化工過程強(qiáng)化傳熱

第一章　緒論 / 1
第一節(jié)　強(qiáng)化傳熱的意義 1
一、強(qiáng)化傳熱是節(jié)能減排的重要手段 1
二、強(qiáng)化傳熱對(duì)成本節(jié)約有積極的促進(jìn)作用 1
三、強(qiáng)化傳熱對(duì)化工行業(yè)節(jié)能減排有重要貢獻(xiàn) 2
第二節(jié)　強(qiáng)化傳熱技術(shù)進(jìn)展 3
一、換熱器強(qiáng)化傳熱技術(shù) 3
二、換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù) 4
第三節(jié)　強(qiáng)化傳熱工程化應(yīng)用 6
一、創(chuàng)新強(qiáng)化傳熱工程化策略 6
二、面向特殊工藝、介質(zhì)、過程的設(shè)備元件強(qiáng)化傳熱 7
三、工藝過程強(qiáng)化傳熱 8
四、全廠強(qiáng)化傳熱 14
參考文獻(xiàn) 19

第一篇　強(qiáng)化傳熱理論與方法 / 21
第二章　強(qiáng)化傳熱基本原理 / 23
第一節(jié)　概述 23
一、換熱器強(qiáng)化傳熱基本理論 23
二、對(duì)流強(qiáng)化傳熱機(jī)理分析 25
三、強(qiáng)化傳熱性能評(píng)價(jià)方法 27
四、強(qiáng)化傳熱技術(shù)分類 28
第二節(jié)　無(wú)相變過程傳熱強(qiáng)化 29
一、人工粗糙表面法 29
二、擴(kuò)展表面法 30
三、異形表面法 30
四、振動(dòng)法 32
五、流體旋轉(zhuǎn)法（插入物） 33
六、其他強(qiáng)化傳熱技術(shù) 34
第三節(jié)　沸騰過程的傳熱強(qiáng)化 35
一、沸騰傳熱分類 35
二、沸騰傳熱強(qiáng)化方法 37
第四節(jié)　冷凝過程的傳熱強(qiáng)化 42
一、表面冷凝傳熱及強(qiáng)化 42
二、通道內(nèi)冷凝傳熱及強(qiáng)化 47
參考文獻(xiàn) 51

第三章　污垢熱阻及其抑制方法 / 55
第一節(jié)　污垢 55
一、污垢分類 55
二、污垢生命周期 57
第二節(jié)　污垢熱阻 58
一、污垢熱阻模型 59
二、污垢生長(zhǎng)影響因素及抑制措施 62
三、污垢對(duì)換熱器設(shè)計(jì)與運(yùn)行的影響 67
第三節(jié)　清洗技術(shù) 70
一、在線清洗 70
二、離線清洗 72
參考文獻(xiàn) 73

第四章　換熱網(wǎng)絡(luò)合成技術(shù) / 76
第一節(jié)　夾點(diǎn)的概念及其確定 77
一、夾點(diǎn)的概念 77
二、組合曲線法 79
三、問題表格法 81
四、夾點(diǎn)的含義 85
第二節(jié)　總組合曲線及平衡的總組合曲線 87
一、總組合曲線及其含義 87
二、平衡的總組合曲線及其應(yīng)用 91
第三節(jié)　多夾點(diǎn)及無(wú)夾點(diǎn)問題 94
一、多夾點(diǎn)問題 94
二、無(wú)夾點(diǎn)問題 96
第四節(jié)　換熱網(wǎng)絡(luò)的夾點(diǎn)設(shè)計(jì)法 97
一、根據(jù)溫-焓圖綜合換熱網(wǎng)絡(luò) 99
二、夾點(diǎn)匹配的可行性規(guī)則 99
三、夾點(diǎn)匹配的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則 104
第五節(jié)　換熱網(wǎng)絡(luò)的調(diào)優(yōu) 105
一、最少換熱設(shè)備個(gè)數(shù)與熱負(fù)荷回路 105
二、熱負(fù)荷回路的斷開與能量松弛 107
第六節(jié)　閾值問題換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì) 112
一、熱端閾值問題換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法 113
二、催化裂化裝置換熱網(wǎng)絡(luò)實(shí)例分析 115
參考文獻(xiàn) 121

