蒸发器中不凝气排出口位置该如何安置

不凝气对传热有多大影响？

 

     不凝气指蒸汽（包括二次蒸汽）中的不冷凝气态物质，如空气CO2、H2S等，它们混杂在蒸汽中进入加热室在加热室滞留于加热管壁，并不断集累，使壁面被一屋不凝气包围，阻挡蒸汽与壁面接触而气体导热系数都很小，热阻很大故增加传热热阻，使传热系数大为降低。实验证明蒸汽中，含有1%的不凝气，蒸汽冷凝给热系数降低60%。

     看过好多蒸发结晶器设计，对于不凝气的排放口大都有问题。看一下国内各化工设计单位的设计。化工部设备设计技术中心站1974年汇编的《化工设备图册》中收集了我国化工系统各设计单位推选出的设计图纸。在第3 、5分册所列的53台立式冷凝器和立式蒸发器中, 30 台的设计是把排气口设置在顶部,排气管径又多选用20mm的管径，而蒸汽进口又在上部。这种布置方式在我们的工程设计中屡见不鲜。这是否正确？

正确的做法应该像魏宗胜所说：

     冷凝器中不凝气的排放口应设在蒸汽流程的终端, 而与不凝气的重度无关。排气口与进汽口相距应尽可能远, 即上进汽时为下排气（冷凝液出口的稍上方）而下进汽时为顶排气。

    以上所说的排气口系指冷凝器的主排气口。在冷凝器的设计中, 通常还在蒸汽不易到达的死角处设置辅助排气口。

如立式冷凝器中,加热蒸汽通常从上部进入, 在蒸汽进口管对面上管板的下方死角处也可能积聚不凝气, 可在此处设置辅助排气口。例如美国虎克化学公司设计的蒸汽加热室, 一般蒸汽进口放在上部, 主排气口直径较大, 且设在加热室的底部, 冷凝水出口的稍上方。另外在加热室的中部和顶部分设有直径较小的辅助排气口, 供开车时加速排气之用。柴伦巴式蒸发器的加热室设有三个不凝气排出口。主排气口直径为2 一4 英寸。位于加热室下部冷凝水出口之上。另外在加热室下部大约三分之一高处和顶部设有1 ~1.5 英寸的排气口。正常操作时, 仅底部主排气口经常开启排气，而辅助排气口关闭, 只有传热出现异常时才间断开启排气。

进汽口位置的选择

蒸汽汽入口

    蒸汽冷凝传热膜系数的计算通常采用努塞尔特公式, 此公式的推导中忽略了蒸汽和冷凝膜之间的摩擦力。实际上在工业冷凝器中, 蒸汽流速的影响在某些情况下是不能忽略的。一般而言, 当蒸汽从上向下流动时, 有减薄冷凝液膜厚度的作用, 可增大冷凝膜系数。相反,当蒸汽自下向上流动时, 将阻碍冷凝液膜的向下流动, 会增厚液膜, 因而减小冷凝膜系数。这就是为什么大多数立式冷凝器都采用蒸汽从上部进入的缘故。在这种情况下, 就应把排气口设在冷凝器的下部。

什么情况下需改用下进汽方式呢？ 蒸发系统中二次蒸汽有时为过热蒸汽, 特别是蒸发沸点升高较大的物料时, 二次蒸汽的过热度较高。有时生蒸汽也是过热蒸汽。如用这种过热蒸汽浓缩热敏性物料或结晶性物料, 为防止加热管内壁温度过高引起物料过热分解或管壁结垢,则宜采用下方进汽。因为加热管下部管壁上的冷凝液膜已较厚, 其热阻较大, 且可使蒸汽很快达到饱和从而避免管壁温度过高。