随着现代工业的迅速发展,以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。世界各国在寻找新能源的同时,也更加注重了节能新途径的研发。强化传热技术的应用不但能节约能源、保护环境,而且能大大节约投资成本。海水冷凝器是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、航空及其他许多工业部门广泛使用的一种通用工艺设备。据统计,在现代化学工业中所用海水冷凝器的投资大约占设备总投资的30%在炼油厂中换热器占全部工艺设备的40%左右,海水淡化工艺装置则几乎全部是由换热器组成的。上个世纪70年代初发生的世界性能源危机,有力地促进了传热强化技术的发展。因此,研究换热设备有着相当重要的意义。
化工废水海水冷凝器的结构型式很多,不管哪种,在设计和制作时一定要使制冷剂蒸汽能很快离开传热 表面和保持合理的液面高度,有效的充分利用传热表面。制冷剂液体节流时产生的少量蒸汽可通过汽液分离设备使汽体与液体分离,只将分离掉汽体的液体送人蒸发器内吸热,以提高海水冷凝器的传热效果。液体如能在润湿的加热表面上汽化沸腾,则汽泡根部细小,形成汽泡的体积不大,汽泡容易离开加热表面而上升。若液体不能在润湿的加热表面上汽化沸腾,则形成的汽泡体积较大、 根部也较大,汽化核心数目将减少。这时产生的汽泡就会聚集在加热表面上,并沿着加热表面 发展产生汽膜,致使热阻增大,放热系数下降。常用的一些制冷剂液体均具有良好的润湿性 能,因此具有良好的放热性能。氨比氟里昂的润湿性能更好。
管式换热器:这类换热器都是通过管子壁面进行传热的换热器。按传热管的结构形式不同大致分为蛇管式换热器、套管式换热器、缠绕式换热器和管壳式换热器。板面式换热器:这类换热器都是通过板面进行传热的换热器。板面式换热器按传热板面的结构形式可分为以下五种:螺旋板式换热器、板式换热器、板翅式换热器、板壳式换热器和伞板式换热器。其他形式换热器:这类换热器是指一些具有特殊结构的换热器,一般是为满足工艺特殊要求而设计的,如石墨换热器、聚四氟乙烷换热器和热管换热器等。工业海水冷凝器具有可靠性强、适应广等优点,在个工业领域中得到广泛的应用。近年来,尽管受到了其他新型海水冷凝器的挑战,但反过来也促进了其自身的发展。在换热器向高参数、大型化发展的,管壳式换热器仍占主导地位。根据管壳式换热器的结构特点,可分为固定管板式、浮头式、U形管式、填料函式和斧式重沸器五类。
蒸发就是用加热的方法,将含有不挥发性溶质的溶液加热至沸腾状况,使部分溶剂汽化并被移除,从而提高溶剂中溶质浓度的单元操作。工业生产中应用海水冷凝器蒸发操作有以下几种场合:1.浓缩稀溶液直接制取产品或将浓溶液再处理(如冷却结晶)制取固体产品,例如电解烧碱液的浓缩,食糖水溶液的浓缩及各种果汁的浓缩等。2.同时浓缩溶液和回收溶剂,例如有机磷农药苯溶液的浓缩脱苯,中药生产中酒精浸出液的蒸发等。3.为了获得纯净的溶剂,例如海水淡化等。总之,在化学工业、食品工业、制药等工业中,工业海水冷凝器蒸发操作被广泛应用。
干式壳管式蒸发器的优点:(1)充液量少,为管内容积的40%左右;(2)受制冷剂液体静压力的影响较少;(3)排油方便(4)载冷剂结冰不会胀裂管子;(5)制冷剂液面容易控制;(6)结构紧凑。海水冷凝器缺点:制冷剂在海水冷凝器换热管束内供液不易均匀;弓形折流板制造与装配比较麻烦;载冷剂在折流板孔和换热管间、折流板外周与筒体间容易产生泄漏旁流,从而降低传热效果。 板式换热器具有如下特点:1)体积小,结构紧凑,比同样传热面积的壳管式换热器体积小60%;2)总传热系数高,约为2000~3000W/(m2K);3)流速小,流动阻力损失小;4)能适应流体间的小温差传热,可降低冷凝温度,提高制冷压缩机性能;5)制冷剂充注量少;(6)质量轻,热损失小。
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