第五章　常用強(qiáng)化傳熱元件及設(shè)備 / 124
第一節(jié)　管殼式換熱器 124
一、殼程強(qiáng)化傳熱技術(shù) 124
二、管內(nèi)強(qiáng)化傳熱技術(shù) 134
三、復(fù)合強(qiáng)化傳熱技術(shù) 137
四、其他強(qiáng)化傳熱技術(shù) 143
第二節(jié)　板式換熱器 146
一、波紋板強(qiáng)化傳熱技術(shù) 146
二、螺旋板強(qiáng)化傳熱技術(shù) 148
三、翅片強(qiáng)化傳熱技術(shù) 150
第三節(jié)　管式加熱爐 153
一、管外強(qiáng)化傳熱 153
二、管內(nèi)強(qiáng)化傳熱 156
三、余熱回收部分強(qiáng)化傳熱措施 157
四、加熱爐結(jié)構(gòu)強(qiáng)化傳熱案例 158
參考文獻(xiàn) 158

第二篇　強(qiáng)化傳熱工程應(yīng)用 / 163
第六章　典型煉油裝置中的強(qiáng)化傳熱 / 165
第一節(jié)　原油蒸餾裝置 165
一、工藝過程簡(jiǎn)述 165
二、熱能特點(diǎn)分析 166
三、工藝用能優(yōu)化和換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 167
四、換熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 172
五、小結(jié) 182
第二節(jié)　催化裂化裝置 182
一、工藝過程簡(jiǎn)述 182
二、熱能特點(diǎn)分析 184
三、換熱過程強(qiáng)化與集成 186
四、換熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 188
五、小結(jié) 193
第三節(jié)　加氫裂化裝置 193
一、工藝過程簡(jiǎn)述 193
二、熱能特點(diǎn)分析 194
三、換熱過程強(qiáng)化與集成 197
四、換熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 203
五、小結(jié) 206
第四節(jié)　加氫精制裝置 207
一、工藝過程簡(jiǎn)述 207
二、熱能特點(diǎn)分析 208
三、換熱過程強(qiáng)化與集成 209
四、換熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 211
五、小結(jié) 217
第五節(jié)　重油加氫處理裝置 218
一、工藝過程簡(jiǎn)述 218
二、熱能特點(diǎn)分析 218
三、換熱過程強(qiáng)化與集成 222
四、換熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 225
五、小結(jié) 229
第六節(jié)　制氫裝置 229
一、工藝過程簡(jiǎn)述 229
二、熱能特點(diǎn)分析 231
三、各溫位熱量的優(yōu)化利用 232
四、換熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 234
五、小結(jié) 238
第七節(jié)　延遲焦化裝置 238
一、工藝過程簡(jiǎn)述 238
二、熱能特點(diǎn)分析 240
三、換熱過程強(qiáng)化與集成 241
四、換熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 244
五、小結(jié) 252
第八節(jié)　催化裂化汽油吸附脫硫裝置 253
一、工藝過程簡(jiǎn)述 253
二、熱能特點(diǎn)分析 254
三、換熱過程強(qiáng)化與集成 255
四、換熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 256
五、小結(jié) 259
第九節(jié)　烷基化裝置 259
一、工藝過程簡(jiǎn)述 259
二、熱能特點(diǎn)分析 260
三、換熱過程強(qiáng)化與集成 261
四、換熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 263
五、小結(jié) 268
參考文獻(xiàn) 268

