【正文】 常用于氣體的余熱及其冷量的利用。 多用于石油裂解和冶金工業(yè)中的煉鋼等方面。換熱器間壁式夾套式換熱器沉浸式蛇管換熱器噴淋式換熱器套管換熱器列管換熱器（ 1）固定管板式（ 2） U型管式（ 3）浮頭式其他高效換熱器（ 1）螺旋板式（ 2）平板式（ 1）夾套式換熱器結(jié)構(gòu)：夾套裝在容器外部，在夾套和容器壁之間形成密閉空間，成為一種流體的通道。缺點(diǎn)：傳熱面積 A小，傳熱效率低。為了提高傳熱效果，可在釜內(nèi)加攪拌器或蛇管和外循環(huán)。 優(yōu) 點(diǎn)： 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn)單 ，便于防腐，能承受高 壓 。 為了強(qiáng)化傳熱，容器內(nèi)加攪拌。（ 3）噴淋式換熱器在下流過(guò)程中，冷卻水可收集再進(jìn)行重新分配。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)便宜，能耐高壓，便于檢修、清洗，傳熱效果好。缺點(diǎn)：冷卻水噴淋不易均勻而影響傳熱效果，只能安裝在室外。用途：用于冷卻或冷凝管內(nèi)液體。間壁式（ 4）套管式 換熱 器 結(jié) 構(gòu)：由不同直徑 組 成的同心套管，可根據(jù) 換熱 要求，將幾段套管用 U形管 連 接， 可 增加 傳熱 面 積 ；冷、 熱流體可以逆流或并流。 缺點(diǎn)： 結(jié) 構(gòu)不 緊 湊，金屬消耗量大，接 頭 多易漏，占地 較 大。 主要由殼體、管束、管板、折流擋板和封頭等組成。管束的壁面即為傳熱面。為提高殼程流體流速，往往在殼體內(nèi)安裝一定數(shù)目與管束相互垂直的折流擋板。 常用的折流擋板有圓缺形和圓盤(pán)形兩種，前者更為常用。間壁式常見(jiàn)的折流擋板間壁式根據(jù)所采取的溫差補(bǔ)償措施，列管式換熱器可分為以下幾個(gè)型式。a、固定管板式換熱器 b、帶膨脹節(jié)的固定管板式換熱器 當(dāng)殼體與管束因溫度不同而引起 熱 膨 脹時(shí) ，管束連 同浮 頭 可在殼體內(nèi)沿 軸 向自由伸 縮 ，可完全消除 熱應(yīng)力。 特點(diǎn)： 結(jié) 構(gòu) 較簡(jiǎn)單 ，管程不易清洗，常 為潔凈流體，適用于高 壓 氣體的換熱 。間壁式? 螺旋板式換熱器主要由兩張平行的薄鋼板卷制而成，構(gòu)成一對(duì)互相隔開(kāi)的螺旋形流道。? 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效率高，不易堵塞，結(jié)構(gòu)緊湊 A/V大，成本較低。 間壁式板式換熱器 平板式換熱器 冷熱流體在板片的兩側(cè)流過(guò)，通過(guò)板片換熱。優(yōu)點(diǎn)：傳熱效率高，總傳熱系數(shù)大，結(jié)構(gòu)緊湊，操作靈活，安裝檢修方便。間壁式 ③ 板翅式換熱器 板翅式換熱器是一種傳熱效果好，更為緊湊的板式換熱器。在兩塊平行薄金屬板（平隔板）間，夾入波紋狀或其他形狀的翅片，兩邊以側(cè)條密封，即組成為一個(gè)單元體。再將帶有集流進(jìn)出口的集流箱焊接到板束上，就成為板翅式換熱器。 缺點(diǎn)：制造工 藝 復(fù) 雜 ， 檢 修清洗困 難 。（ 1）設(shè)計(jì)和選用時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題 除了流體的流向，流速和流體出口溫度的選擇外，還應(yīng)考慮： ① 冷熱流體流動(dòng)通道的選擇 a、不潔凈或易結(jié)垢的液體宜在管程，因管內(nèi)清洗方便，但U形管式的不宜走管程； b、腐蝕性強(qiáng)的流體宜在管程，以免管束和殼體同時(shí)受到腐蝕； c、壓力高的流體宜在管內(nèi)，以免殼體承受壓力； d、飽和蒸汽宜走殼程，因比較清潔，且冷凝液容易排出； e、被冷卻的流體宜走殼程，便于散熱； f、若兩流體溫差大，對(duì)于剛性結(jié)構(gòu)的換熱器，宜將給熱系 數(shù)大的流體通入殼程，以減小熱應(yīng)力； g、流量小的流體一般以管程為宜。? 逆流：參與換熱的兩種流體沿傳熱面平行而反向的流體。? 