【正文】 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書（論文 ） 22 致謝 感謝老師們的教導，從中學到了換熱器的結(jié)構(gòu)和各方面理論知識。在能源日漸被消耗的今天，應在滿足強度校核的條件下，盡可能的減少材料的消耗。取管間距 a=32mm， 殼體內(nèi)徑 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書（論文 ） 14 采用單管程結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)徑可按下式計算： lbaDi 2)1( ??? 式中 Di—— 換熱器內(nèi)徑； b—— 正六角形對角線上的管子數(shù)，查得 b=13 l—— 最外層管子的中心到殼壁邊緣的距離，取 l=2d lbaDi 2)1( ??? 圓整后實取 Di=900mm 換熱器殼體壁厚 材料選用 Q235，計算壁厚為 ? ? PPDnt i?? ??? 2 +C 式中 P—— 設計壓力，取 P=。本設計換熱器得壓力為 Mpa. 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書（論文 ） 10 第 3 章 換熱器設計方案的確定和工藝參數(shù)的計算 確定 物性數(shù)據(jù) 表 31 轉(zhuǎn)化氣 、 鍋爐給水進出口溫度 轉(zhuǎn)化氣 鍋爐給水 進口 出口 進口 出口 320℃ 160℃ 100℃ 190℃ 定型溫度：對于一般氣體和水等的粘度流體，其定性溫度可取流體進出口溫度的平均值，故管程混合氣的定性溫度為： 殼程轉(zhuǎn)化氣的定性溫度為： 根據(jù)定性溫度，分別取管程和殼程流體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)。 套管式換熱器 : 套管式換熱器是由直徑不同的直管制成的同心套管 ,并由 U形彎頭連接而成 .在這種換熱器中 ,一種流體走管內(nèi) ,另一種流體走環(huán)隙 ,兩者皆可得到較高的流速 ,故傳熱系數(shù)較大 .另外 ,在套管換熱器中 ,兩種流體可為純逆流 ,對數(shù)平均推動力較大。因此，要求提供尺寸小，重量輕、換熱能力大的換熱設備。 30 年代初，瑞典首次制成螺旋板換熱器。廢熱鍋爐所產(chǎn)蒸汽除給本工序用外，富裕蒸汽送至蒸 汽管網(wǎng)。當催化劑中混有堿類時，這些化物的生成大大地被加強。中壓法仍采用高活性的銅基催化劑，反應溫度與低壓法相同，但由于提高了壓力，相應 的動力消耗略有增加。此外，甲醇汽油可直接利用現(xiàn)在所有中石油和中石化的 輸配系統(tǒng)進行快速推廣，推廣渠道會相對便捷一些，推廣成本也非常小。所以專家認為，必須開拓甲醇作為車用燃料的用途，即發(fā)展甲醇汽 車才能使甲醇取得較好的經(jīng)濟效益。 （ 2）甲醇氨化制甲胺 將甲醇與氨氣按照一定比例混合，在 370~420℃ 、 ~ 壓力下，以活性氧化鋁為催化劑進行合成，制得甲胺、二甲胺、三甲胺的混合物，再經(jīng)精餾可得一、二或 三甲胺產(chǎn)品。其次，甲醇低壓羰基化生產(chǎn)醋酸，近年來發(fā)展很快。 合成甲醇技術(shù)是煤化工技術(shù)在能源轉(zhuǎn)換的背景下研究開發(fā)的，其宗旨是以水煤氣為原料，擴大炭資源的使用范圍，緩和石油危機。在設計過程中，我盡量采用較新的國家標準，做到既滿足設計要求，又使結(jié)構(gòu)優(yōu)化，降低成本，以提高經(jīng)濟效益為主，力爭使產(chǎn)品符合生產(chǎn)實際需要，適合市場激烈的競爭。 畢 業(yè) 設 計（論文） （說 明 書） 題 目： 年產(chǎn) 10 萬噸甲醇轉(zhuǎn)化工段中換熱器的設計 姓 名： 陳佳星 編 號： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 年 月 日 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 畢 業(yè) 設 計 （論文） 任 務 書 姓名 陳佳星 專業(yè) 應用化工技術(shù) 任 務 下 達 日 期 年 月 日 設計（論文）開始日期 年 月 日 設計（論文）完成日期 年 月 日 設計（論文）題目： 年產(chǎn) 10 萬噸甲醇轉(zhuǎn)化工段中換熱器的設計 A因此，要求提供尺寸小，重量輕、換熱能力大的換熱設備。因此建設大型煤炭綜合利用的焦化基地，實現(xiàn)煤炭資源的綜合利用，生產(chǎn)高附加值的深加工產(chǎn)品，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，保護環(huán)境，帶動區(qū)域經(jīng)濟乃至行業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展已成為必然趨勢。 