甲苯，甲酚蒸發(fā)，實現(xiàn)分離。 吸收工藝經(jīng)空氣預冷和水冷后的廢氣中仍含有部分未被冷凝的甲酚和二甲苯氣體，仍不能直接排放。 廢氣空氣冷凝工藝 漆包線生產(chǎn)中蒸發(fā)出的溶劑為甲酚（沸點 191℃）和二甲苯（沸點 ℃） ，沸點較高，其蒸氣易冷凝，因此，可采用空氣冷卻和水冷凝的方法回收大部分漆包線加工中蒸發(fā)出的甲酚和二甲苯。17180。 碳吸收技術(shù)適用于氣量大、VOC 濃度不超過 5103 的有機廢氣處理，含量太高設備不安全，需在吸附前進行稀釋，且顆粒碳不適于處理含酮、酯的氣體。系統(tǒng)費用與進口氣流速成正比而與濃度關系不大，最好用于高濃度小流量，有較高回收價值的有機溶劑回收，設備投資較高。濃縮輪以一定的速度緩慢旋轉(zhuǎn)，在一個系統(tǒng)內(nèi)就可以完成吸附脫附操作，降低了設備投資費用?；钚蕴坷w維是以有機化合纖維為原料經(jīng)特殊加工制成。常用冷卻介質(zhì)有冷水、冷凍鹽水和液氮。對于 98%去除率，未鹵代物在 900℃時停留時間為 ，鹵代物在 1100℃時需要停留時間 1s，對于 99%去除率，未鹵代物，如停留時間為 則要求燃燒溫度 980℃，鹵代物如控制停留時間 1s 則需要 1200℃，有些廢溶劑油中的復雜有機物需要焚燒溫度達到 1300℃以上才能完全轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，且燃燒氣體需要洗滌處理；焚燒工藝不達標將產(chǎn)生更為嚴重的二惡英污染以及煙塵粉塵污染，這給周圍環(huán)境帶來巨大壓力，而目前國內(nèi)出于經(jīng)濟考慮，大部分焚燒爐都不達標，因此該方法不可取。 (2) 稀釋法將少量的廢溶劑油用大量的廢水稀釋，在達到污水生化指標后排放到污水處理廠或者直接排入地表水體，由于大部分有機溶劑均不同程度地含有毒性，導致地表水體生態(tài)系統(tǒng)破壞嚴重，更有甚者破壞地表水體附近的土壤生態(tài)系統(tǒng)。對于一些毒性大，含有重金屬的有機溶劑的處理規(guī)定非常嚴格，目前這些廢溶劑的處理以熱分解為主。對于所有種類的廢溶劑油都需要注意防止靜電，以防火防爆 [8]。 漆包線生產(chǎn)中所用的溶劑或稀釋劑甲酚、二甲苯屬于一級毒性的化工材料，對人體的呼吸系統(tǒng)、攝食系統(tǒng)、眼睛和皮膚等都會造成嚴重的損害，對水質(zhì)、空氣會造成嚴重的污染，影響動植物的正常生長。有機溶劑在乳油制劑中的含量高達 50~90%。 (4) 閃點和燃點高，毒性小 閃點是在規(guī)定條件下，油品加熱后所逸出的蒸氣與火焰接觸發(fā)生瞬間閃火時的最低溫度。 工業(yè)有機溶劑的特性 幾種常用油漆溶劑的特性如表 11 所示：表11 常用油漆溶劑特性表名稱 類別 沸程 閃點 自燃點 使用品種200號汽油 脂肪烴 150～190 33 — 油脂類、醇調(diào)、醇酸甲苯 芳香烴 109～112 536 硝基、聚酯二甲苯 芳香烴 135～145 10 490～550 醇酸、氨基、丙烯酸松節(jié)油 植物性烴類 150～170 30～37 253 清漆、醇酸漆丁醇 醇類 115～119 37 340～420 氨基醋酸乙酯 酯類 70～85 72 485 硝基、丙烯酸從表 11 可以看出，雖然有機溶劑種類繁多，但是應用于各類溶漆以及洗漆的溶劑一般具有以下特征：(1) 溶解力強 溶解度是一種液體溶解某種物質(zhì)的能力。漆包線排廢廢氣處理常用催化燃燒法，排廢量取決于溶劑使用量，空氣濕度烘爐熱量等，每使用 1Kg 溶劑，約需排廢 40~50m179。