【導(dǎo)讀】在生產(chǎn)十萬噸PVC產(chǎn)品的燒堿工段中要采取相關(guān)的方法對氯氣進(jìn)行處理。主要目的是掌握燒堿脫氯的原理，設(shè)計脫氯設(shè)備的計算。在水銀法和離子膜法燒堿生產(chǎn)過。程中，自由解槽陽極室流出的淡鹽水中溶解有少量的氯氣[1]。氯氣是一種具有異臭和強(qiáng)烈。刺激性氣味的黃綠色氣體，毒性很大。這部分氯氣若不除去將在淡鹽水的輸送和再利用過。蟹合樹脂中毒，污染和惡化生產(chǎn)操作環(huán)境等[2]。因此，淡鹽水在重飽和前必須進(jìn)行脫氯處。的能力，分析問題的能力，讓自己在實踐運用中鞏固所學(xué)知識。本設(shè)計從初步設(shè)計的角度

　　

【正文】 后為 600mm . （ 5） 折流板 采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的 25％，則切去圓缺高度為 H＝ 600＝ 120mm ，折流板間距取 B= ＝ 600=480mm ，折流板厚度 16mm 折 流板數(shù) NB=折流板間距 傳熱管長－ 1 (33) = 4806000 － 1? 12 塊 （ 6）拉桿 參考《鈦制化工設(shè)備設(shè)計》知，拉桿數(shù)量為 4， 拉桿直徑為 12mm 。 （ 7）接管 取接管內(nèi)流體流速為 u1＝ 2m/s，則接管內(nèi)徑為： D1=uV?4 (34) 其中， V—— 流體的體積流量， m3/s u—— 流體在接管中的流速 ， m/s D1＝ )( ? ????＝ 取接管內(nèi)流體流速為 u2＝ 10 m/s 則接管內(nèi)徑為： D2 =uV?4 = ? ??? 6 0 07 9 2 08 0 0 0 0158 4 9 27 3 8 44 ? ?????? = 圓整后，取殼程流體進(jìn)出口接管規(guī)格為： Ф 140 6mm ，管程流體進(jìn)出口接管規(guī)格為Ф 100 6mm 。 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （論文） 23 第一鈦冷卻器的核算 （ 1）殼程流體傳熱膜系數(shù) α o 用克恩法計算 α o＝ （ed? ） （w?? ） (35) 其中， λ —— 導(dǎo)熱系數(shù)， W/(m2 ℃ ) de—— 公稱直徑， m Re—— 雷諾準(zhǔn)數(shù)，無因次 Pr—— 普蘭特準(zhǔn)數(shù)，無因次 ： de＝ooddt?? )423(4 22 ? (36) ＝ )3(4 22???? ＝ 其中， t—— 管間距， m do—— 換熱管外徑， m So ＝ BD(1 tdo ) (37) ＝ （ 1－ ） ＝ 2m 其中， B—— 折流板間距， m D—— 殼體公稱直徑， m uo＝ Vs/So (38) ＝ ?? 6 0 07 9 2 08 0 0 0 0 0 2 0 ??? ＝ 其中， Vs—— 流體在殼體的體積流量， m3/h。 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （論文） 24 Reo＝??oeud (39) ＝ 0 0 0 8 9 3 9 74 0 1 7 ?? ＝ 其中， uo—— 流體在殼程的流速， m/s ρ —— 流體密度， kg/m3 μ —— 流體粘度， pa s Pr＝ ??pc (310) ＝ 6 0 8 2 1 0 0 00 0 0 8 9 3 7 9 ?? ＝ 其中， Cp—— 流體比熱， kJ/(kg ℃ ) 粘度校正（w?? ） ? 1，則由式（ 35）得： α o＝ 1＝ 3215W/(m2 ℃ ) （ 2）管內(nèi)傳熱膜系數(shù) α i α i＝ id? (311) 面積 Si＝ 24 i PNd N?＝ 328/6＝ ㎡ ui=Vs/Si = ? ??? 