折流：一流體只沿一個(gè)方向流動(dòng)，另一流體反復(fù)來(lái)回折流；或者兩流體都反復(fù)折回。 在流體進(jìn)出口溫度相同的條件下，逆流的平均溫差最大，并流最小，其它流動(dòng)型式的 ?tm介于兩者之間。2）在熱負(fù)荷 Q、 A相同時(shí)，可以節(jié)省加熱和冷卻介質(zhì)的用量或多回收熱。3）逆流時(shí)，傳熱面上冷熱流體間的溫度差較為均勻。如工藝上要求加熱某一熱敏性物質(zhì)時(shí)，要求加熱溫度不高于某值（并流 t2maxT2）；或者易固化物質(zhì)冷卻時(shí)，要求冷卻溫度不低于某值（并流 T2mint2），如易于控制流體出口溫度。?用來(lái)表示某種流動(dòng)型式在給定工況下接近逆流的程度，綜合利弊，最好使 ?，絕不能使 ?，否則另外選其他流型。 ③ 換熱管規(guī)格和排列選擇 為了制造和維修的方便，我國(guó)目前試行的系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用 ?192mm和 ?25，管長(zhǎng)有 、 、 ， 排列方式：正三角形、正方形直列和錯(cuò)列排列。 對(duì)圓缺形擋板而言，弓形缺口的大小對(duì)殼程流體的流動(dòng)情況有重要影響。一般取擋板間距為殼體內(nèi)徑的 ～ 。傳熱過(guò)程的強(qiáng)化措施（ 1）增大傳熱平均溫度差 ① 兩側(cè)變溫情況下，盡量采用逆流流動(dòng)； ② 提高加熱劑 T1的溫度（如用蒸汽加熱，可提高蒸汽的壓力來(lái)達(dá)到提高其飽和溫度的目的）；降低冷卻劑 t1的溫度。 （ 2）增大總傳熱系數(shù) K ① 盡可能利用有相變的熱載體 ； ② 用 ?大的熱載體，如液體金屬 Na等； ③ 減小金屬壁、污垢及兩側(cè)流體熱阻中較大者的熱阻； ④ 提高 較小一側(cè)有效。 隨工 業(yè) 的 發(fā) 展， 陸續(xù) 出 現(xiàn) 了不少的高效 緊 湊的 換熱 器并逐 漸趨 于完善。 如圖所示幾種強(qiáng)化傳熱管和板翅式換熱器的翅片。(c)多孔翅片 其結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱系數(shù)高、堅(jiān)固、能承受很高的壓強(qiáng)和溫度，但制造工藝復(fù)雜，焊接要求高。如管外加翅片，增大 A、管外的對(duì)流給熱系數(shù)；管內(nèi)安裝內(nèi)插物，增大 A 、管內(nèi)的對(duì)流給熱系數(shù)，從而增大 K。當(dāng)加熱段受熱時(shí)，工作液體遇熱沸騰，產(chǎn)生的蒸汽流至加熱段再次沸騰。 在熱管內(nèi)部，熱量的傳遞是通過(guò)沸騰冷凝過(guò)程。這種新型的換熱器具有傳熱能力大，應(yīng)用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。? 同時(shí)，使流體在較低流速下也能保持湍流，大大強(qiáng)化了穿熱速率。換熱器的操作? 換熱器的正常使用? 投產(chǎn)前應(yīng)檢查壓力表、溫度計(jì)、液位計(jì)以及有關(guān)閥門(mén)是否齊全完好。? 換熱器投產(chǎn)時(shí)，要先通入冷流體，緩慢或數(shù)次通入熱流體，做到先預(yù)熱后加熱，切忌驟冷驟熱，以免換熱器受到損壞，影響其使用壽命。? 經(jīng)常檢查兩種流體的進(jìn)出口溫度和壓力，發(fā)現(xiàn)溫度、壓力超出正常范圍或有超出正常范圍的趨勢(shì)時(shí)，要立即查出原因，采取措施，使之恢復(fù)正常。? 定期檢查換熱器有無(wú)滲漏、外殼有無(wú)變形以及有無(wú)振動(dòng)，若有應(yīng)及時(shí)處理。操作要點(diǎn)? 蒸汽加熱 ：必須不斷排除冷凝水，否則積于換熱器中，部分或全部變?yōu)闊o(wú)相變傳熱，傳熱速率下降。因?yàn)椴荒詺怏w的存在使蒸汽冷凝的給熱系數(shù)大大降低。? 煙道氣加熱 ：一般用于生產(chǎn)蒸汽或加熱、汽化液體、煙道氣的溫度較高，且溫度不易調(diào)節(jié)，在操作過(guò)程中，必須時(shí)時(shí)注意被加熱物料的液位、流量和蒸汽產(chǎn)量，還必須做到定期排污。? 