课程设计
课程名称：环境工程原理课程设计
设计题目：烟气回收废热换热器的设计学院：环境科学与工程学院
专业：再生资源科学与技术
年级：2010级
学生姓名：杨琴
指导教师：马丽萍老师
日期：2013年6月24日-7月5日
教务处制
课 程 设 计 任 务 书
环境科学与工程 学院 再生资源科学与技术 专业 2010 级 学生姓名： 杨琴
课程设计题目： 烟气回收废热换热器的设计 课程设计主要内容： 一、设计任务
设计一个列管式换热器，用于回收烟气中余热，完成换热器的工艺设计与计算，有关附属设备的设计和选型，绘制换热系统的工艺流程图和换热器装置图，编写设计说明书。 二、设计条件
1、气体混合物成分：近似空气； 2. 设计处理量Q ： 100000 Nm 3
/h ； 3. 热物料(废气)温度 ℃: (1) 换热器入口温度t 1: 400 (2) 换热器出口温度t 2:150 4. 冷物料(空气)温度 ℃: (1) 换热器入口温度θ1: 55
(2) 换热器出口温度θ2: 200～250.(换热器出口温度θ2为参考值) (3) 冷物料流量L: 100000 Nm 3/h.
5. 气体特性参数
1.35 kJ/(kg?K),
(1) 平均比热容c
p
(2) 给热系数α:0.05kW/(m2?K);
6. 操作压力(表)P:0 kPa;
7. 其余条件: 自定。但需简述理由或依据。
8.工作日：每年300天，每天24小时计
9.厂址：昆明某地区
三、设计内容
1.选择换热器类型及流体流程；
2.计算换热器的热负荷；
3.换热器换热面积及结构尺寸计算；
4.传热系数计算及传热面积校核；
5.换热器管程、壳程接管尺寸计算；
6.附属设备设计或选择，压降核算；
7.绘制生产工艺流程图（2号图纸）；
8.绘制换热器装置图（1号图纸）；
9.对设计过程的评述和有关问题讨论。
设计指导教师（签字）：
教学基层组织负责人（签字）：
年月日
目录
摘要 (1)
1.总论 (1)
2. 技术方案的比选 (2)
2.1换热器类型的选择 (2)
2.2流体流径的选择 (4)
2.3流体流动方式的选择 (5)
3.工艺流程的确定 (5)
4.主体设备的设计 (6)
4.1 换热器结构设计计算 (6)
4.1.1出口温度的确定及物料物性参数的选取 (6)
4.1.2 换热器换热面积的估算 (7)
4.1.3 换热器结构的设计计算 (8)
4.2 换热器结构设计的核算 (11)
4.2.1核算压强降 (11)
4.2.2核算总传热系数 (12)
4.2.3核算传热面积和壁温 (14)
4.3设备选型 (15)
5. 附属设备的选型 (15)
5.1流体进出口连接管直径 (15)
5.2 拉杆 (16)
5.3 防冲板 (16)
5.4管箱 (17)
5.5浮头法兰和钩圈 (17)
5.6壳体法兰 (18)
5.7浮头管板 (18)
5.7.1管板厚度 (18)
5.7.2管板直径 (18)
5.7.3管孔 (18)
5.8圆筒壳体 (18)
6. 设计结果与讨论 (19)
6.1设计结果 (19)
6.2结果讨论 (19)
7.收获体会 (20)
8.致谢 (21)
9.参考文献 (21)
摘要
烟气余热回收是指利用换热器从各种烟气中提取一部分热量加以利用，它是节能工作的一个重要方面, 其节能效果显著。为此进行了烟气回收废热换热器的设计，通过查阅大量的资料和数据，反复计算和核算，最终选定了列管式换热器中的浮头式换热器作为烟气回收废热的换热设备，确定了换热器的结构为二壳程单管程，基本尺寸为外壳内径为1900mm，换热器管子长度为4m。最终对换热器进行了性能评价，设计的换热器基本能满足生产上的要求，强度足够和结构可靠，但是由于选用了非标构件，可能不便于制造，生产成本较高。
关键词：换热器列管式浮头式设计
1.总论
换热器是工业传热过程中必不可少的设备，几乎应用于包括动力、化工、冶金、轻工等一切工业部门。随着技术的进步，以及节约原材料和能源的紧迫性，使各工业部门越来越重视提高换热器的性能。换热器工作性能的优劣直接影响着整个装置的综合特性，因此换热器的合理设计是极其重要的。
换热器种类繁多，按照冷、热流体热量交换的原理和方式的不同，换热器可分为，混合式换热器，蓄热式换热器和间壁式换热器三大类。常见的换热器有列管式换热器、套管式换热器，管式换热器、板式换热器、翅片换热器等，其中应用最广泛的是列管式换热器。目前这种换热器被当作为一种传统的标准换热器，在许多工业部门中被大量采用，并占据主要地区。由于列管式换热器容易制造，可供选择的材料范围较广，换热表面清洗方便，适应性强，处理能力大，特别是能应用在高温、高压下工作，所以它能在近代出现的各种新型，高效和紧凑换热器的竞争发展中，得以继续存在。随着能源价格日益高涨,空气污染日渐严重,降低能耗,减少污染物排放已成为重要议题。其中利用换热器进行烟气废热利用也显得日益重要，一方面节省了能源，另一方面又减小了污染，在实际的生产中有着重要的意义。
本次课程设计就是设计一个列管式换热器，用于回收工厂排放的烟气余热，该列管换热器除了要满足最基本的工艺要求，还应该考虑资源的充分利用，要根据技术上的可能性和经济上的合理性，对资源进行综合利用。不仅要减少换热器
本身的投资，还要减少其它辅助设备的投资。对同一种形式的换热器，由于各种条件不同，往往采用的结构亦不相同。在工程设计中，除尽量选用定型系列产品外，也常按其特定的条件进行设计，以满足工艺上的需要（得到适合工况下最合理最有效也最经济的便于生产制造的换热器等等）。
本次设计通过查阅了大量资料，老师认真指导，反复的计算和校核，最终确定换热器的类型和尺寸。整个过程涉及了各种数据的分析以及经验为基础的定性决断。
2. 技术方案的比选
2.1换热器类型的选择
随着现代化工和石油化工的飞速发展，为了适应各种换热条件，换热器有多种形式。总的来说换热器分管式和板式两大类，每种结构形式的换热设备都有其特点，具体如下：
（1）管式换热器
这类换热器，具有结构坚固，操作弹性大和使用范围广等优点。尤其在高温、高压和大型换热器中，占有相当优势。但是其换热效率、设备结构的紧凑性和金属消耗量等方面都不如其它新型换热器。管式换热器根据生产需要的不同还可分为蛇管式换热器、套管式换热器、列管式换热器。
（2）板式换热器
这类换热器的传热性能要比“管式”换热器优越，由于结构上的特点，使流体能在较低的速度下就达到湍流状态，从而强化了传热。该设备采用板材制作，故在大规模组织生产时，可降低设备成本，但其耐压性能比“管式”为差。板式换热器根据生产需要的不同又可分为螺旋板换热器、板式换热器、板翅式换热器、板壳式换热器、伞板式换热器和空气冷却器。
目前工业部门中采用的列管式换热器具体结构样式很多，基本形式有固定管板式，浮头式和Ｕ形管，其特点如下：
（1）固定管板式换热器
固定管板式即两端管板和壳体连接成一体，因此它具有结构简单和造价低廉的优点。但是由于壳程不易检修和清洗，因此壳方流体应是较洁净且不易结垢的
物料。当两流体的温度差较大时，应考虑热补偿，在外壳上焊上一个补偿圈。这种热补偿方法简单，但不宜用于两流体温度差太大（不大于70℃）和壳方流体压强过高（一般不高于600kp）的场合。
（2）Ｕ形管式换热器
仅有一个管板，管子两端均固定于同一管板上。这类换热器的特点是所有每根管子都能自由膨胀，不受其他管子和外壳的限制。管束可以从外壳内抽出，便于清洗管子外壁，但管内壁的污垢不便于用机械方法清洗。另外Ｕ形管是一层层套装的，如果内层管子破损，则无法更换。Ｕ形管换热器适用于温差大，管内流体较清洁的场合。
（3）浮头式换热器
浮头式换热器由于两端管板之一不与外壳固定连接，所以当管子受热（或受冷）时，管束连同浮头可以自由伸缩，而与外壳的膨胀无关。浮头换热器不但可以补偿热膨胀，而且由于固定端的管板是以法兰与壳体相连接的，因此管束可以从壳体中抽出，便于清洗和检修。
通过对处理的烟气的物性特点进行分析，结合以往工业实践的经验和各种换热器的结构特点，对于气-气热交换常选用列管换热器，对压力、温度较高的特殊情况也用列管换热器。对于气-气换热的管式换热器，由于两侧气体换热系数差别不大，而且烟道气-空气换热器，工作条件恶劣，积灰严重，所以应采用光管作换热面。考虑到烟道气会有结垢和积灰，为了方便清洗和检修，所以应选用浮头式列管换热器。
通过以上分析，综合烟道气的物性特点以及各种换热器的特点和适用范围，最终确定为用列管式中的浮头换热器。
2.2流体流径的选择
在设计时必须正确选定哪一种流体走管程，哪一种流体走壳程。这时要考虑下述一些原则：
1、不洁净和易结垢的流体宜走管内便于清洗管子，浮头式换热器壳程便于清洗。
2、腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。
3、压强高的流体宜走管内，以免壳体受压，可节省壳程金属消耗量。
4、饱和蒸汽宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，它对清洗无要求。
5、被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，增强冷却效果。
6、需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。
7、粘度大的液体或流量较小的流体宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re值(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数。
8、若两流体的温度差较大，对流传热系数较大者宜走管间，因为壁温接近传热系数较大的流体温度，可以减小热应力。