0 0 0 ????? ＝ Rei＝??ieud＝ 0 0 0 0 1 4 4 ?? ＝ 318927 Pr＝ ??pc ＝ 0 1 9 0 0 0 0 1 4 4 0 0 03 5 ?? ＝ 則由式（ 311）， 得： α i＝ ＝ 724 W/(m2 ℃ ) （ 3）污垢熱阻和管壁熱阻 管外側(cè)污垢熱阻： Rso＝ m2 ℃ /W 管內(nèi)側(cè)污垢熱阻： Rsi＝ m2 ℃ /W 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （論文） 25 碳鋼在該條件下的導(dǎo)熱系數(shù)為 50 W/(m2 ℃ )，即 Rw =??b = ＝ m2 ℃ /W 其中， Rw —— 管壁熱阻， m2 ℃ /W （ 4）總傳熱系數(shù) 11K ＝o?1 + Rso+mwodbd? + Rsiiodd+iiodd? (312) ＝ 32151 ++ ? + + ? ＝ K1=400 W/(m2?℃ ) 其中 Kc —— 計算傳熱系數(shù)， W/(m2 ℃ ) h0 —— 殼程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)， W/(m2 ℃ ) hi —— 管程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)， W/(m2 ℃ ) Ro —— 殼程污垢熱阻， m2 ℃ /W Rw —— 管壁熱阻， m2 ℃ /W do —— 傳熱管外徑， m di —— 傳熱管內(nèi)徑， m dm —— 傳熱管平均直徑， m （ 5）校核有效平均溫差 R1=iooi tt TT?? ＝ 20304680?? ＝ P1=iiio tT tt ?? ＝ 2080 2030?? ＝ φ Δ t＝ 112??RR 11/211/2ln11ln22?????????RRPRRPPRP－ (313) = 2?? 6 6 6 1 6 22?????????－－ = Δ tm1＝ φ Δ tΔ tm1’ (314) = =℃ 其中， Δ tm’ —— 按逆流計算的對數(shù)平均溫度差，℃ φ Δ t—— 溫度差校正系數(shù)，無因次 Δ t= Tm1－ tm1＝ 63－ 25＝ 38℃ 50℃ 該溫差較小，不需設(shè)溫度補(bǔ)償裝置，因此選用固定管板式換熱器。 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （論文） 26 （ 6）傳熱面積裕度 [18] Sn＝39。1 mtKQ?＝ 3? ? ＝ 84 ㎡ 該換熱器的實際傳熱面積： So＝ lNdo? = 6 378=117 ㎡ 該換熱器的面積裕度為： F=nnoSSS ? ＝ 8484117? 100％＝ 39％ 該換熱器能夠完成任務(wù)。 （ 7）流體的流動阻力 ： ∑Δ PI=(Δ P1+Δ P2)FTNPNS (315) 其中， Δ P1， Δ P2—— 分別為直徑及回彎管中因摩擦阻力引起的壓強(qiáng)降， pa FT—— 結(jié)垢校正因數(shù)，無因次，取 NP—— 管程數(shù) NS—— 串連的殼程數(shù) 管程流通面積 SI= ㎡，流速 ,雷諾準(zhǔn)數(shù) 318827（湍流）。 查 Re?? 關(guān)系圖得 ? = 2? = kg/m3 2 21 udLP ???? = 2 2? =5815 Pa 因為沒有彎管，即 02??P 則由式（ 315）得： ?????? iP Pa ： sso NFPPP )( 39。239。1 ?????? (316) 其中， Δ P1‘ —— 流體橫過管束的壓降， pa Δ P2‘ —— 流體流過折流板缺口的壓強(qiáng)降， pa Fs—— 殼程壓強(qiáng)降的結(jié)垢正因數(shù)，無因次，取 Ns—— 串連殼程數(shù) 2)1( 239。