水和空氣冷卻 ：操作時(shí)注意根據(jù)季節(jié)變化調(diào)節(jié)水和空氣的用量，用水冷卻時(shí)，還要注意定期清洗。? 冷凝 ：需要注意的是，定期排放蒸汽側(cè)的不凝性氣體，特別是減壓條件下不凝性氣體的排放。? 保持壓力表、溫度計(jì)、安全閥和液位計(jì)等儀表和附件的齊全、靈敏和準(zhǔn)確。? 開(kāi)停換熱器時(shí)，不要將閥門(mén)開(kāi)得太猛，否則容易造成管子和殼體受到?jīng)_擊，以及局部驟然脹縮，產(chǎn)生熱應(yīng)力，使局部焊縫開(kāi)裂或管子連接口松弛。? 定期測(cè)量換熱器的殼體厚度，一般兩年一次。? 換熱器的清洗有 化學(xué)清洗 、 機(jī)械清洗 、 高壓水清洗 。一般化學(xué)清洗適用于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的情況，如列管換熱器管間、 U形管內(nèi)的清洗，由于清洗劑一般呈酸性，對(duì)設(shè)備多少會(huì)有一些腐蝕。? 酸洗（鹽酸）洗液濃度應(yīng)保持 5～ 6%。或用機(jī)械法清垢，先將管程鉆通，然后進(jìn)行酸洗。 符合下列條件時(shí)認(rèn)為水壓試驗(yàn)合格：（ 2）沒(méi)有滲漏的地方；本章內(nèi)容簡(jiǎn)介： 蒸餾是分離均相液體混合物的典型單元操作。如從原油中分離汽油、煤油和柴油、重油和各種溶劑油、潤(rùn)滑油等多種石油產(chǎn)品；從液化空氣中分離出純度高的氧和氮；從液態(tài)裂解氣中分離乙烯、丙烯等。? 進(jìn)行蒸發(fā)的溶液，是由揮發(fā)的溶劑和不揮發(fā)的溶質(zhì)組成，經(jīng)蒸發(fā)后除去一部分溶劑而增加溶質(zhì)的濃度，蒸發(fā)的產(chǎn)物是被濃縮了的溶液或固體溶質(zhì)。經(jīng)蒸餾后，溶液全部或部分地分離為組分，而且在大多數(shù)情況下蒸氣冷凝液和殘留液均是產(chǎn)品?！“凑麴s方式分為：　簡(jiǎn)單蒸餾　　平衡蒸餾 精餾　　　　 多組分精餾　　 常壓蒸餾 1)例如用液態(tài)烴吸收石油裂解氣中的乙烯和丙烯；用硫酸處理焦?fàn)t氣以回收其中的氨。2)除去有害成分以凈化氣體 。3)制備某種氣體的溶液，制取液體產(chǎn)品 。 蒸餾和吸收塔設(shè)備：、性能、特征和選用原則。 重點(diǎn)：板式塔和填料塔的典型結(jié)構(gòu) 常用塔板和填料的類(lèi)型、特點(diǎn)及使用場(chǎng)合。? 本章內(nèi)容簡(jiǎn)介：其結(jié)構(gòu)形式基本上可以分為板式塔和填料塔兩大類(lèi)。對(duì)于一個(gè)具體地工藝過(guò)程，選用何種塔型為宜，尚需根據(jù)兩類(lèi)塔型各自地特點(diǎn)和工藝本身地要求而定。本章重點(diǎn)介紹板式塔的塔板類(lèi)型，分析其操作特點(diǎn)，同時(shí)還介紹各種類(lèi)型填料及填料塔的。 對(duì)塔設(shè)備的主要要求是能分離組成復(fù)雜的物料、生產(chǎn)要可靠、保證產(chǎn)品質(zhì)量、大型化，為了滿足工藝等要求，塔設(shè)備應(yīng)具備下列性能： 分離效率高 達(dá)到一定分離程度所需塔的高度低。2． 操作 穩(wěn)定、 彈性大 對(duì)一定的塔器，操作時(shí)氣液流量（亦稱(chēng)氣液負(fù)荷）的變化會(huì)影響分離效率。工程上常用的，是液，氣負(fù)荷比 L/V為某一定值時(shí)，氣相與液相的操作彈性。 氣體阻力小 氣體阻力小可使氣體輸送的功率消耗小。 6.塔設(shè)備的分類(lèi)? 塔設(shè)備的形式很多，為了便于比較和選擇，將塔設(shè)備進(jìn)行分類(lèi)。 蒸餾和吸收操作可采用板式塔，也可采用填料塔。 在蒸餾和逆流吸收操作中，塔內(nèi)氣、液兩相是逆流流動(dòng)，即塔內(nèi)液體依靠重力自塔頂流向塔底，而氣體則靠壓差自塔底流向塔頂。 塔的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1一吊柱 。