在选择流体流径时，上述各点常不能同时兼顾，所以应视具体情况抓住主要矛盾。首先对烟道气的特点进行分析，烟道气通常会有积灰，为了便于清洗，烟道气应走管内。
2.3流体流动方式的选择
流体在热交换器内的流动方式对整个设计的合理性有很大的影响，因而对流动方式的选择，应给予充分注意。一方面，既要考虑在给定的温度状况下，保证获得较大的平均温差，以减小传热面积，降低金属或其它材料的消耗；另一方面，要尽可能使传热温度比较均匀，应有最好的传热工况，以便得到较高的传热系数，同时起到减小传热面积的作用。
变温传热时，若两流体的相互流向不同，则对温度差的影响也不同。现分别就并流和逆流以及错流和折流来做些比较。
（1）并流和逆流
在换热器中，两流体以相同的方向流动，称为并流；若流动方向相反，则称为逆流。在流体进、出口温度相同的条件下，以逆流的平均温度差最大，并流的平均温度差最小，其它各种流动方式的平均温度差均介于并流和逆流之间。因此，在逆流时可减小所需的传热面积。
（2）错流和折流
错流和折流的平均温差介于顺流和逆流之间，采用折流或错流形式的原因除了为满足换热器的结构要求外，就是为了提高总传热系数。但是平均温度差较逆流时低。在选择流向时应综合考虑，温度差校正系数值不宜过低，一般设计时应大于0.9 ，至少不能低于0.8。
虽然逆流有较高的平均温度差，但纯粹的逆流和并流，只有在套管式或螺旋板这一类换热器中才能实现。列管换热器流体流动方式的选择不是完全从热工角度出发，更多的是由结构所决定。因此为了满足换热器的结构要求，流体的流动方式为折流。
3.工艺流程的确定
换热器在各工业部门中得到广泛的应用，并成为必不可少的占有很大比例的设备，而且其工作性能的优劣直接影响着整个装置的综合特性，因此换热器的合理设计是较为重要的。在设计中进行工艺流程的确定，也显得较为重要，它反映了在整个工段中物料的走向、组成、流量等。它既可用作审查的资料，又可作为
进一步设计的依据，并且还可供今后生产操作时参考。
通过分析，确定了烟道气和冷空气的流径，烟道气走管程，冷空气走壳程，两流体的流动方式为并流。最终被加热的冷空气，可以用于供暖，和加热等，有着重要的节能意义。具体工艺流程如下图：
4.主体设备的设计 4.1 换热器结构设计计算
4.1.1出口温度的确定及物料物性参数的选取 由课程设计任务书可知：
(1) 热物料(烟道气)的进口温度为400℃ ，出口温度为150℃。 (2) 组成类似于空气。 因此烟道气的定性温度为：
C t o 2752
150
400=+=
在此温度下，烟道气的物性参数为：
(
)(
)
C
m W C
kg kJ c s Pa m kg o h o
ph h ??=?=??==/1045.44/043.131085.22/644.012-5-3h λμρ）导热系数（）定压比热容（）粘度（）密度（
冷物料(空气)的出口温度需要经过计算，因此，先假设 200℃-250℃中的200℃为出口温度。此时在定性温度127.5℃下：
℃）
（定压比热容密度?==kg k 011.1882.03
J c m kg pc ιρ
根据能量守恒原理，假设换热器的热损失可忽略时，则热流体放出的热量等于冷流体吸收的热量，可建立热平衡关系：
C C
C
t C W T T C W Q Q o o o pc c ph h 1492
55
243243243)55t (011.1822.0100000)150400(043.1644.0100000)
t t ()(22122121=+=-???=-???-=-=定性温度为：因此冷流体（空气）的所以出口温度应该是即有：
在此温度下，空气的物性参数为：
()
()
683
.05/1056.34/015.131041.22/835.01p 2-5-3h =??=?=??==C C m W C kg kJ c s
Pa m kg o h o ph h ）普朗特准数（）导热系数（）定压比热容（）粘度（）密度（λμρ 4.1.2 换热器换热面积的估算 （1）传热热负荷
W
h kJ Q T T C W Q h h 4664528/16792300)150400(043.1644.0100000)
(21p ==-???=-?=
(2)平均温度差
这样已知冷热流体的进、出口温度T 和t 就可以求平均温度差△m t 先按逆流时，计算逆流时的对数平均温度差：
95
157△t 55243t 150400C C C C T o o o o ←→：冷流体：热流体 C
t b P t t P R C t t t 6.10612486.086.0),(23254
.055
4005524333
.15524315040012495157ln 95
157m m
m m =?=?=?=?=--==--==-=???φφ二壳程得页图通过查课本差为：
折流时的对数平均温度、、 （3）换热器传热面积的计算
经过查阅化工手册知，空气的传热系数在10～302 w/(m C)??之间 初步设定26=K 2 w/(m C)?? 根据传热方程：
2
m
97.16826
.106264664528
m A t K Q A =?=
?=
由于面积较大，考虑到设备制造、安装、维护、成本等因素，根据实践经验和参考文献，采取两个换热器并联的方式布局，则每个换热器的面积：
2148.8412
97
.1682m A ==
4.1.3 换热器结构的设计计算 (1).管径和管内流速
两个换热器并联，则每个换热器中热流体质量流量为：
s kg W /944.82
3600644
.0100000s =??=
考虑到烟道气的体积流量较大，结合现有的换热器管子规格，则选用?25?2.5mm 的碳钢管子。
通常，气体管程流速一般为5～30m/s 。所以，预先取管内烟气流速为u ＝16m/s (2).传热管数和管长
根据有关文献，传热管数N t 可按下式计算：
（根）
、、
27654
/644.00004.01614.3944
.84
/2=???=
=t i S
t N p ud W N π
单程管长：
m
L N A L 88.3025
.014.3276548
.841d 0
t 1=??=
=、、、π
若选用L ＝4m 长的管子，则管程数N P 为：
)
(2765276511197
.04
88.3t p 根所以总管子数为：，即管程数为应取、
、=?======N N N N N L L N t p t p
（3）管程流速的校核 管程流通截面
故管程流速假设合理
管程流速s
u m A N d A i i /m 00.162
3600868.0100000
868.027654
02.014.34
2
2t
2
=??==??==
π (4).传热管排列方式
换热管管板上的排列方式有正方形直列、正方形错列、三角形直列、三角形错列和同心圆排列，如下图所示。
(a)正方形排列 (b)正方形错列 (c)三角形直列
(d)三角形错列 (e)同心圆排列
图1-4 换热管管板上的排列方式
正三角形排列结构紧凑；正方形排列便于机械清洗，所以采用正三角形排列。 管板的作用是将受热管束连接在一起，并将管程和壳程的流体分隔开来。管板与管子的连接可胀接或焊接。
此次设计中采用焊接法，管心距025.1d t = 管心距t ＝1.25d0＝1.25?25＝31.25mm 取整，则管心距为t ＝32mm ＝0.032m
由于采用正三角形排列，故横过管束中心线的管束
（根）5827651.11.1=?==t c N n
(5).换热器壳体内径
根据有关手册，换热器内径可用下式计算：
、b n t D c 2)1(+-= 其中b 、
为管束中心线上最外层管的中心至壳体内壁的距离，
一般取0d )5.1~1(b =、 m b 033.0025.03.1=?=、 所以 m D 9.1033.02)158(032.0=?+-?= 即换热器外壳直径为1900mm (6).折流板
根据有关文献，采用弓形折流管，切去的圆缺高度h 为： h ＝0.3D ＝0.3?1900＝570mm
折流板间距B 应介于(0.2～1)D 之间，取B ＝0.7D ＝0.7?1900＝1330mm 折流板数NB 为：
31330
4000
1==-=
B L N B 取NB ＝2块，厚度取20mm 。
4.2 换热器结构设计的核算 4.2.1核算压强降 （1）管程压强降
管程总阻力损失H ft 应是各程直管损失hf1与每程回弯阻力hf2和进出口等局部阻力损失hf3之和，与hf2和hf1相比，hf3可忽略不计，则管程损失为：
P t f f N f h h H )(21f +=
压强计算公式为：2/)3l
(
2i u N f d
P p t +=?λ
ft 是管程结垢后的矫正系数，Φ25x2.5mm 的管子取1.4 烟道气的雷诺准数40009.723010
85.2644
.01602.0u e 5
i i ?=???=
=
-μ
p
d R i 故为湍流，取碳钢粗糙度ε=0.15mm ,则相对粗糙度ε/d=0.15/20=0.0075 查摩擦系数与雷诺准数及相对粗糙度的关系图，可知λ=0.042 将以上数据代入公式得：
Pa
P u N f d
P i p t i 6.13152/16644.014.1302
.04
042.02
/)3l
(
22=????+?=?+=?）（λ
（2）壳程压降
根据埃索法计算壳程压降0P ?，
s s N F P P P
)(210
?+?=?∑
Fs 是壳程压强降的结垢校正因数，对于气体取1.0 壳程的流通截面:)(h 00d n D A c -=
s
m u A /2.232
3600589.0100000
m 598.0)025.0589.1(33.102
0=??==?-?=则壳程流速 2
)1(f 20
b 01pu N n F P
c +=?