其中涂漆烘焙冷卻裝置是漆包機的重要組成部分，它又分為涂漆室、烘爐和冷卻架三部分構(gòu)成 [1]。 dimethylbenzene。三 、主要設備的計算， 論證和選型(空氣冷卻器，水冷凝器，吸收塔，膜蒸發(fā)器，吸附器等等)。四 、非工 藝部分要求（防火防爆，給水排水，供電，土建，安全與勞保等）。 cresol。傳統(tǒng)漆包工藝如圖 11 所示：傳統(tǒng)漆包工藝流程：放線－退火－涂漆－烘培－冷卻－收線。（室溫） [2]。 KauriButanol 實驗所得到的溶解度標準，是溶解度的測量單位。溶劑油的閃點和燃點高，其在運輸、使用過程中更難因產(chǎn)生閃火而發(fā)生燃燒。有機溶劑進入環(huán)境中能大量殺死土壤中的微生物及其它有益生物，造成土壤板結(jié)，肥力下降；亦能進入大氣圈和水體，殘留時間長，污染環(huán)境 [6]。漆包線生產(chǎn)中使用的絕緣漆,二甲苯和甲酚等溶劑的含量達 70%，在烘焙過程中揮發(fā)出來，而一般空氣過量系數(shù)為理論量的 ~ 倍。 國內(nèi)外處理現(xiàn)狀 鑒于廢溶劑油的諸多特點，國內(nèi)外通常處理廢溶劑油的方法是將其作為燃料焚燒以獲取其熱能。在熱分解技術(shù)中，燃燒罐技術(shù)和接觸濕式氧化是兩種可供選擇的新技術(shù)，但接觸濕式氧化需在高壓下運行，不僅裝置成本較高，而且對操作要求也較高。這種做法浪費大量的水資源并且容易造成嚴重的水體污染。 由于廢氣組成復雜多變，且多數(shù) VOC 氣體易爆，在處理時要考慮廢氣與空氣的混合方式，一般空氣過量系數(shù)為理論量的 ~ 倍。該技術(shù)僅用于 VOC 含量高氣體量小的有機廢氣回收處理。是很細的纖維狀物質(zhì)，具有巨大的比表面積、外表面積和微孔結(jié)構(gòu)，纖維上很多微孔可直接與有機物接觸，更易于吸附低濃度 VOC。 (3) 吸收技術(shù) 吸收技術(shù)是一種成熟的化工單元操作過程，適用于大氣量，中濃度的含 VOC 廢氣處理。但該技術(shù)減少二次污染，前景廣闊。活性炭纖維和沸石擴大了吸附法的應用范圍。海拔高度 34 米本地具有大陸性氣候特點。 漆包機頂部排出的廢氣溫度約為 600℃，首先以空氣作為冷卻介質(zhì)、逆流換熱對其進行冷卻，可將含甲酚和二甲苯的廢氣溫度降低到 325℃左右?？刹捎糜袡C溶劑進行吸收處理。然后再將分離后的吸收劑白礦油送回儲罐，繼續(xù)吸收。 (2) 沉浸式蛇管換熱器 這種換熱器是將金屬管彎繞成各種與容器相適應的形狀，并沉浸在容器內(nèi)的液體。 ② 浮頭式換熱器 ：這種換熱器兩端的固定板又一端尅軸向自由浮動，不但完全消除了熱應力，還可將整個管束抽出，便于清洗，但其結(jié)構(gòu)比較復雜，造價也高。 (4) 壓力高的流體應走管程。 本設計中空氣冷凝器采用空氣做冷凝劑，其他兩個誰冷凝器，顧名思義，以水作為冷凝劑 [15]。 用空噴塔洗苯具有以下優(yōu)點：投資省，處 理能力大，阻力小，不堵塞等。本設計選用填料塔。這種填料在蘇、美應用較多。 (2) 液體分布器 液體分布器對填料塔性能影響極大。管束中央有一根直徑較大的中央循環(huán)管，流體的兩部分受熱不同發(fā)生熱虹吸，中央循環(huán)管科促進流體的熱虹吸。缺點是結(jié)垢復雜，制造要求高，加熱面積不大，且消耗動力。 吸附劑的種類 工業(yè)上常用的吸附劑有：硅膠、活性氧化鋁、活性炭、分子篩等，另外還有針對某種組分選擇性吸附而研制的吸附材料。它對水有較強的親和力，是一種對微量水深度干燥用的吸附劑。 (4) 沸石分子篩　　又稱合成沸石或分子篩，其化學組成通式為： 　　[M 2(Ⅰ)M( Ⅱ)] . mH2O 　　式中 M2(Ⅰ)和 M(Ⅱ)分別為為一價和二價金屬離子，多半是鈉和鈣，n 稱為沸石的硅鋁比，硅主要來自于硅酸鈉和硅膠，鋁則來自于鋁酸鈉和 Al(HO)3 等，它們與氫氧化鈉水溶液反應制得的膠體物，經(jīng)干燥后便成沸石，一般 n=2~10,m=0~9。其中炭化法最為簡單，但要制取高質(zhì)量的碳分子篩必須綜合使用這幾種方法。.℃) 取 K=100W/(m178。.℃) 確定冷卻水的用量 L忽略換熱器的熱損失，冷卻水升溫吸熱 ?QL則 ?????ttCQL可得 s37??kg取 ；℃251t2t則 1051???所以冷卻水用量 L： ??t 廢氣的冷凝量 ?查《溶劑手冊》可知，30℃下二甲苯的飽和蒸汽壓 P=由于 , 且0VP?????又由于 ,即MmnGN所以 0000 .?????則 （其中 為溶劑二甲苯的總使用量）?0所以不凝溶劑（二甲苯）的量 ：? ???????P 由物料衡算， GL???0 可得冷能量 ：? skg3330 . ???????? 求平均傳熱溫差 mt?由已知條件可得 ℃265321???tTt23 / 48℃523012????tTt則平均傳熱溫差 ：m ℃????ttm 求總傳熱面積 A傳熱面積 ????tKQ 選擇管徑及管速 列管換熱器中常見的流速范圍見表 43表 43 列管中換熱器中不同粘度的最大流速液體粘度/ (p a/s) 最大流速/ /s（ ） 液體粘度/ (p a/s) 最大流速/ /s（ ）＞ ~ ~ ＜ 烴類 3 根據(jù)工藝要求，所選管為 GB2770 的 252 的不銹鋼管，其中管內(nèi)走冷水，水的粘度為＜10 3pa~~~ 宗上所述應選用 的每程管長度。管子排列面積是一個正六邊形，排在六變形內(nèi)的傳熱管數(shù)為 ：TN 1)(3??aNT 若設 b 為正六邊形對角上管子數(shù)目，則 2b 式中 ——排列的管子數(shù)目；TN ——正六邊形的個數(shù)。對于單管程換熱器，殼體內(nèi)徑由下式確定 0(1)23Dtbd???式中 t——管心距，mm； ——傳熱管外徑，mm。/m179。；?， ——氣體和液體的質(zhì)量流量，kg/s；VWL， ——氣體和液體的體積流量，m 179。其中 ； ；??????G ； m65?m4?圖 45 填料塔泛點及壓降普遍化關聯(lián) 圖31 / 48所以橫坐標 ：??????LV? ??????????查填料塔泛點和壓降通用關聯(lián)圖 7，可得縱坐標 =。)填料因子Φ/ 1m?鮑爾環(huán) 25 塑料亂堆 209 170 進出塔個組分計算吸收工藝如下圖 44 所示：查《溶劑手冊》得： 二甲苯的相對分子質(zhì)量 M=；空氣的相對分子質(zhì)量 ，則吸收塔的進口氣體中，290?M二甲苯的摩爾流量 skmol531 ??????GN空氣的摩爾流量 skmol302 .????MGN進塔氣的組分 ：1y ?y由于吸收劑可吸收 96%的二甲苯，則進塔氣組分 ：2y 41 106...%)96( ????????y查的二甲苯溶于白礦油時的亨利系數(shù) MPa31027?E則 ..m進塔吸收劑為純白礦油，所以 2x被吸收的二甲苯的量△G：圖 44 吸收塔工藝29 / 48%9 ?????????G出塔吸收液的組分 ：1x Lx1.其中 L 為吸收劑的摩爾流量(kmol/s)。 折流板和支撐板 列管式換熱器的殼程流體流通面積比管程流通截面積大，在殼程流體屬對流傳熱條件時，為增大殼程流體的流速，加強其湍動程度，提高其傳熱系數(shù)，需設置折流板。沒程內(nèi)都采用正三角