MDEA貧富液換熱器的設計與校核案例目錄TOC\o"1-3"\h\u31304MDEA貧富液換熱器的設計與校核案例 1185641.1基礎數(shù)據(jù) 1205521.2換熱器能量衡算 121101.3換熱器初步選型 2160061.4.1阻力損失校核 5239081.4.2傳熱面積校核 71.1基礎數(shù)據(jù)（1）MDEA富液進口溫度t1=67.2℃，組成和流量與閃蒸液相同，出口溫度取t2=96℃。（2）MDEA貧液進口溫度等于重沸器出口溫度，故T1=121℃，組成與再生塔底相同，出口溫度設為T2℃。1.2換熱器能量衡算MDEA貧液，T2MDEA貧液，T2MDEA富液，67.2℃則：富液溫度81.6℃貧液溫度由公式得，貧富液的定壓比熱容分別為：3.4760＋1.475×10-3T23.5382J/(g·K)貧液放出熱量：富液吸收的熱量：kJ/h該設計中熱損失按5%計算，則由能量守恒可得：帶入數(shù)值整理的：解得：T2=86.93℃1.3換熱器初步選型（1）設計方案由于富MDEA溶液具有腐蝕性強，易于結垢的特點，直徑25×2.5mm的碳鋼管正方形斜轉45°排列對于MDEA溶液，所有溶液管線內流速應低于1m/s，吸收塔至貧富液換熱器管程的流速宜為0.6~0.8m/s，故取管內流速為0.6m/s。（2）換熱器的熱負荷近似取為工藝物流所需熱量的3%~5%，考慮熱損失，取熱損失為5%，則有換熱器的熱負荷：1.872×106kJ/h（3）逆流平均傳熱溫差熱流體熱流體冷流體T2t2t1T1圖1.2冷、熱流體逆流示意圖25℃℃℃⑷有效平均傳熱溫差0.54應使校正系數(shù)，故該設計采用殼側2程，管側大于2程的換熱器如圖2.3所示，此時查圖2.4[12]可得：0.9。故℃圖1.3殼側2程，管側大于2程圖1.4多程換熱器的溫差校正系數(shù)（5）傳熱面積MDEA貧富液互相換熱時的K值大約為400~600W·m-2·℃-1，取K=400W·m-2·K-1，1W=3.6kJ/h。則所需傳熱面積為：（6）初選換熱器的型號的管內徑為0.02m。體積流量：m3/h由17.339，解得n1=22。取管程數(shù)為4，則總管數(shù)。由傳熱面積：，得單程管長：m。初選換熱器型號為：AES，具體參數(shù)見下表：1.4換熱器尺寸核算1.4.1阻力損失校核（1）管程阻力損失△Pt①基礎參數(shù)管程流速：m/s忽略MDEA溶液中H2S、CO2影響，則有：粘度：由圖1.5[2]可得81.6℃（171.88℉）時50%MDEA溶液的粘度：1.2cp=1.2×10-3pa·s圖1.550%及100%MDEA溶液的動力粘度0.004，0.029。②每程直管的壓降kPa③每程局部阻力引起的壓降由公式得[13]：（2）殼程阻力損失△PS①基礎數(shù)據(jù)由于該設計管束采用正方形斜轉45°排列，故管束中心線上的管束：取折流擋板間距0.2m，則殼程最大截面積：m2密度：由圖3.3可查的103.85℃（211.93℉）時50%MDEA溶液的密度1.28lb/gal=992.1628kg/m3；體積流量：m3/h流速：m/s粘度：由圖1.5可得103.85℃（211.93℉）時50%MDEA溶液的粘度：0.9cp=9×10-4pa·s雷諾數(shù)：摩擦系數(shù)：折流擋板數(shù)：kPa③流體通過折流擋板缺口的阻力損失kPa由公式得：式中FS—殼程結垢校正系數(shù)，對于液體取1.15。kPa（3）換熱管中的阻力損失滿足液體流經(jīng)換熱器的阻力損失為10~100kPa的要求，故選型合理可用。1.4.2傳熱面積校核（1）管程傳熱系數(shù)αi忽略MDEA溶液中H2S、CO2影響，則有：由公式81.6℃（171.88℉）時50%MDEA溶液的的比熱容3.5382kJ/(kg·K)。由圖1.6[2]可知：1Btu/(h·ft·℉)=1.730735W/(m·K)圖1.650%及100%MDEA溶液的給熱系數(shù)81.6℃（171.88℉）時50%MDEA溶液的的給熱系數(shù)0.22Btu/(h·ft·℉)=0.22×1.730735=0.3808W/(m·K)。普朗特數(shù)：11.4979由于>10000，且，故努塞爾數(shù)：又[13]，故：W/(m2·K)（2）殼程傳熱系數(shù)αo由公式0.222Btu/(h·ft·℉)=0.222×1.730735=0.3842W/(m·K)因為4402.6在2×（103~106）之間，所以有公式：其中為