年产2.9万吨酒精精馏换热器设计.pdfVIP

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学校代码：10128

学号：

课程设计说明书

题目：

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摘要

换热器是将热流体的局部热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是实

现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。在石油、化工、轻工、制药、能

源等工业生产中，常常用作把低温流体加热或者把高温流体冷却，把液体汽化成蒸汽

或者把蒸汽冷凝成液体。换热器既可是一种单元设备，如加热器、冷却器和凝汽器等；

也可是*一工艺设备的组成局部，如氨合成塔内的换热器。换热器是化工生产中重要

的单元设备，根据统计，热交换器的吨位约占整个工艺设备的20%有的甚至高达30%，

其重要性可想而知。

在接到完成设计年产2.9万吨酒精的生产任务时，我的思路是：在正常的

生产过程中，利用低压蒸汽作为加热介质在预热器中对原料液进展预热，到达

泡点81.9℃后利用离心泵输送到精馏塔中进展蒸馏，塔顶蒸馏出的酒精蒸汽输

送到塔顶冷凝器，利用循环冷却水作为冷却介质使酒精蒸汽转为液体，输送到

分配器中，调节分配器使回流比为2，使局部酒精液体回流。未回流局部作为产

品输送到塔顶冷却器中，在塔顶冷却器中再次用冷却水使其降到35℃输送到储

装罐中。同时，利用塔釜再沸器将塔釜内液体进展快速加热使之到达泡点，输

送到精馏塔中进展蒸馏，剩余的釜残液经过塔底冷却器冷却后输送到储装罐中。

换热器中流体的相对流向一般有顺流和逆流两种。顺流时，入口处两流体的温差

最大，并沿传热外表逐渐减小，至出口处温差为最小。逆流时，沿传热外表两流体的

温差分布较均匀。在冷、热流体的进出口温度一定的条件下，当两种流体都无相变时，

以逆流的平均温差最大顺流最小。在完成同样传热量的条件下，采用逆流可使平均温

差增大，换热器的传热面积减小；假设传热面积不变，采用逆流时可使加热或冷却流

体消耗量降低。前者可节省设备费，后者可节省操作费，所以在我的设计中应该尽量

采用逆流换热。

关键词：换热器；年产2.9万吨酒精的生产任务；酒精蒸馏；流向

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第一章换热器的设计

1.1设计方案确实定及选型

在进展换热器的设计时，首先应根据年产2.9万吨酒精的生产任务的工艺要求

确定换热系统的流程方案并选用适当类型的换热器，确定所选换热器中流体的流动空

间及流速等参数，同时计算完成给定生产任务所在地需的传热面积，并确定换热器的

工艺尺寸且根据实际流体的腐蚀性确定换热器的材料，根据换热器内的压力来确定其

壁厚。

流程方案的初步设计中，使用塔底残液的废热来预热原料液，到达废热再利用的

效果，实现节能减排。

1.1.1流程方案确实定

所选的换热器，应尽量满足以下要求：具有较高的传热效率、较低的压力降；重

量轻且能承受操作压力；有可靠的使用寿命；产品质量高，操作平安可靠；所使用的

材料与过程流体相容；设计计算方便，制造简单，安装容易，易于维护与维修。

换热器设计的第