第七章　芳烴聯(lián)合裝置中的強(qiáng)化傳熱 / 272
第一節(jié)　預(yù)加氫和催化重整裝置 273
一、工藝過程簡(jiǎn)述 273
二、熱能特點(diǎn)分析 275
三、換熱過程強(qiáng)化與集成 276
四、換熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 277
五、小結(jié) 287
第二節(jié)　芳烴抽提裝置 287
一、工藝過程簡(jiǎn)述 287
二、熱能特點(diǎn)分析 290
三、換熱過程強(qiáng)化與集成 291
四、換熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 293
五、小結(jié) 296
第三節(jié)　歧化裝置 296
一、工藝過程簡(jiǎn)述 296
二、熱能特點(diǎn)分析 298
三、換熱過程強(qiáng)化與集成 299
四、換熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 300
五、小結(jié) 306
第四節(jié)　二甲苯異構(gòu)化裝置 306
一、工藝過程簡(jiǎn)述 307
二、熱能特點(diǎn)分析 308
三、換熱過程強(qiáng)化與集成 309
四、換熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 309
五、小結(jié) 313
第五節(jié)　對(duì)二甲苯分離和二甲苯分餾裝置 313
一、工藝過程簡(jiǎn)述 314
二、熱能特點(diǎn)分析 317
三、換熱過程強(qiáng)化與集成 318
四、換熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 323
五、小結(jié) 331
參考文獻(xiàn) 331

第八章　典型乙烯及下游裝置中的強(qiáng)化傳熱 / 333
第一節(jié)　乙烯裂解 333
一、工藝過程簡(jiǎn)述 333
二、熱能特點(diǎn)分析 334
三、工藝用能優(yōu)化和換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 335
四、傳熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 342
五、小結(jié) 344
第二節(jié)　乙烯分離 344
一、工藝過程簡(jiǎn)述 344
二、熱能特點(diǎn)分析 344
三、換熱過程強(qiáng)化與集成 347
四、換熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 352
五、小結(jié) 358
第三節(jié)　環(huán)氧乙烷/乙二醇裝置 358
一、工藝過程簡(jiǎn)述 358
二、熱能特點(diǎn)分析 359
三、工藝用能優(yōu)化和換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 360
四、換熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 366
五、小結(jié) 371
第四節(jié)　環(huán)氧丙烷裝置 371
一、工藝過程簡(jiǎn)述 371
二、熱能特點(diǎn)分析 372
三、工藝用能優(yōu)化和換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 373
四、換熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 374
五、小結(jié) 376
第五節(jié)　苯乙烯裝置 376
一、工藝過程簡(jiǎn)述 376
二、熱能特點(diǎn)分析 377
三、工藝用能優(yōu)化和換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 378
四、換熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 381
五、小結(jié) 383
第六節(jié)　碳五分離裝置 383
一、工藝過程簡(jiǎn)述 383
二、熱能特點(diǎn)分析 384
三、工藝用能優(yōu)化和換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 385
四、換熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 388
五、小結(jié) 390
第七節(jié)　丁基橡膠裝置 391
一、工藝過程簡(jiǎn)述 391
二、熱能特點(diǎn)分析 391
三、工藝用能優(yōu)化和換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 393
四、換熱元件強(qiáng)化傳熱技術(shù) 394
五、小結(jié) 396
參考文獻(xiàn) 396

第九章　強(qiáng)化傳熱與全廠節(jié)能 / 400
第一節(jié)　創(chuàng)新系統(tǒng)化節(jié)能方法 400
一、能源規(guī)劃 401
二、能量集成 403
三、單元強(qiáng)化 403
四、應(yīng)用案例 403
第二節(jié)　全局熱集成優(yōu)化設(shè)計(jì) 408
一、煉油工藝裝置熱集成基礎(chǔ) 408
二、煉油多裝置熱集成策略 408
三、案例研究 409
第三節(jié)　全廠強(qiáng)化傳熱典型案例 414
一、以“熱流圖”為基礎(chǔ)的煉廠熱直供料 414
二、工藝裝置集約化布置 421
三、蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)強(qiáng)化傳熱技術(shù) 422
四、低溫余熱利用系統(tǒng)中的強(qiáng)化傳熱 427
五、加熱爐節(jié)能 434
參考文獻(xiàn) 439

索引 441