3一回流管 。5一進(jìn)料管 。7保溫支持 。9－ 出料口 。11－ 氣體入口管。13－ 人孔 。15一破沫器 。17－液體分布器 。19－填料 。22－液體再分布器 。筒體可以是一個(gè)單一直徑的圓筒，也可以是兩個(gè)以上不同直徑的圓筒和圓錐的組合，封頭可以是橢圓型、碟形、球冠形或半球形。人孔直徑一般為 450mm或 500mm。開(kāi)口接管絕熱結(jié)構(gòu) 在塔殼外面敷設(shè)合適的絕熱層，不僅可以減少熱量（或冷量）的損失、降低重沸器負(fù)荷和能耗，而且可能對(duì)塔壁的防腐亦有好處。支座上的主要構(gòu)件有出入孔、透氣孔、管線引出口、地腳螺栓座。 在塔盤(pán)與塔盤(pán)之間或填料段與填料段之間設(shè)置破沫網(wǎng)，可起到消除霧沫夾帶的作用，從而保證塔盤(pán)或填料段的傳質(zhì)高效率。漩渦的出現(xiàn)將使塔底液面不穩(wěn)并帶走部分氣體，從而影響塔底泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，故在塔出口處應(yīng)裝設(shè)防渦流擋板。氣液傳質(zhì)設(shè)備1. 板式塔2. 填料塔板式塔1 概述2 篩板上的氣液接觸狀態(tài)3 氣體通過(guò)篩板的阻力損失4 板式塔的不正常操作現(xiàn)象5 塔板型式 如圖所示 ，板式塔正常工作時(shí)，液體在重力作用下自上而下通過(guò)各層塔板后由塔底排出；氣體在壓差推動(dòng)下，經(jīng)均布在塔板上的開(kāi)孔由下而上穿過(guò)各層塔板后由塔頂排出，在每塊塔板上皆貯有一定的液體，氣體穿過(guò)板上液層時(shí)，兩相接觸進(jìn)行傳質(zhì)。概述 為有效地實(shí)現(xiàn)氣液兩相之間的傳質(zhì)，板式塔應(yīng)具有以下兩方面的功能： ① 在每塊塔板上氣液兩相必須保持密切而充分的接觸，為傳質(zhì)過(guò)程提供足夠大而且不斷更新的相際接觸表面，減小傳質(zhì)阻力； ② 在塔內(nèi)應(yīng)盡量使氣液兩相呈逆流流動(dòng)，以提供最大的傳質(zhì)推動(dòng)力。在板式塔內(nèi)，各塊塔板正是按兩相逆流的原則組合起來(lái)的。為獲得盡可能大的傳質(zhì)推動(dòng)力，目前在塔板設(shè)計(jì)中只能采用錯(cuò)流流動(dòng)的方式，即液體橫向流過(guò)塔板，而氣體垂直穿過(guò)液層。篩板上的氣液接觸狀態(tài) 當(dāng)液體流量一定時(shí)，隨著氣速的增加，可以出現(xiàn)四種不同的接觸狀態(tài)。由于氣泡的數(shù)量不多，形成的氣液混合物基本上以液體為主，氣液兩相接觸的表面積不大，傳質(zhì)效率很低。當(dāng)氣泡的形成速度大于氣泡的浮升速度時(shí)，氣泡在液層中累積。由于氣泡不易破裂，表面得不到更新，所以此種狀態(tài)不利于傳熱和傳質(zhì)。（ 3）泡沫接觸狀態(tài) 當(dāng)氣速繼續(xù)增加，氣泡數(shù)量急劇增加，氣泡不斷發(fā)生碰撞和破裂，此時(shí)板上液體大部分以液膜的形式存在于氣泡之間，形成一些直徑較小，擾動(dòng)十分劇烈的動(dòng)態(tài)泡沫，在板上只能看到較薄的一層液體。篩板上的氣液接觸狀態(tài)（ 4）噴射接觸狀態(tài)此時(shí)塔板上的氣體為連續(xù)相，液體為分散相，兩相傳質(zhì)的面積是液滴的外表面。因噴射接觸狀態(tài)的氣速高于泡沫接觸狀態(tài)，故噴射接觸狀態(tài)有較大的生產(chǎn)能力，但噴射狀態(tài)液沫夾帶較多，若控制不好，會(huì)破壞傳質(zhì)過(guò)程，所以多數(shù)塔均控制在泡沫接觸狀態(tài)下工作。 塔板壓降是影響板式塔操作特性的重要因素。因此，進(jìn)行塔板設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮，在保證較高效率的前提下，力求減小塔板壓降，以降低能耗和改善塔的操作。篩板塔內(nèi)氣體兩相的非理想流動(dòng)包括漏液、液泛和液沫夾帶等，是使塔板效率降低甚至使操作無(wú)法進(jìn)行的重要因素，因此