复杂液氮洗装置板翅式换热器的模拟计算

作     者：邢路阳 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张述伟

授予年度：2012年

学科分类：080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：板翅式换热器 BWRS 液氮洗 物性方法 模拟计算 

摘      要：板翅式换热器是紧凑式换热器的一种,拥有传热比表面积高、传热效率高、结构紧凑轻巧而牢固、适应性大、经济性好等特性,近年来在各工业、民用领域得到了迅速的发展。板翅式换热器在一个单元中可同时进行多股工艺流体的换热,适合单相和多相流体,低温应用中,有利于清洁气体和液体之间的热交换。 低温液氮洗装置用于对合成氨工业中的原料净化气进行精制,以脱除原料气中对催化剂有毒害作用的的CO等含氧化合物,它与脱硫、脱碳工序的低温甲醇洗装置在低温下配合使用,能有效降低能耗,具有很大优势,目前已被多家合成氨厂所使用。复杂液氮洗装置比传统液氮洗装置另外多设了尾气回收装置和弛放气回收系统,工艺更加先进,能量集成度高。高压板翅式换热器作为复杂液氮洗工序中最为主要的换热设备,发挥着重要作用。但由于液氮洗系统处于低温高压状态,其中的板翅式换热器均为多流股、多组分换热并且部分流股处于相变换热状态,导致液氮洗流程中的板翅式换热器计算较为困难,对于计算所使用的物性方法精确性也有较高要求。 本文对某合成氨厂的一套复杂液氮洗装置中的八台高压铝制板翅式换热器进行了校核计算,使用了SRK、PSRK、RK-ASPEN、RP-BM和BWRS物性方法用于计算流体的物性参数。计算了换热器的出口温度、换热面积、压力损失等参数。通过计算值与原设计参数的比较,对比讨论了各物性方法的计算结果。最终选用BWRS物性方法描述复杂液氮洗装置中板翅式换热器的流股热力学性质,计算结果与原设计值误差较小,对液氮洗中板翅式换热器的设计校核等计算提供了理论依据,有重要的指导意义,同时拓宽了BWRS状态方程的应用范围。