F 为管子排列方法对压强降的校正因数，对正三角形F=0.5 当Re>500时，228.00Re 0.5-=f
Pa
P f p
u d 2.19552
2.23835.0)12(581.05.0:1
.0)4.20095(5004.2009510
41.2835
.02.23025.0Re 2
1228.005
00=??+???=?==?=???=
=
--将数据代入得所以，μ
Pa
P pu D B N P B 7.9432
2
.23835.0)9.133.125.3(22)
25.3(222
2=???-?=?-=? 所以壳程总压降为：
Pa
P
N N F P P P
s s 4.579721)7.94302.1955()2()(0
s 210=??+=?=?+?=?∑∑二壳程
经查资料得知，一般来说，液体流经换热器的压强降为10～100kPa ，气体的为1～10 kPa 。计算表明，管程和壳程压降都能满足要求。 4.2.2核算总传热系数 （1）管程对流传热系数αi 管程内的雷诺准数：9.723010
85.2644
.01602.0u e 5
i i =???=
=
-μ
p
d R i 当Re=2300～10000时，对流传热系数可先用湍流时的公式计算，然后把算得的结果乘以校正系数Φ，即得到过渡流下的对流传热系数。
8.15e 106-1R ?=Φ 933.09.723010618
.15
=?-=Φ 865.01045.41085.21035.1r 2
5
3=????==
--λ
μ
p C P
此时可以利用迪特斯和贝尔特关联式乘以校正系数Φ，求管程内对流换热系数：
Φ
?=Φ
?=n i i n up d Nu (Pr))(d 023.0Pr Re 023.08.08.0μ
λα或 当流体被冷却时，n=0.3,将所有数据代入上式的：
()
C m W o ?=?????=-/1.56933.0)865.0()9.7230(02
.01045.4023.03.08.02
i α
（2）壳程对流传热系数α0
换热器内装有圆缺形挡板（缺口面积为25%的壳体内截面积）时，壳方流体的对流传热系数为：
14
.03/155.00e
0)(
Pr ))(
(
36.0w
e p
u d d μμμ
λ
α= de 为当量直径，选三角形排列时，当量直径de 为：
22220e 04t d 40.0320.0252424d =
0.02 m d 0.025
ππππ???-??-???
????==?? 流速u0根据流体流过管间最大截面积A 计算，即
20m 55.0)032
.0025.01(33.19.1)1(=-??=-
=t d BD A 换热器壳程流体流速u0为：
s u /m 3.252
360055.0100000
0=??=
假设冷流体侧，壁温为180℃，180℃时黏度s Pa w ??=-51053.2u 将以上数据代入公式得α1：
()
C
m W o ?=?????????=----/7.115)
1053.21041.2(683.0)1041.2835.03.2502.0)(02.01056.3(36.014.05
53
/155.0520α （3）管壁热阻和污垢热阻
由于管内的气体组成类似于空气，管外的气体为空气。经查有关资料得： 管内污垢热阻：()C m W R o ??=-/107.14si 管外污垢热阻均取为：()C m W R o s ??=-/106.850
管壁热阻，碳钢在该条件下的导热系数：()C m W o ?=/19.44λ （4）总传热系数K0
根据有关文献，总传热系数K0可用下式计算：
00000
1
1αλα++++=s m i si i i R d bd d d R d d K 、
m
0225.02
025
.002.0225.102.0025.00=+=
?==m i d d d 所以
将所得数据代入上式得：
()
W
C m K /.0313.07.1151
106.80225.019.44025.00025.002.0025.0107.102.01.56025.012540
=+
?+??+??+?=--、
即：总传热系数()
C m W K o ?==/9.31.0313
.01
0、 (5)传热系数校核
范围内假设合理、、
25.1~15.123.126
9
.310
00===K K
K K
4.2.3核算传热面积和壁温 （1）传热面积校核 所需传热面积：20m 7.13716
.1069.314664528
=?=?=
m t K Q A 安全系数；
26.17
.13712.868==A A 、 此值在1.05～1.30之间，符合安全。 （2）外壳尺寸的核算
此外还要核算所需要的2765根管子能否安装进外壳为1900mm 的换热器中： 一个换热器中所有管子的截面积和:
2
22222
2
2
083.291.155.01.3655.0最大截面积大83.24
9.114.34m 36.127654
025.014.34m m m D S N d S t ?=+==?===??=?=壳程整个换热器截面：、
ππ
故2765根管子能安装进外壳为1900mm 的换热器中。 （3）壁温核算
冷流体侧的壁温可以按下列公式计算
C t t R K t t o m m
s m w 1492
55
243)1
(00
=+=
?++=α
所以冷流体侧的壁温为：
C t o w 190149)106.87
.1151
(9.311495=??+?+=-
与假设的壁温相差10C o
，在允许范围内。
由于C C t T o o m 501261492752
55
2432150400m ?=-=+-+=
- 该温差较大，需温度补偿装置，因此，可选浮头式换热器。 4.3设备选型
根据上述设计计算结果，本次设计所选用换热器的类型及主要结构尺寸见表一： 表一 换热器主体结构尺寸
5. 附属设备的选型
以上已经得出该列管式换热器应当选用浮头式换热器，所以其附属设备均按照浮头式换热器的标准来选型。 5.1流体进出口连接管直径
换热器中流体进、出口的接管直径按下式计算 壳程进出口连接管直径：
废矿物油资源再生综合利用技术 史召霞 人们在工业生产和日常生活中，不可避免地会产生各种废矿物油。废矿物油属于危险废物，其中含有多种毒性物质。然而，废油其实并不废，其中变质的部分只有百分之几，是一种宝贵资源，将其综合利用，对于缓解我国资源紧缺的局面、解决油品供不应求的瓶颈问题，对于提高现有资源利用率、保护生态环境都具有十分重要的意义。 一、废矿物油的来源 废矿物油的产生来源主要为以下2种： 1、机械、动力、运输等设备的更换油及清洗油，如各类润滑油、液压油等，主要来自机动车维修行业、机械加工制造业等。 2、油类产品仓储过程中产生的沉积物。如加油站的油罐，隔油池的底泥，炼油厂含油污水处理设施产生的油泥等。 二、废矿物油的危害 废矿物油已被列入《国家危险废物名录》，编号为HW08。废矿物油是由多种物质组成的复杂混合物，主要成分有C15-C36的烷烃、多环芳烃（PAHs）、烯烃、苯系物、酚类等。其中的各种成分对人体都有一定的毒性和危害作用。因此一旦大量进入外环境，将造成严重的环境污染。另外，废矿物油还会破坏生物的正常生活环境，具有造成生物机能障碍的物理作用。例如废矿物油污染土壤后由于其粘稠性较大，除了堵塞土壤孔隙及破坏土质外，还能粘在植物根部形成一层粘膜，妨碍根部对水分和营养物质的吸收，造成植物根部腐烂，缺乏营
养而大面积死亡。当土壤孔隙较大时，石油废水还可以渗透到土壤深层，甚至污染浅层地下水。 三、废矿油的处置现状 近几年，人们的环保意识逐年增强，因此，在实际的生产生活中，将废矿物油直接排放的为数不多，主要还是将产生的废矿物油转移给其他单位进行回收处置。但目前国内具有相应环保资质的企业不多，有近2/3的废矿物油被转移至无资质回收企业进行再提炼，这些废矿物油再加工企业的提炼工艺绝大多数为国家强制淘汰的落后工艺，这种“小炼油”企业基本没有任何污染防治措施，其简单落后的加工过程造成了环境的严重污染和资源的极大浪费。 四、废矿物油的处置及再利用技术 目前我国废油的主要去向是①焚烧或直接废弃，流入下水道、河流、荒地等；②经脱重金属后直接利用，作为燃料或者做沥青稀释剂、高硫燃料的掺和原料等；③简单清洁处理（过滤）后继续替代使用，这是假冒伪劣润滑油的主要来源之一；④再生（再精炼）。 传统的废润滑油回收再生技术为蒸馏-硫酸-白土精制工艺，其最大的缺点是过程中产生的废物容易污染环境。目前国外许多石油公司都在研究和开发新的废油回收技术，国内也在积极开展这方面的研究。目前为止主要的再生工艺有：酸-白土精制型、蒸馏-萃取-白土精制型、蒸馏-溶剂精制-加氢精制型、脱金属-固定床加氢精制型和蒸馏-加氢精制型、催化裂解、高温深度热裂解、膜分离、分子蒸馏等。 （1）酸-白土精制型用硫酸对废润滑油进行精制，排出酸渣后，
