化工设计第四章设备设计.ppt

 ??4.醋酸? 它是有机酸中腐蚀性最强的物质之一，普通钢铁在一切浓度和温度的醋酸中都会严重腐蚀，不锈钢是优良的耐醋酸材料，含钼的316不锈钢还能适用于高温和稀醋酸蒸汽。对于高温高浓醋酸或含有其它腐蚀介质等苛刻要求时，可选用高合金不锈钢或氟塑料泵。 ??5.碱（氢氧化钠） ?钢铁广泛应用于80℃以下、30%浓度内的氢氧化钠溶液，也有许多工厂在100℃、75%以下时仍采用普通钢铁，虽然腐蚀增加，但经济性好。普通不锈钢对碱液的耐蚀性与铸铁相比没有明显优点，只要介质中容许少量铁份掺入不推荐采用不锈钢。对于高温碱液多采用钛及钛合金或者高合金不锈钢。 6.氨（氢氧化氨）? 大多数金属和非金属在液氨及氨水（氢氧化氨）中的腐蚀都很轻微，只有铜和铜合金不宜使用。7.盐水（海水） ?普通钢铁在氯化钠溶液和海水、咸水中腐蚀率不太高，一般须采用涂料保护；各类不锈钢也有很低的均匀腐蚀率，但可能因氯离子而引起局部性腐蚀，通常采用316不锈钢较好。 ??8.醇类、酮类、酯类、醚类? 常见的醇类介质有甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇等，酮类介质有丙酮、丁酮等，酯类介质有各种甲酯、乙酯等，醚类介质有甲醚、乙醚、丁醚等，它们基本没有腐蚀性，常用材料均可适用，具体选用时还应根据介质的属性和相关要求做出合理选择。另外值得注意的是酮、酯、醚对多种橡胶有溶解性，在选择密封材料时避免出错。 (二)换热设备的设计和选用 换热器的分类 1. 按作用原理分 (1)直接接触式换热器(混和式换热器) 冷、热流体直接接触，相互混和传递热量。特点是结构简单，传热效率高。 适于冷、热流体允许混和的场合。 如凉水塔、洗涤塔、文氏管及喷射冷凝器等。 (2)蓄热式换热器(回流式换热器、蓄热器) 冷、热流体交替与固体蓄热体发生传热接触,从而达到换热的目的。特点是结构简单，可耐高温，体积庞大，不能完全避免两种流体的混和。 适于高温气体热量的回收或冷却。 如回转式空气预热器。 (3)间壁式换热器(表面式换热器、间接式换热器) 冷、热流体被固体壁面隔开，互不接触，热量由热流体通过壁面传递给冷流体。形式多样，应用广泛。 适于冷、热流体不允许混和的场合。 如各种管壳式、板式结构的换热器。 2 .按用途分 (1)加热器：用于把流体加热到所需温度，被加热流体在加热过程中不发生相变。 (2)预热器：用于流体的预热，以提高整套工艺装置的效率。 (3)过热器：用于加热饱和蒸汽，使其达到过热状态。 (4)蒸发器：用于加热液体，使其蒸发汽化。 (5)再沸器：用于加热已被冷凝的液体，使其再受热汽化。为蒸馏过程专用设备。 (6)冷却器：用于冷却流体，使其达到所需温度。 (7)冷凝器：用于冷却凝结性饱和蒸汽，使其放出潜热而凝结液化。 3. 按传热面形状和结构分 (1)管式换热器 通过管子壁面进行传热的换热器。按传热管的结构形式可分为管壳式换热器、蛇管式换热器、套管式换热器、翅片式换热器等。应用最广。 (2)板式换热器 通过板面进行传热的换热器。按传热板的结构形式可分为平板式、螺旋板式、板翅式、热板式换热器等。 (3)特殊形式换热器 根据工艺特殊要求而设计的具有特殊结构的换热器。如回转式、热管、同流式换热器等。 4. 按所用材料分 (1)金属材料换热器 由金属材料加工制成的换热器。常用的材料有碳钢、合金钢、铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金等。因金属材料导热系数大，故此类换热器的传热效率高。 (2)非金属材料换热器 有非金属材料制成的换热器。常用的材料有石墨、玻璃、塑料、陶瓷等。因非金属材料导热系数较小，故此类换热器的传热效率较低。常用于具有腐蚀性的物系。 1.管式换热器的结构形式 (1)列管式换热器(管壳式换热器) 固定管板式换热器 浮头式换热器 2. 蛇管式换热器 (1)沉浸式蛇管换热器 (2)喷淋式蛇管换热器 优点：传热效果较沉浸式好，传热面积大而且可以改变，检修和清洗方便。 缺点：喷淋不易均匀。 主要用于管内流体的冷却，常设置在室外空气流通处。 3.套管式换热器 4.翅片管式换热器 在管的表面上加装一定形式的翅片，有横向和纵向两类。 翅片管换热器主要用于两种流体的对流传热系数相差较大时，在h小的一侧加装翅片，从而增大传热面积，提高流体的湍动程度，以提高对流传热系数。 翅片式换热器 1. 列管式换热器设计和选用时应考虑的问题 (1)流程的选择 不洁净和易结垢的流体宜走管程(固定管板式换热器)； 腐蚀性流体宜走管程，以免管束和壳体同时受腐蚀，且清洗、检修方便； 压强高的流体宜走管程，以免壳体同时受压； 有毒流体宜走管程，使泄漏机会减少； 被冷却的流体宜走壳程，便于散热，增强冷却效果； 饱和蒸汽宜走壳程，便于排出冷凝液和不凝气，且蒸汽洁净不污染； 流量小或粘度大