1 uNNFfP Bco ???? (317) 其中， F—— 管子排列方式對壓強(qiáng)降的校正因數(shù) fo—— 殼程流體的摩擦系數(shù)，當(dāng) Re500， f= Nc—— 橫過管束中心線的管子數(shù) 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （論文） 27 NB—— 折流擋板數(shù) 管子為三角形排列， F=， NB=12， Nc= N = 328 =， So= ㎡ ,uo=， Re=500， 所以 9 3 ???of = 由式（ 317），得： 2 4 0 9 7)112( 5 239。1 ???????? P = 2)( 239。2 uDhNP B ???? (318) =12 （ － ? ） 2 2? = ∑Δ Po=（ +） =19587Pa 殼程和管程的壓力降都能滿足要求。 第二鈦冷卻器 從第一鈦出來的氯氣需要進(jìn)一步冷卻，進(jìn)入第二鈦冷卻器。從車間布置、設(shè)備維修等多方面的考慮，第二鈦冷卻器與第一鈦冷卻器選取同種型號，進(jìn)行核算即可。 第二鈦冷卻器核算 （ 1）熱 負(fù)荷 Q Q2= 80000/（ 7920 3600） = KW （ 2）流體平均溫度及對數(shù)平均溫度差 TM2=（ 46+18） /2=32℃ tm2= （ 4+8） /2 =6℃ （ 3）平均溫度下的物性數(shù)據(jù)見下表 表 32 物性數(shù)據(jù)表 物料 項目 單位 數(shù)據(jù) 物料 項目 單位 數(shù)據(jù) 密度 kg/m3 密度 Kg/m3 冷 濕 凍 粘度 cp 氯 粘度 Pa?s 107 水 導(dǎo)熱系數(shù) W/(m?℃ ) 氣 導(dǎo)熱系數(shù) kcal/(m?h?℃ ) 比熱容 J/(g?℃ ) 比熱容 cal/(mol?℃ ) 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （論文） 28 （ 4）殼程結(jié)熱系數(shù) de=， So= ㎡ ， uo＝ Vs/So＝ 0 6 3 6 0 9 97 9 2 0 8 0 0 0 02 9 8 7 2 ?? ? ＝ Reo＝??oeud＝ 0 0 1 4 7 2 9 91 6 1 7 ?? ＝ Pr＝ ??pc ＝ 5 6 5 2 0 0 1 4 7 2 0 0 01 9 9 ?? ＝ 粘度校正（w?? ） ? 1， 則由式（ 35）得： α o＝ 1 = W/(m2 ℃ ) （ 5）管程結(jié)熱系數(shù) α i Si ＝pi NNd 24? ＝ ㎡ ui=Vs/Si＝ 80000)( ?? ??? ＝ Rei＝??ieud＝ 0 0 0 0 1 3 7 6 ?? ＝ 28308 Pr＝ ??pc ＝ 0 0 8 6 1 0 0 0 0 1 3 7 6 ?? ＝ 則由式 （ 311） 得： α i＝ ＝ W/(m2 ℃ ) （ 6）污垢熱阻和管壁熱阻 管外側(cè)污垢熱阻： Rso＝ m2 ℃ /W 管內(nèi)側(cè)污垢熱阻： Rsi＝ m2 ℃ /W 碳鋼在該條件下的導(dǎo)熱系數(shù)為 50 W/(m2 ℃ )，即 Rw =??b = ＝ m2 ℃ /W 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （論文） 29 其中， Rw —— 管壁熱阻， m2 ℃ /W （ 7）總傳熱系數(shù) 由式（ 312）得：21K =o?1 + Rso+mwodbd? + Rsiiodd+iiodd? = + ? + + ? = K2= （ 8）校核有效平均溫差 R2=iooi tt TT?? ＝ 48 1846?? ＝ 7 P2=iiio tT tt ?? ＝ 44648?? ＝ 由式（ 313）得： φ Δ t