——大学《化工原理》列管式换热器 课程设计说明书 学院： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 时间：年月日
目录 一、化工原理课程设计任务书............................................................................ . (2) 二、确定设计方案............................................................................ (3) 1.选择换热器的类型 2.管程安排 三、确定物性数据............................................................................ (4) 四、估算传热面积............................................................................ (5) 1.热流量 2.平均传热温差 3.传热面积 4.冷却水用量 五、工艺结构尺寸............................................................................ (6) 1.管径和管内流速 2.管程数和传热管数 3.传热温差校平均正及壳程数 4.传热管排列和分程方法 5.壳体内径 6.折流挡板 (7) 7.其他附件 8.接管 六、换热器核算............................................................................ . (8) 1.热流量核算 2.壁温计算 (10) 3.换热器内流体的流动阻力 七、结构设计............................................................................ . (13) 1.浮头管板及钩圈法兰结构设计 2.管箱法兰和管箱侧壳体法兰设计 3.管箱结构设计 4.固定端管板结构设计 5.外头盖法兰、外头盖侧法兰设计 (14) 6.外头盖结构设计 7.垫片选择
概述 本规范描述了组合式空调机组的设计参数、性能要求、设计工况及各元件设计和选型方法。组合式空调机组基本型号有24个，功能段包括混合段、初效过滤段、中效过滤段、表冷段、热盘管段、电加热段、各种加湿、风机段、消声段等二十余种功能段。 组合式空调机组的长、宽、高是按模数进行设计，标准规定：1M=158mm，基本命名方式为：MKZXXXX，前两为数字表高度上的模数，后两位表示宽度上的模数，尺寸的计算方法为：L=XX*158+50（70）（面板厚度为30mm时取50，面板厚度为50mm时取70）。 组合式空调机组的具体命名方法可参阅组合式空调机组产品分类与型号命名（） 组合式空调机组的基本设计工况： 混合段、初效过滤段、中效过滤段、表冷段、热盘管段、电加热段、加湿段、风机段、消声段等进行自由组合，对空气的进行处理，满足客户对空气洁净度和舒适度、环境噪声的需求。 第一章换热器设计计算方法 换热器用来实现空气与热源载体——水进行能量交换的设备，是空调末端产品中最重要的部件之一。主要构件有进出水管、集水管、铜管、翅片、U型管、端板等，下面主要介绍表冷器大小、翅片形式、铜管大小等的选择，其结构上的知识不做介绍。 我们公司换热器的命名方法： 换热器的中文名称加三个主参数，即：换热器 M*N*L，M表示换热器厚度方向铜管排数，N表示换热器高度方向的铜管数，L表示换热器有效长度（即换热铜管长度），如：换热器 4*20* 1500，表示4排换热器，高度方向有20根管，换热器铜管的有效长度为1500。换热器的其他构件相关尺寸都是以这三个基本参数为依据换算而来。 换热器M×N×L（换热器系列部件图样代号及名称） MK．HRQ3Z 换热器8×24×2015（换热器系列部件图样代号及名称） 表示换热管规格为φ16、总水管通径为DN65（3型管）、8排（M=8）换热管、每排管数 为24（N=24）、换热器迎风面长度或换热管有效长度为2015mm（L=2015）的左式换热器。 具体名称命名方式可参阅换热器命名。 换热器的设计： 一、基本参数的设计： M 一般尽量按客户要求选择，在客户没有要求的情况下，我们根据N、L的值，加上我们的经验公式（见后）进行计算。 N、L 根据我们规划的段位尺寸，保证换热器在表冷段中便于安装，且有最大的换热面积和迎风面积，具体的段位尺寸见组合空调标准段位图。 二、翅片和铜管的选择 目前我们公司有波纹片、开窗片、平片三种翅片形式。波纹片主要是与φ16铜管配套，开窗片、平片与φ铜管配套。风机盘管主要采用φ铜管套平片，空调箱按风量区别，5000m3/h以上的采用φ16铜管套波纹片，5000m3/h以下的采用φ铜管套开窗片。 波纹片与φ16铜管换热器特点：风阻较小，换热能力较小。开窗片与φ的换热器特点：风阻较大，换热能力较大。平片与φ的换热能力最小。
设计（论文）题目： 列管式换热器的设计 目录 1 前言 (3) 2 设计任务及操作条件 (3) 3 列管式换热器的工艺设计 (3) 3.1换热器设计方案的确定 (3) 3.2 物性数据的确定 (4) 3.3 平均温差的计算 (4) 3.4 传热总系数Ｋ的确定 (4) 3.5 传热面积A的确定 (6) 3.6 主要工艺尺寸的确定 (6) 3.6.1 管子的选用 (6) 3.6.2 管子总数n和管程数Np的确定 (6) 3.6.3 校核平均温度差 t m及壳程数Ns (7) 3.6.4 传热管排列和分程方法 (7) 3.6.5 壳体径 (7) 3.6.6 折流板 (7)
3.7 核算换热器传热能力及流体阻力 (7) 3.7.1 热量核算 (7) 3.7.2 换热器压降校核 (9) 4 列管式换热器机械设计 (10) 4.1 壳体壁厚的计算 (10) 4.2 换热器封头选择 (10) 4.3 其他部件 (11) 5 课程设计评价 (11) 5.1 可靠性评价 (11) 5.2 个人感想 (11) 6 参考文献 (11) 附表换热器主要结构尺寸和计算结果 (12) 1 前言 换热器（英语翻译：heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。 列管式换热器工业上使用最广泛的一种换热设备。其优点是单位体积的传热面积、处理能力和操作弹性大，适应能力强，尤其在高温、高压和大型装置中采用更为普遍。列管式换热器主要有以下几个类型：固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器等。 设计一个比较完善的列管式换热器，除了能满足传热方面的要求外，还应该满足传热效率高、体积小、重量轻、消耗材料少、制造成本低、清洗维护方便和操作安全等要求。 列管式换热器的设计，首先应根据化工生产工艺条件的要求，通过化工工艺计算，确定换热器的传热面积，同时选择管径、管长，确定管数、管程数和壳程数，
换热器的设计 换热器概述 换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多任务业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中，间壁式换热器应用最多。换热器随着换热目的的不同，具体可分为加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器，再沸器和热交换器等。由于使用条件的不同，换热设备又有各种各样的形式和结构。 换热器选型时需要考虑的因素是多方面的，主要有: ①热负荷及流量大小； ②流体的性质； ③温度、压力及允许压降的范围； ④对清洗、维修的要求； ⑤设备结构、材料、尺寸、重量； ⑥价格、使用安全性和寿命； 按照换热面积的形状和结构进行分类可分为管型、板型和其它型
