真空蒸发制盐系统卤水分效预热器设计书

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1、真空蒸发制盐系统卤水分效预热器设计书一、设计简介：目前全国的食盐里面，海盐占的比例在逐年下降，大家平时吃的大部分都是井矿盐，我国和世界大多数氯化钠的生产都采用水采工艺制得人工卤水，所谓人工卤水，乃是人为地将水加入固体盐或地下固体盐矿床中，使其溶解为含氯化钠较高的卤水，称为人工卤水。卤水经预处理后再用真空蒸发制成盐。真空蒸发制盐：根据卤水沸点随压力减低而下降的规律，在压力递减的多效蒸发罐组中，用生蒸汽（新鲜蒸汽）加热一效罐的卤水，使之沸腾蒸发，产生二次蒸汽用作次效罐的热源，并按所设效数依次传递，多次利用二次蒸汽，使各效罐的卤水蒸发析盐。蒸发操作的节能方法有一种就是分效预热。于是我们想用换热器来对

2、每一效的卤水进行预热。通过换热器的分效预热，可以大大降低工厂的能耗。固定管板式换热器简介　　这类换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能机械清洗。此种换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。因此，当管壁与壳壁温差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以至管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。为了克服温差应力必须有温差补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。但补

3、偿装置（膨胀节）只能用在壳壁与管壁温差低于60～70℃和壳程流体压强不高的情况。一般壳程压强超过0.6Mpa时由于补偿圈过厚，难以伸缩，失去温差补偿的作用，就应考虑其他结构。固定管板式换热器主要有外壳、管板、管束、顶盖（又称封头）等部件构成。在圆形外壳内，装入平行管束，管束两端用焊接或胀接的方法固定在管板上，两块管板与外管直接焊接，装有进口或出口管的顶盖用螺栓与外壳两端法兰相连。它的特点是结构简单，没有壳侧密封连接，相同的壳体内径排管最多，在有折流板的流动中旁路最小，管程可以分成任何管程数，因两个管板由管子互相支撑，故在各种管壳式换热器中它的管板最薄，造价最低，因而得到广泛应用。这种换热器的缺

4、点是：壳程清洗困难，有温差应力存在。当冷热两种流体的平均温差较大，或壳体和传热管材料膨胀系数相差较大，热应力超过材料的许用应力时，26在壳体上需设膨胀节，由于膨胀节强度的限制，壳程压力不能太高。这种换热器适用于两种介质温差不大，或温差较大但壳程压力不高，及壳程介质清洁，不易结垢的场合。26二、设计条件说明1、我们小组设计第三效，分三个换热器完成任务，每个换热器的温度差为2°C。2、换热器类型选择：(1)由于卤水为高粘度流体，卧式换热器的阻力太大，所以选用立式换热器。(2)由于壳程的加热介质为水蒸气，选用立式换热器有利于蒸汽与冷凝液的分离，换热效果更好。(3)从安装以及经济角度来说，立式的比卧式

5、的安装更加简单，经济性更加优越。3、操作条件：管程流体为卤水，壳程流体为30Mpa下的饱和水蒸气。4、卤水的物性参数表卤水典型组成/（g/L）Ca2+Mg2+SO42-Cl-NaCl1.620.153.31178.20293.7635℃时卤水的物性参数密度/(kg/m3)1180恒压比热容/[kJ/(kg.℃)]3.39黏度/(mPa.s)2.3导热系数/[W/(m.℃)0.57固体氯化钠晶体的密度：2200kg/m3盐浆能顺畅流动时的固相体积分率：0.605、附图：具有分效预热的卤水真空蒸发制盐系统（平流进料，顺流排盐）接真空泵盐浆去脱水干燥系统板式换热器循环下水来自热电站的生蒸汽389kP

6、a冷凝水循环上水冷凝水冷凝水冷凝水盐浆盐浆盐浆28%V26%V24%V22%V55℃61℃83℃105℃精制卤水V198.6kPa84.5kPa30.0kPa9.6kPaIIIIIIIV卤水分效预热系统35℃I效预热器（组）II效预热器（组）III效预热器（组）266、设计方案的选定控制条件和设备类型的选择：1）设备类型的选择换热器类型：立式固定管板式换热器管程壳程：单管程单壳程2）操作条件：介质介质性质工作温度进/出℃工作压力KPa设计温度℃设计压力MPa壳程饱和水蒸气无毒无害66.5/66.5301501.0管程卤水易结垢55/57101.3251501.0三、设计结果概要换热器主要结构尺

7、寸和设计结果：换热器形式：单管程固定管板式列管换热器换热面积/28.39工艺参数名称物料名称操作压力/kPa操作温度/流量/()管程卤水55/57104.872壳程水蒸气30.066.50.3179流体密度/1168.10.19092流速/（m/s)0.8874.503传热量/KW741.88总传热系数/1059.40导热系数/0.6033750.02146传热系数/2665.557115.47污