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精馏塔釜立式热虹吸再沸器传热设计的优化

                  CHEMICALENGINEERINGDESIGN         化工设计1999,9(1)28

精馏塔釜立式热虹吸再沸器传热设计的优化

谈 冲Ξ 化工部第三设计院 合肥 230024

摘要 介绍提高立式热虹吸再沸器管内传热系数的计算方法,提出此传热系数与汽化率的关系;分析

其设计的优化。

关键词 热虹吸再沸器 汽2液两相流 汽化率

  精馏塔釜立式热虹吸再沸器安装图(见图1)(见下文),因此这两种情况哪个更有影响,本文将

中,BC段称为显热加热带,数量为WT(kg/h)的进行分析。在此基础上,本文对釜内液面与再沸循环液在此被加热至沸点温度。CD段称为蒸发器列管的上管板基本上置于同一高度的常规设计

带,循环液自C处开始汽化,形成汽2液两相流,在方案亦进行了分析。

列管内向上流动时,两相流中的液量L(kg/h)逐渐减少,汽化量V(kg/h)则逐渐增多,但总量不1变,即L

精馏塔釜立式热虹吸再沸器传热设计的优化

+V=WT。汽化量VTdL(图1),汽2液两相流强制定义为汽化率x,则xT1-hLv可采用Chen氏简化公式[1]列管出口D计算:

WV,,称为出口汽化率x0,且hLv=F hL

(2.1)

有WV=WT x0。

即两相流传热系数由两部分组成:两相流中的液相L(kg/h)单独在列管内流动时的传热系数hL和校正系数F。F值与汽化率有关,且随汽化

率提高而增大,F值还与物料的液、汽相密度之比ρL/ρv有关,详见文献[1]。

(1)式已定性地说明了上节提到的两种情况

哪个更有利,但难于简单地作出判断,需进一步作定量的计算。为计算方便,F值可回归成下列方程:

0.192

-0.5

P F=2.43

ρx

0.384

  x<0.33

ρ图ch1 立式热虹吸再沸器安装图

g ρv

ρv

ρ0.312

-0.5

工艺上对出口汽化量Wv有一定的数量要求n i

及 F=3.18lρsemx

0.624xρ(v

≥0.33

ρv

2.2)

(如精馏塔提馏段的汽量),由WV=WT x0可知,液相传热系数hL,依湍流传热方程计算:

采用①上调WT,下调x0或②下调WT,上调x0可满足WhL=0.022

V的要求。但哪种情况可获得较大的列管dRe0.8Pr0.4(μ)1/6

 kcal/m2 h ℃(2.iμ3)

w

内侧传热系数,又可采用传热面积较小的再沸器式中,di为列管内径,m;K为液体导热系数,kcal/m 呢?第①种情况,由于液相量WhT的上调,列管内 ℃;Pr为普兰特数,Pr=3.6Cp μ/K;Cp为液体比热,液相流速增大,雷诺数增大,可提高传热系数;第kcal/kg ℃μ;为液体粘度,mPa s;Re为雷诺数:

②种情况,液相量WT减少,但汽化率x0增加,即di

×N×l3600us×ρρ两相流中汽相的数量增加,亦可使传热系数提高

Re=

2

Lμ×10-3

(2.4)

Ξ谈冲(0551:教授级高工)3631279-6323,1952。

年毕业于南开大学化学工程系。主要从事化工工艺设计工作。获国家科技进步二等奖。联系电话:

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