式的换热器。其中，管型换热器中的管壳式换热器因制造容易、生产成本低、处理量大、适应高温高压等优点，应用最为广泛。 管型换热器主要有以下几种形式： （1）固定管板式换热器：当冷热流体温差不大时，可采用固定管板的结构型式，这种换热器的特点是结构简单，制造成本低。但由于壳程不易清洗或检修，管外物料应是比较清洁、不易结垢的。对于温差较大而壳体承受压力较低时，可在壳体壁上安装膨胀节以减少温差应力。 （2）浮头式换热器：两端管板只有一端与壳体以法兰实行固定连接，称为固定端。另一端管板不与壳体连接而可相对滑动，称为浮头端。因此，管束的热膨胀不受壳体的约束，检修和清洗时只要将整个管束抽出即可。适用于冷热流体温差较大，壳程介质腐蚀性强、易结垢的情况。 （3）U形管式换热器换：热效率高，传热面积大。结构较浮头简单，但是管程不易清洗，且每根管流程不同，不均匀。 表1-1 换热器特点一览表
废矿物油资源再生综合 利用技术 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
废矿物油资源再生综合利用技术史召霞人们在工业生产和日常生活中，不可避免地会产生各种废矿物油。废矿物油属于危险废物，其中含有多种毒性物质。然而，???废油其实并不废，其中变质的部分只有百分之几，是一种宝贵资源，将其综合利用，对于缓解我国资源紧缺的局面、解决油品供不应求的瓶颈问题，对于提高现有资源利用率、保护生态环境都具有十分重要的意义。 一、废矿物油的来源 废矿物油的产生来源主要为以下2种： 1、机械、动力、运输等设备的更换油及清洗油，如各类润滑油、液压油等，主要来自机动车维修行业、机械加工制造业等。 2、油类产品仓储过程中产生的沉积物。如加油站的油罐，隔油池的底泥，炼油厂含油污水处理设施产生的油泥等。 二、废矿物油的危害 废矿物油已被列入《国家危险废物名录》，编号为HW08。废矿物油是由多种物质组成的复杂混合物，主要成分有C15-C36的烷烃、多环芳烃（PAHs）、烯烃、苯系物、酚类等。其中的各种成分对人体都有一定的毒性和危害作用。因此一旦大量进入外环境，将造成严重的环境污染。另外，废矿物油还会破坏生物的正常生活环境，具有造成生物机能障碍的物理作用。例如废矿物油污染土壤后由于其粘稠性较大，除了堵塞土壤孔隙及破坏土质外，还能粘在植物根部形成一层粘膜，妨碍根部对水分和营养物质的吸收，造成植物根部腐烂，缺乏营养而大面积死亡。当土壤孔隙较大时，石油废水还可以渗透到土壤深层，甚至污染浅层地下水。 三、废矿油的处置现状
近几年，人们的环保意识逐年增强，因此，在实际的生产生活中，将废矿物油直接排放的为数不多，主要还是将产生的废矿物油转移给其他单位进行回收处置。但目前国内具有相应环保资质的企业不多，有近2/3的废矿物油被转移至无资质回收企业进行再提炼，这些废矿物油再加工企业的提炼工艺绝大多数为国家强制淘汰的落后工艺，这种“小炼油”企业基本没有任何污染防治措施，其简单落后的加工过程造成了环境的严重污染和资源的极大浪费。 四、废矿物油的处置及再利用技术 目前我国废油的主要去向是①焚烧或直接废弃，流入下水道、河流、荒地等；②经脱重金属后直接利用，作为燃料或者做沥青稀释剂、高硫燃料的掺和原料等；③简单清洁处理（过滤）后继续替代使用，这是假冒伪劣润滑油的主要来源之一；④再生（再精炼）。 传统的废润滑油回收再生技术为蒸馏-硫酸-白土精制工艺，其最大的缺点是过程中产生的废物容易污染环境。目前国外许多石油公司都在研究和开发新的废油回收技术，国内也在积极开展这方面的研究。目前为止主要的再生工艺有：酸-白土精制型、蒸馏-萃取-白土精制型、蒸馏-溶剂精制-加氢精制型、脱金属-固定床加氢精制型和蒸馏-加氢精制型、催化裂解、高温深度热裂解、膜分离、分子蒸馏等。 （1）酸-白土精制型用硫酸对废润滑油进行精制，排出酸渣后，再用白土进行精制，具有投资少、适应性强和可处理小批量废油的优点，但废油再生后形成难以处理的酸渣、废白土、废水和大量的酸性气体二氧化硫，危害员工的身体健康、腐蚀设备、污染环境。
热交换器的选型和设计指南 2换热器的分类及结构特点。...................... 3换热器的类型选择......................... 4无相变物流换热器的选择....................... 5冷凝器的选择............................ 6蒸发器的选择........................... 7换热器的合理压力降......................... 8工艺条件中温度的选用....................... 9管壳式换热器接管位置的选取..................... 10结构参数的选取.......................... 11管壳式换热器的设计要点...................... 12空冷器的设计要点........................ 13空冷器设计基础数据........................
1概述 本工作指南为工艺系统工程师提供换热器的选型原则和工艺参数的选取及计算方法。 2换热器的分类及结构特点。 表2-1换热器的结构分类
3换热器的类型选择 换热器的类型很多，每种型式都有特定的应用范围。在某一种场合下性能很好的换热器，如果换到另一种场合可能传热效果和性能会有很大的改变。 因此，针对具体情况正确地选择换热器的类型，是很重要的。换热器选型时需要考虑的因素是多方面的，主要有： 1）热负荷及流量大小 2）流体的性质 3）温度、压力及允许压降的范围 4）对清洗、维修的要求 5）设备结构、材料、尺寸、重量 6）价格、使用安全性和寿命 在换热器选型中，除考虑上述因素外，还应对结构强度、材料来源、加工条件、密封性、安全性等方面加以考虑。所有这些又常常是相互制约、相互影响的，通过设计的优化加以解决。针对不同的工艺条件及操作工况，我们有时使用特殊型式的换热器或特殊的换热管，以实现降低成本的目的。因此，应综合考虑工艺条件和机械设计的要求，正确选择合适的换热器型式来有效地减少工艺过程的能量消耗。对工程技术人员而言，在设计换热器时，对于型式的合理选择、经济运行和降低成本等方面应有足够的重视，必要时，还得通过计算来进行技术经济指标分析、投资和操作费用对比，从而使设计达到该具体条件下的最佳设计。 3.1 管壳式换热器 管壳式换热器的应用范围很广，适应性很强，其允许压力可以从高真空到 41.5MPa,温度可以从-100 ° C以下到1100° C高温。此外，它还具有容量大、结构简单、造价低廉、清洗方便等优点，因此它在换热器中是最主要的型式。 3.2 特殊型式的换热器 特殊型式的换热器包括有：板式换热器、空冷器、多管式换热器、折流杆式换热器、板翅式换热器、螺旋板式换热器、蛇管式换热器和热管换热器等。它们的使用
年从事废矿物油（HW08）0.5万吨油品回收利用、含镍污泥（HW46、HW17）0.5万吨干化处理项目 环境影响报告书 （简本） 昆山太和环保实业有限公司 2012年11月
1 项目概况 昆山太和环保实业有限公司投资1000万元于昆山市周市镇新镇路689号租用昆山中凯机械科技有限公司土地新建厂房从事含镍污泥（HW46、HW17）干化及废矿物油（HW08）回收处理。项目预计年干化含镍污泥0.5万吨，回收废油品0.5万吨。 1.1 项目名称、地点、建设性质及投资总额 ⑴项目名称：年从事废矿物油（HW08）0.5万吨油品回收利用、含镍污泥（HW46、HW17）0.5万吨干化处理项目； ⑵建设单位：昆山太和环保实业有限公司； ⑶建设地点：昆山市周市镇新镇路689号； ⑷项目性质：新建； ⑸投资总额：投资1000万元，其中环保投资160万元； ⑹项目总用地面积7333.37m2，建筑占地面积4629m2，绿化面积2000m2。 ⑺项目定员：20人； ⑻工作时数：年工作日250天，二班制，每班8小时，年工作4000小时。其中污泥干化年工作时间为4000小时，废油品回收年工作时间400小时。
