22.3.2 换热器分类
图22-5 新的塔板负荷性能图界面
在化工生产中,传热过程十分普遍,传热设备在化工厂中占据极为重要的位置。物料的加热、冷却、蒸发、冷凝、蒸馏等都需要通过换热器进行热交换。换热器是应用广泛的设备之一,大部分换热器已经标准化、系列化。已经列入标准的换热器可以直接选用,未列入标准的换热器需要进行设计。
1.按工艺功能分类
(1)冷却器是冷却工艺物流的设备。一般冷却剂多采用水蒸气,也可采用氨或氟利昂。
(2)加热器是加热工艺物流的设备。一般多采用水蒸气作为加热介质,当温度要求高时,也可采用导热油、熔盐等作为加热介质。
(3)再沸器是用于蒸发蒸馏塔塔底物流的设备。热虹吸式再沸器中被蒸发的物流依靠液头压差自然循环蒸发。动力循环式再沸器中被蒸发的物流用泵进行循环蒸发。
(4)冷凝器是用于蒸馏塔塔顶物流的冷凝或者反应器冷凝循环回流的设备。分凝器,多用于多组分的冷凝,最终冷凝温度高于混合组分的泡点,但仍有一部分组分未冷凝,以达到再一次分离的目的。对于含有惰性气体的多组分的冷凝,排出的气体中含有惰性气体和未冷凝组分。全凝器,多组分冷凝器的最终冷凝温度等于或低于混合组分的泡点,且所有组分全部冷凝,为了达到储存目的,可将冷凝液再过冷。
(5)蒸发器是专门用于蒸发溶液中水分或者溶剂的设备。
(6)过热器是对饱和蒸汽再加热升温的设备。
(7)废热锅炉是回收工艺的高温物流或者废气中热量而产生蒸汽的设备。(https://www.daowen.com)
(8)换热器是两种不同温度的工艺物流相互进行显热交换能量的设备。
2.按传热方式分类
(1)间壁式换热器是化工生产中采用最多的一种。温度不同的两种流体隔着流体流过的器壁传热,两种液体互相不接触,这种传热办法最适合化工生产。因此,这种类型换热器使用十分广泛,且类型多样,适用于化工生产中几乎各种条件和场合。
(2)直接接触式换热器是两种(冷和热)流体进入后进行直接接触传热,传热效率高,但使用受到限制,只适用于两种流体混合的场合。
(3)蓄热式换热器是在一个充满蓄热体的空间(蓄热室)内,温度不同的两种流体先后交替通过蓄热体,从而实现间接传热。
化工生产中绝大多数使用的是间壁式传热器,因此选用此类换热器。
间壁式换热器根据器壁的形状,又可分为管壁传热的管壳式换热器、板壁传热的板式换热器(或称紧凑式换热器)和特殊形式换热器,如表22-2所示。管壳式换热器是使用最早的换热器。通常将小直径管用管板组成管束,一种流体在管内流动,管束外再加一个外壳,另一种流体在管间流动,这样就组成了一个管壳式换热器。其结构简单、制造方便,选用和使用的材料很广泛,处理能力大,清洗方便,适应性强,可以在高温、高压下使用,生产制造和操作都有较成熟的经验,型式也有所跟新改进,这种换热器的使用一直十分普遍。根据管束和外壳的形状不同,其又可分为固定管板式、浮头式、填料函式、U形管式、套管(杯)式、蛇管式等。
表22-2 间壁式换热器的分类与特性
续表