產(chǎn)品的用途 甲醇是重要的化工原料，應用廣泛，主要用于生產(chǎn)甲醛，其消耗量約占甲醇總量的 30%~40%；其次作為甲基化劑，生產(chǎn)甲胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基叔丁基醚、對苯二甲酸二甲酯；甲醇羰基化可生產(chǎn)醋酸、酸酐、甲酸甲酯、碳酸二甲酯等。甲醛還用來制取丁二醇、烏洛托品等近一百種下游產(chǎn)品。 甲醇的發(fā)展前景 甲醇作為最有希望代替汽油的并且將成為二十一世紀有競爭力的可選清潔燃料，具有非常好的發(fā)展前景。如果甲醇汽油作為車用燃料相比于其他能源具有一定的優(yōu)勢，甲醇汽油也是一種液體燃料，好多特性和汽油雷同，但比汽油更安全、更節(jié)能、更環(huán)保。 中壓法： ( Mpa)隨著甲醇工業(yè)的大型化，如采用低壓法勢必導致工藝管道和設備較大，因此在低壓法的基礎上適當提高合成壓力，即發(fā)展成為中壓法。其反應為 2CO ＋ 23H = OHCH3 ＋ OH2 △ H=－ 49﹒ 67 ㎏ /mol （ 2）副反應 CO ＋ 23H = 4CH ＋ OH2 ＋ Q CO2 ＋ 22H = 2CO ＋ 4CH ＋ Q CO4 ＋ 28H = OHHC 94 ＋ OH23 ＋ Q 當有鐵、鈷、鉬、鎳等金屬存在時，可能會有下列副反應 CO2 = 2CO ＋ C ＋ Q 從產(chǎn)物（甲醇）出發(fā)的副反應 OHCH3 ＋ COn ＋ 2n2H = n2nHC ＋ OHCH2 ＋ OH2n 這些副反應產(chǎn)物還可以進行脫水縮合酯化和酮基化反應等，生成烯烴，酯類或酮類等副產(chǎn)物。 （ 4）鍋爐給水 來自脫鹽水站的脫鹽水，溫度約 104℃ ，經(jīng)除氧槽除去氧后用鍋爐給水泵加壓到 ，在鍋爐給水預熱器加熱至 190℃ 后，一部分送往甲醇合成，另一部分經(jīng)汽包進入廢鍋生產(chǎn) 中壓蒸汽。以板代管制成的換熱器，結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效果好，因此陸續(xù)發(fā)展為多種形式。能源緊缺已成為世 界性重大問題之一，各工業(yè)部分都在大力發(fā)展大容量、高性能設備，以減少設備的投資和運轉(zhuǎn)費用。 噴淋式換熱器 : 這種換熱器是將換熱管成排地固定在鋼架上，熱流體在管內(nèi)流動 ,冷卻水從上方噴淋裝置均勻淋下 ,故也稱噴淋式冷卻器 .噴淋式 換熱器的管外是一層湍動程度較高的液膜 ,管外給熱系數(shù)較沉浸式增大很多 .另外 ,這種換熱器大多放置在空氣流通之處 ,冷卻水的蒸發(fā)亦帶走一部分熱量 ,可起到降低冷卻水溫度 ,增大傳熱推動力的作用 .因此 ,和沉浸式相比 ,噴淋式換熱器的傳熱效果大有改善。根據(jù)兩種物體的性質(zhì)，規(guī)定轉(zhuǎn)化氣走管程，鍋爐給水水走殼程。 本設計采用正三角 形排列，經(jīng)查得層數(shù)為 13 層。 提高傳熱效率和抗腐蝕的材料是煉油、化工等許多部門的要求。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書（論文 ） 21 參考文獻 [1] GB150— 1998《鋼制壓力容器》［Ｍ］．國家技術(shù)監(jiān)督局． [2] GB151— 1999《管殼式換熱器》［Ｍ］． 國家技術(shù)監(jiān)督局． [3] 毛希瀾．化工設備設計全書 — 換熱器設計［Ｍ］．上海：上?？萍汲霭嫔纾?1986 [4] 朱有庭等．化工設備設計手冊［Ｍ］． 北京：化學工業(yè)出版社， 20xx [5] 黃嘉琥編． 壓力容器材料實用手冊［Ｍ］． 北京：化學工業(yè)出版社， 1997 [6] 黃載生主編．化工機械力學基礎［Ｍ］． 北京：化學工業(yè)出版社， 1990 [7] 王寬福編． 壓力容器焊接結(jié)構(gòu) 工程分析［Ｍ］． 北京：化學工業(yè)出版社， 1998 [8] 卓震主編． 化工容器及設備［Ｍ］． 北京：中國石化出版社， 1995 [9] 鄭津洋等． 過程設備設計［Ｍ］． 北京：化學工業(yè)出版社， 20xx [10] 賀匡國主編． 化工容器及設備簡明設計手冊［Ｍ］． 北京：化學工業(yè)出版社， 1991 [11] 鄒廣華等． 過程裝備制造與檢測［Ｍ］． 北京：化學工業(yè)出版社， 20xx [12] 楊可楨主編． 機械設計基礎［Ｍ］． 北京：高等教育出版社， 20xx [13] 王志魁主編． 化工原理［Ｍ］． 北 京：高等教育出版社， 20xx [14] CODAP: French Code for the construction of unfired pressure vessels. Part M. Appendix MAZ。 由于我的學術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學友批評和指正！