1.2 项目产品方案 本项目内容包括： ⑴含金属污泥收集及干化处理：含镍污泥（HW46、HW17）5000吨。污泥干燥采用传导加热方式，污泥干化温度控制在150-180℃，污泥进入干化设备中通过桨叶的转动使污泥翻转、搅拌完成干化。污泥干燥加热介质选用导热油为热载体。 ⑵废油品回收：废油品回收（HW08）5000吨。本项目主要从事废机油、废润滑油等油品的资源化回收利用，各类废润滑油经粗滤、聚结分离、真空闪蒸及精滤处理后回收的油品。本项目回收处理后的油品销售给润滑油生产企业作为原材料使用。 项目处理能力见表1-1。 表1-1 项目产品方案一览表 1.3 项目建设内容 表1-2 项目建设内容一览表
年收集、净化1万吨废矿物油项目 可行性研究 一、项目概况 1、项目建设内容与规模 项目拟占地4785平方米（折合7.18亩），皆为重度盐碱荒地，适合于工业项目建设。 建设规模：厂区占地面积4785平方米，总建筑面积3400m2。总投资1100.00万元，根据市场供需情况和项目单位的建设条件，本项目建设规模确定为：年收集、净化废弃矿物油10000吨。 2、项目总投资及资金来源 本项目投入总资金估算为1100万元，其中：建设投资800万元，流动总资金300万元。本项目所投资金全部为公司自筹。
二、项目建设的必要性及可行性 1、项目建设的必要性 （1）符合国家的行业发展政策 我国润滑油产量约占石油产品总量的2%，每年在五百万吨以上，润滑油通过使用或其他原因变质达到一定程度后必须更换，随之就形成了很大数量的废污油。废污油目前的去向一种是丢弃，给土地、地表水、近岸海域及生命体带来巨大的危害；一种是小加工厂收购，由于工艺落后、设备简陋会对环境造成二次污染。总之，随着社会工业化进程的发展，废污油产生量的增加，不适当处置造成对环境的危害也在逐渐加剧。 我国政府先后颁布了一系列的法律法规，明确提出“实施可持续发展战略、大力发展环保产业”环保产业已列入优先发展领域，是国家产业发展的热点和重点。同时提出了“积极扶持、调整结构、提高质量、面向市场”的指导思想，在投资、价格、税收等方面给与优惠政策。 本项目在《产业结构调整指导目录（2005年本）》中属鼓励类项目，符合国家的产业政策。 本工程采用了先进的生产工艺和技术装备。工程原料为废矿物油，一方面不仅可以解决企业产生的废矿物油，得不到妥善处理的问题，另一方面可以使废物充分资源化。本项目作为“危险废弃物处理中心建设”和“再生资源回收利用产业化”中的典型工程，符合产业政策，环保政策，同时具有良好的经济效益和社会效益。 （2）废矿物油利用市场广阔 人们在工业生产和日常生活中，不可避免地会产生各种废矿物油。废矿物油属于危险废物，其中含有多种毒性物质。然而，废矿物油又是一种宝贵资源，将其综合利用，对于缓解我国资源紧缺的局面、解决油品供不应求的瓶颈问题，对
课程设计设计题目：列管式换热器 专业班级：应化1301班 姓名：王伟 学号： U201310289 指导老师：王华军 时间： 2016年8月
目录 1.课程设计任务书 (5) 1.1 设计题目 (5) 1.2 设计任务及操作条件 (5) 1.3 技术参数 (5) 2.设计方案简介 (5) 3.课程设计说明书 (6) 3．1确定设计方案 (6) 3.1.1确定自来水进出口温度 (6) 3.1.2确定换热器类型 (6) 3.1.3流程安排 (7) 3.2确定物性数据 (7) 3．3计算传热系数 (8) 3.3.1热流量 (8) 3.3.2 平均传热温度差 (8) 3.3.3 传热面积 (8) 3.3.4 冷却水用量 (8) 4.工艺结构尺寸 (9) 4.1 管径和管内流速 (9) 4.2 管程数和传热管数 (9)
4.3 传热管排列和分程方法 (9) 4.4 壳体内径 (10) 4.5 折流板 (10) 4.6 接管 (11) 4.6.1 壳程流体进出管时接管 (11) 4.6.2 管程流体进出管时接管 (11) 4.7 壁厚的确定和封头 (12) 4.7.1 壁厚 (12) 4.7.2 椭圆形封头 (12) 4.8 管板 (12) 4.8.1 管板的结构尺寸 (13) 4.8.2 管板尺寸 (13) 5.换热器核算 (13) 5.1热流量衡算 (13) 5.1.1壳程表面传热系数 (13) 5.1.2 管程对流传热系数 (14) 5.1.3 传热系数K (15) 5.1.4 传热面积裕度 (16) 5.2 壁温衡算 (16) 5.3 流动阻力衡算 (17) 5.3.1 管程流动阻力衡算 (17) 5.3.2 壳程流动阻力衡算 (17)
废矿物油的再生与利用 发表时间:2010-03-31 阅读317次 众所周知，人们在工业生产和日常生活中，不可避免地会产生各种废矿物油。废矿物油属于危险废物，其中含有多种毒性物质。然而，废矿物油又是一种宝贵资源，将其综合利用，对于缓解我国资源紧缺的局面、解决油品供不应求的瓶颈问题，对于提高现有资源利用率、保护生态环境都具有十分重要的意义。 一、废矿物油的来源 在杭州，废矿物油的产生来源主要为以下2种： 1、机械、动力、运输等设备的更换油及清洗油，如各类润滑油、液压油等，主要来自机动车维修行业、机械加工制造业等。 2、油类产品仓储过程中产生的沉积物。如加油站的油罐，隔油池的底泥，炼油厂含油污水处理设施产生的油泥等。 经过我们五年多的调查了解，据不完全统计，杭州市一类、二类机动车维修单位超过400家，仅该行业每年产生的废矿物油总量就已超过5000吨。二、废矿物油的危害 废矿物油已被列入《国家危险废物名录》，编号为HW08。废矿物油是由多种物质组成的复杂混合物，主要成分有C15-C36的烷烃、多环芳烃（PAHs）、烯烃、苯系物、酚类等。其中的各种成分对人体都有一定的毒性和危害作用。因此一旦大量进入外环境，将造成严重的环境污染。另外，废矿物油还会破坏生物的正常生活环境，具有造成生物机能障碍的物理作用。例如废矿物油污染土壤后由于其粘稠性较大，除了堵塞土壤孔隙及破坏土质外，还能粘在植物根部形成一层粘膜，妨碍根部对水分和营养物质的吸收，造成植物根部腐烂，缺乏营养而大面积死亡。当土壤孔隙较大时，石油废水还可以渗透到土壤深层，甚至污染浅层地下水。 三、杭州废矿物油的处置现状
杭州是具有较为先进环保理念的城市，近几年，人们的环保意识逐年增强，因此，在实际的生产生活中，将废矿物油直接排放的为数不多，主要还是将产生的废矿物油转移给其他单位进行回收处置。但目前杭州市具有相应环保资质的企业不多，有近2/3的废矿物油被转移至无资质回收企业进行再提炼，这些废矿物油再加工企业的提炼工艺绝大多数为国家强制淘汰的落后工艺，这种“小炼油”企业基本没有任何污染防治措施，其简单落后的加工过程造成了环境的严重污染和资源的极大浪费。 四、废矿物油的处置及再利用 废矿物油再加工一般分为三个阶段：再净化、再精制、再炼制。目前的再利用单位，无论是合法持证企业，还是周边非法的小作坊式企业，其处理方式都主要以再净化为主，相当于简单再生，主要除去废矿物油中的水，一般悬浊杂质和以胶态稳定分散的机械杂质，处置对象绝大多数为汽修企业及机械加工企业产生的废机油、废润滑油等。然后，再将净化后的产品作为加工油类产品的原辅料，如燃料油、润滑脂等。 目前，我公司主要是将废矿物油再净化后加工成润滑油等产品。废矿物油的再净化工艺主要包括沉降、过滤等这些处理步骤。 1、沉降 是利用水、杂质等与油的密度差别进行分离的方法。废矿物油的沉降过程属重力沉降，一般在经过100方储罐初沉后，进入反应釜中进行。废矿物油中各成分的密度差别越大，沉降就越容易，油的粘度、密度越大，沉降就越困难。因此一般进行加热，降低其粘度和密度从而有利于沉降，一般在70～90℃为宜。废矿物油经过加热溶解一段时间后，再加入适当的化学药剂，充分搅拌，待与药剂充分混合后，停止搅拌，开始闷罐，给予充分的反应、沉降时间后，分离出的油由上部收集，下部的水、废渣等杂质经底口排至罐外。 2、过滤 过滤是借助粒状材料或多孔介质截除液体中悬浮固体，使固液分离的方法。根据废矿物油的具体情况，我们采用了过滤的方法，将矿物油经压滤机
化工原理课程设计说明书列管式换热器的选用和设计
目录 1 化工原理课程设计任务书 2 设计概述 3 换热器方案的确定 3.1 确定设计方案 3.2确定物性数据 3.3 计算总传热系数 4 计算换热面积 5 工艺结构尺寸 5.1 管径和管内流速 5.2 管程和传热管数 5.3 平均传热温差校正及壳程数 6传热管的排列和分程方法 7换热器核算 8 换热器的主要结构尺寸和计算结果表 9 设计评述 10 参考资料 11 主要符号说明 12 特别鸣谢
