年產3 6萬噸酒精精餾系統換熱器課程設計說明書

2022-05-18 13:46:01 字數 2592 閱讀 5126

(畢業設計(**)原創性宣告和使用授權說明

原創性宣告

本人鄭重承諾:所呈交的畢業設計(**),是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知,除文中特別加以標註和致謝的地方外,不包含其他人或組織已經發表或公布過的研究成果,也不包含我為獲得及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。

對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體,均已在文中作了明確的說明並表示了謝意。

作者簽名日期:

指導教師簽名日期:

使用授權說明

本人完全了解大學關於收集、儲存、使用畢業設計(**)的規定,即:按照學校要求提交畢業設計(**)的印刷本和電子版本;學校有權儲存畢業設計(**)的印刷本和電子版,並提供目錄檢索與閱覽服務;學校可以採用影印、縮印、數位化或其它複製手段儲存**;在不以贏利為目的前提下,學校可以公布**的部分或全部內容。

作者簽名日期:

學位**原創性宣告

本人鄭重宣告:所呈交的**是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標註引用的內容外,本**不包含任何其他個人或集體已經發表或撰寫的成果作品。

對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體,均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本宣告的法律後果由本人承擔。

作者簽名日期: 年月日

學位**版權使用授權書

本學位**作者完全了解學校有關保留、使用學位**的規定,同意學校保留並向國家有關部門或機構送交**的影印件和電子版,允許**被查閱和借閱。本人授權大學可以將本學位**的全部或部分內容編入有關資料庫進行檢索,可以採用影印、縮印或掃瞄等複製手段儲存和彙編本學位**。

涉密**按學校規定處理。

作者簽名日期: 年月日

導師簽名日期: 年月日

內蒙古工業大學課程設計任務書

課程名稱: 食品工程原理學院: 班級:

學生姓名: 學號: 指導教師:

摘要本次課程設計是對同學們自己動手查閱資料,設計流程,應用公式等等綜合能力的考查。在此次設計過程中我設計了年產3.6萬噸酒精精餾換熱器,其中包括:

原料預熱器、塔頂全凝器,塔頂冷卻器,塔底再沸器,塔底冷卻器的設計。自6月27日開始查閱相關資料,經過兩天的查閱,基本對工藝流程與接下來要做的事有了基本的了解。在設計過程中大家一起集思廣益,遇到難點時一起討論,對原料預熱器、塔頂全凝器、塔頂產品冷卻器、塔底殘液冷卻器、塔底再沸器進行計算。

其中只對原料預熱器、塔頂全凝器和塔頂產品冷卻器進行精算;其餘只進行粗算。

關鍵詞:換熱器、冷卻器、全凝器、預熱器。

進行換熱器的設計,首先應根據工藝要求確定換熱系統的流程方案並選用適當型別的換熱器,確定所選換熱器中流體的流動空間及流速等引數,同時計算完成給定生產任務所在地需的傳熱面積,並確定換熱器的工藝尺寸。

流程方案的初步設計中,考慮使用塔底殘液的廢熱來預熱原料液,達到廢熱再利用的效果,實現節能減排。

本次換熱系統為精餾系統的換熱裝置,包括原料預熱器,塔頂全凝器,塔頂產品冷卻器,塔底再沸器,塔底殘液冷卻器。對原料預熱器和塔頂產品冷凝器進行精算,塔頂冷卻器和塔底殘葉冷卻器只作初算,而塔底再沸器不作要求。

對於所選擇的換熱器,應盡量滿足以下要求:具有較高的傳熱效率、較低的壓力降;重量輕且能承受操作壓力;有可靠的使用壽命;產品質量高,操作安全可靠;所使用的材料與過程流體相容;設計計算方便,製造簡單,安裝容易,易於維護與維修。

在實際選型中,這些選擇原則往往是相互矛盾、相互制約的。在具體選型時,我們需要抓住實際工況下最重要的影響因素或者說是所需換熱器要滿足的最主要目的,解決主要矛盾。

本文中兩流體溫差介於50℃和70℃之間的選擇帶補償圈的固定管板式換熱器,小於50℃的選擇固定管板式換熱器。

根據制定的流程方案,可選擇帶補償圈的和不帶補償圈的固定管板式換熱器,此類換熱器的結構簡單,**低廉,宜處理兩流體溫差50℃到70℃且殼方流體較清潔及不宜結垢的物料,流體壓強不高於600kpa的情況。

固定管板式換熱器由管板、殼體、封頭等組成。固定管板式換熱器最容易出現的故障就是管子和管板連線部分洩漏。所以必須注意固定管板式換熱器的連線方法和質量。

固定管板式換熱器主要分為管程和殼程兩大部分。

1.2.2.1管程結構

換熱器管程由換熱管、管板、封頭或管箱組成。

1、換熱管布置和排列間距

管束的多少和長短由傳熱面積的大小和換熱器結構來決定,它的材質選擇主要考慮傳熱效果、耐腐蝕性能、可焊性等。常用管徑和壁厚有¢19×2,¢25×2.5等;管長有1500mm、2000mm和3000mm;材料有普碳鋼或不鏽鋼等。

在管程結垢不很嚴重以及允許壓力降較高的情況下,採用ф19mm×2mm直徑的管子更為合理。這次用到的換熱器的壓力不大,換熱器中流體沒有腐蝕性,所以選擇ф25×2.5 mm碳鋼管。

本次設計採用ф25×2.5 mm碳鋼管。

換熱管管板上的排列方式有正方形直列、正三角形排列、同心圓排列,正三角形排列比較緊湊,管板利用率高,管外流體湍動程度高,對流傳熱系數大,但管外清洗較困難;正方形排列便於機械清洗;同心圓排列用於小殼徑換熱器,外圓管布管均勻,結構更為緊湊。

本次設計選擇正三角形的排列方式。

2、管子與管板及其連線方式的選擇

管板的作用是將受熱管束連線在一起,並將管程和殼程的流體分隔開來。列管式換熱器管板是用來固定管束連線殼體和端蓋的乙個圓形厚板,它的受力關係比較複雜。厚度計算應根據我國「鋼製壓力容器設計規定」進行,一般採用20到30個公釐的。

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