1化工原理课程设计任务书 欲用自来水将2.3万吨/年的异丁烯从300℃冷却至90℃，冷水进、出口温度分别为25℃和90℃。若要求换热器的管程和壳程压强降不大于100kpa，试选择合适型号的列管式换热器。假设管壁热阻和热损失可以忽略。 名称水异丁烯 密度 996 12 比热 4.08 130 导热系数 0.668 0.037 粘度 0.37×10^-3 13×10^-3 2.概述与设计方案简介 换热器的类型 列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用，主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。一种流体在关内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。 其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍流程度大为增加。列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有差别。若两流体温差较大（50℃以上）时，就可能由于热应力而引起设备的变形，甚至弯曲或破裂，因此必须考虑这种热膨胀的影响。 2.1换热器 换热器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同，故换热器的类型也是多种多样。 按用途它可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。根据冷、热流体热量交换的原理和方式可分为三大类：混合式、蓄热式、间壁式。 间壁式换热器又称表面式换热器或间接式换热器。在这类换热器中，冷、热流体被固体壁面隔开，互不接触，热量从热流体穿过壁面传给冷流体。该类换热器适用于冷、热流体不允许直接接触的场合。间壁式换热器的应用广泛，形式繁多。将在后面做重点介绍。
第一章热管及热管换热器的概述 热管是一种具有极高导热性能的新型传热元件，它通过在全封闭真空管的液体的蒸发与凝结来传递热量，它利用毛吸作用等流体原理，起到良好的制冷效果。具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、温度可控制等特点。将热管散热器的基板与晶闸管等大功率电力电子器件的管芯紧密接触，可直接将管芯的热量快速导出。 热管传热技术于六十年代初期由美国的科学家发明[1]，它是利用封闭工作腔工质的相变循环进行热量传输，因而具有传输热量大及传输效率高等特点。随着热管制造成本的降低，尤其是九十年代前后随着水碳钢热管相容性问题的解决，热管凭借其巨大的传热能力，被广泛应用于石油、化工、食品、造纸、冶金等领域的余热回收系统中。热管气-气换热器是最能体现热管优越性的热管换热器产品，它正在逐步取代传统的管壳式换热器。热管气-气换热器是目前应用最广泛的一种气-气换热器。 我国的能源短缺问题日趋严重，节能已被提到了重要的议事日程。大量的工业锅炉和各种窑炉、加热炉所排放的高温烟气，用热管气-气换热器进行余热回收，所得到的高温空气可用于助燃或干燥，因此应用前景非常广阔。据有关报道称，我国三分之二的能源被锅炉吞噬，而我国工业锅炉的实际运行效率只有65%左右，工业发达国家的燃煤工业锅炉运行热效率达85%，因此，提高工业锅炉的热效率，节能潜力十分巨大。如果我国锅炉的热效率能够提高10%，节约的能耗则相当于三峡水库一年的发电量，做好工业锅炉及窑炉的节能工作对节约能源具有十分重要的意义[2~6]。 利用热管气-气换热器代替传统的管壳式气-气换热器，一方面,能够大大提高预热空气进入炉的温度，降低烟气温度，从而大大提高锅炉的热效率；另一方面，热管气-气换热器运行压降非常小，有时甚至不需要增加引风机等设备，从而使得运行费用大大降低。 1.1 热管及其应用
废矿物油再生利用系统 一.废矿物油再生利用工艺技术概况 1、常规处理及处置工艺 国外所采用的废矿物油处置方式大致可概括如下： 丢弃：对于少量的废油，人们往往把它倒入下水道、野外空地、河流、垃圾箱中。倒入水中的废油最终会污染江河，除了废油中有害物质对生态的负面影响外，污染油覆盖水面阻止水中溶解氧与大气的交换，影响鱼类、贝类及水生植物的正常生活。 焚烧：一般直接作为燃料，该处理方法燃烧尾气中含有大量重金属氧化物及燃烧不完全而生成的多环芳烃氧化物，会对空气产生严重的污染。其中有些重金属氧化产物以超微粒子存在，典型的如氧化铅，半衰期长达半年之久。燃烧对于机油类废油不是适当的处理方法。 再生利用：从废油的组成看，变质物和杂质在废油中只占少部分，大约为1%?25%,其余99%?75%都是有用成分。因此，废矿物油只要经过一定的处理，就可以再生成为有用油。国家环保局发布了《危险废物污染防治技术政策》，其中明确指出：对于废矿物油类，禁止将废矿物油任意抛洒、掩埋或倒入下水道及用作建筑脱模油，鼓励采用新技术对废油进行再生利用。 2、废油再生处理技术现状 1）废矿物油的收集和储存 废油的收集和贮存是废矿物油处置的重要环节，收集储存工作合理不仅可以防止废矿物油流失，而且能降低成本，有利后续的再生过程和提高再生油的品质。为了切实做好废油的收集储存工作，收集、贮存时应注意： ①将同一品种、不同牌号的废油收集在一起，不要和其它油品混存，有条件的最好按不同品种、不同牌号分别回收及存放。②把污染程度不同的废油或混有乳化油的废油分别回收，不要混存。③将洗涤油品和设备废油分别
回收。④将高级润滑油、专用油品和普通润滑油分别回收。⑤回收、贮存容器保持清洁并带盖子，防止混入水和杂质。⑥为了方便沉降，储存器最好带有加热装置；为方便排出沉降物（水和污物），容器底部最好做成圆锥形，并带有阀门。⑦储存温度以-20?+30 °C为宜，远离火源，避免阳光直射， 防止油品氧化。⑧存有废油的容器不要随便移动，以便更好地沉淀；不要经常搅动已沉降下来的废物；抽取废油时，最好用手动液压泵小心抽取。 2）废油再生处理技术 近年来，国际上将废油再生工艺分为三类： 第一类叫再净化(Reclamation)，相当于简单再生工艺，包括沉降、离心、过滤、絮凝这些处理步骤，可一个或几个步骤联用，主要除去废油中的水、一般悬池杂质和以胶态稳定分散的机械杂质。 第二类叫再精制(Reprocessing)，是在前一步的基础上再进行化学精制和吸附精制，可以再生得到金属加工液、非苛刻条件下使用的润滑油、脱模油、清洁燃料、清洁道路油等。 第三类叫再炼制(Refining)，是包括蒸馏在内的再生过程，如蒸馏一加氢，可以生产符合天然油基本质量要求的再生基础油，调制各种低、中、高档油品，质量与从天然油中生产的油品相似。 二.废矿物油再生利用方案设计 1、废矿物油再生利用工艺技术 根据项目的废油来源和种类，本项目主要采用“再净化+再精制”的生产工艺，针对不同品质的废油，采用三套生产流程进行废油再生利用（详见6.3.3工艺概述及工艺流程），废矿物油经过净化、精制、调合所得的产品主要有重柴油和润滑油，其产品质量达到行业标准。 2、废矿物油再生利用设计规模 废弃矿物油主要来源于南充、广安、达州、遂宁、巴中、广元等地的机
（封面） XXXXXXX学院 列管式换热器课程设计报告 题目： 院（系）： 专业班级： 学生姓名： 指导老师： 时间：年月日 目录
1、设计题目（任务书） (2) 2、流程示意图 (3) 3、流程及方案的说明和论证 (3) 4、换热器的设计计算及说明 (4) 5、主体设备结构图 (10) 6、设计结果概要表 (11) 7、设计评价及讨论 (12) 8、参考文献 (12) 附图：主体设备结构图和花版设计图 一．任务书
（一）设计题目： 列管式冷却器设计 （二）设计任务： 将自选物料用河水冷却或自选热源加热至生产工艺所要求的温度 （三）设计条件： 1.处理能力：G=学号最后2位×300t物料/d； 2.冷却器用河水为冷却介质，考虑广州地区可取进口水温度为20~30C；加热器用热水或水蒸气为热源，条件自选； 3.允许压降：不大于105Pa； 4.传热面积安全系数5～15％ 5.每年按330天计，每天24小时连续运行。 （四）设计要求： 1.对确定的设计方案进行简要论述； 2.物料衡算、热量衡算； 3.确定列管壳式冷却器的主要结构尺寸； 4.计算阻力； 5.选择合宜的列管换热器并运行核算； 6.用Autocad绘制列管式冷却器的结构（3号图纸）、花板布置图（3号图纸）； 7.编写设计说明书（包括：①.封面；②.目录；③.设计题目；④.流程示意图；⑤.流程及方案的说明和论证；⑥设计计算及说明；⑦主体设备结构图；⑧设计结果概要表；⑨对设计的评价及问题讨论；⑩参考文献。） （五）设计进度安排： 备注：参考文献格式： 期刊格式为：作者姓名.出版年.论文题目.刊物名称.卷号（期号）：起止页码。专著格式为：作者姓名.出版年.专著书名.出版社名.起止页码。 二．流程示意图
换热器设计指南
1 总则 1.1 目的 为规范本公司工艺设计人员设计管壳式换热器及校核管壳式换热器而编制。 1.2 范围 1.2.1本规定规定了管壳式换热器的选型、设计、校核及材料选择。 1.2.2本规定适用于本公司所有的管壳式换热器。 1.3 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规定的引用而成为本规定的条款，凡注日期的应用文件，其随后所有的修改单或修改版均不适用本规定。凡不注日期或修改号（版次）的引用文件，其最新版本适用于本规定。 GB150-1999 钢制压力容器 GB151-1999 管壳式换热器 HTRI设计手册 Shell & tube heat exchangers——JGC 石油化工设计手册第3卷——化学工业出版社（2002） 换热器设计手册——中国石化出版社（2004） 换热器设计手册——化学工业出版社（2002） Shell and Tube Heat Exchangers Technical Specification ——SHESLL (2004) SHELL AND TUBE HEAT EXCHANGERS——BP (1997) Shell and Tube Exchanger Design and Selection——CHEVRON COP. (1989) HEAT EXCHANGERS——FLUOR DANIEL (1994) Shell and Tube Heat Exchangers——TOTAL（2002） 管壳式换热器工程规定——SEI（2005） 2 设计基础 2.1 传热过程名词定义
2.1.1 无相变过程 加热：用工艺流体或其他热流体加热另一工艺流体的过程。 冷却：用工艺流体、冷却水或空气等冷剂冷却另一工艺流体的过程。 换热：用工艺流体加热或冷却另外一股工艺流体的过程。 2.1.2 沸腾过程 在传热过程中存在着相的变化—液体加热沸腾后一部分变为汽相。此时除显热传递外，还有潜热的传递。 池沸过程：用工艺流体、水蒸汽或其他热流体加热汽化大容积设备中的工艺流体过程。 流动沸腾：用工艺流体、水蒸汽或其他热流体加热汽化狭窄流道中的工艺流体过程。 2.1.3 冷凝过程 部分或全部流体被冷凝为液相, 热流体的显热和潜热被冷流体带走，这一相变过程叫冷凝过程。 纯蒸汽或混合蒸汽冷凝：用工艺流体、冷却水或空气，全部或部分冷凝另一工艺流体。 有不凝气的冷凝：用工艺流体、冷却水或空气，部分冷凝工艺流体和同时冷却不凝性气体。 2.2 换热器的术语及分类 2.2.1 术语及定义 换热器装置：为某个可能包括可替换操作条件的特定作业的一个或多个换热器；位号：设计人员对某一换热器单元的识别号； 有效表面：进行热交换的管子外表面积； 管程：介质流经换热管内的通道及与其相贯通部分； 壳程：介质流经换热管外的通道及与其相贯通部分； 管程数：介质沿换热管长度方向往、返的次数； 壳程数：介质在壳程内沿壳体轴向往、返的次数； 公称长度：以换热管的长度作为换热器的公称长度，换热管为直管时，取直管长度，换热管为U形管时取U形管直管段的长度； 计算换热面积：以换热管外径为基准，扣除伸入管板内的换热管长度后，计算得到的管束外表面积，对于U形管式换热器，一般不包括U形弯管段的面积；公称换热面积：经圆整后的计算换热面积；
附件1 废矿物油综合利用行业规条件 一、总则 （一）本规条件适用于中华人民国境（、、澳门地区除外）设立的所有类型废矿物油综合利用企业。 （二）本规条件所称废矿物油综合利用，指对各种工矿机械、车辆、船舶和航空运输等设备在使用过程中产生的功效降低或失去功效的废矿物油，通过采用各种分离工序，获得达到或接近工业用油品质的润滑油基础油、柴油等油品。 二、企业的设立和布局 （三）新建、改扩建的废矿物油综合利用项目应当符合国家相关的法律法规，采用符合节能和环保要求的技术与生产装备。 （四）废矿物油综合利用企业应根据废矿物油产生的数量、种类、分布、转移等因素合理布局。鼓励废矿物油综合利用企业无害化处置、规模化生产、资源化利用。 （五）废矿物油综合利用企业厂区应为集中、独立的整块场地，实施了必要的防渗处理，生产区与办公区、生活区分开。
（六）自然保护区、生态功能保护区、风景名胜区、森林公园、饮用水水源保护区，城市市区及周边、居民区、疗养地、旅游景点等地点不得建立废矿物油综合利用企业；在上述地点已建的企业应根据该区域规划要求，依法通过搬迁、转产等方式逐步退出。 三、生产经营规模 （七）已建废矿物油综合利用单个建设项目的废矿物油年处置能力不得低于1万吨(已审批的地方危废中心除外)。新建、改扩建企业单个建设项目年处置能力不得低于3万吨。 年处置能力依据该项目环境评价报告书和相应环评批文上批准的数量。 （八）废矿物油综合利用企业应当具备与处置能力相适应的生产设备、检测设备、实验设备、公用工程设施及生产辅助设施。 （九）鼓励对废矿物油进行集中处置和利用，形成规模效应，提高污染控制水平。对达不到年处置能力规模要求的废矿物油综合利用企业，引导其合并、转产。 四、资源回收利用 （十）在废矿物油综合利用过程中，应对其有益组分进行充分利用，对废矿物油再生提炼产生的废气、废渣、废水
可拆式热管换热器设计及使用说明毕业论文 1. 绪论 1.1热管及热管换热器的概述 热管是一种具有极高导热性能的新型传热元件，它通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量，它利用毛吸作用等流体原理，起到良好的制冷效果。具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、温度可控制等特点。将热管散热器的基板与晶闸管等大功率电力电子器件的管芯紧密接触，可直接将管芯的热量快速导出。 热管是一种具有极高导热性能的新型传热元件，它通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量，它利用毛吸作用等流体原理，起到良好的制冷效果。具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、温度可控制等特点。将热管散热器的基板与晶闸管等大功率电力电子器件的管芯紧密接触，可直接将管芯的热量快速导出。 我国的能源短缺问题日趋严重，节能已被提到了重要的议事日程。大量的工业锅炉和各种窑炉、加热炉所排放的高温烟气，用热管气-气换热器进行余热回收，所得到的高温空气可用于助燃或干燥，因此应用前景非常广阔。据有关报道称，我国三分之二的能源被锅炉吞噬，而我国工业锅炉的实际运行效率只有65%左右，工业发达国家的燃煤工业锅炉运行热效率达85%，因此，提高工业锅炉的热效率，节能潜力十分巨大。如果我国锅炉的热效率能够提高10%，节约的能耗则相当于三峡水库一年的发电量，做好工业锅炉及窑炉的节能工作对节约能源具有十分重要的意义。 利用热管气-气换热器代替传统的管壳式气-气换热器，一方面,能够大大提高预热空气进入炉内的温度，降低烟气温度，从而大大提高锅炉的热效率；另一方面，热管气-气换热器运行压降非常小，有时甚至不需要增加引风机等设备，从而使得运行费用大大降低。 1.2热管及其应用 热管是一种具有极高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。由热管组成的换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体压降小等优点。由于其特殊的传热特性可控制管壁温度，避免露点腐蚀。目前已广泛应用于冶金、化工、炼油、锅炉、