用于电解烟气余热利用的热管换热器设计及优化研究

发布时间：2017-10-14 14:37

  本文关键词：用于电解烟气余热利用的热管换热器设计及优化研究

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【摘要】：由于电解铝的工艺技术所限,铝的生产过程中会连续不断地产生大量低温余热烟气。当前国内大多数电解铝厂都把这大量优质的低温能源直接排放到大气环境中,这不仅浪费大量能源,还污染了周边环境。因此,采取合适的换热设备以及热回收系统来回收这种潜在的能源,不但可以响应国家提出的节能减排方针,更重要的是降低了电解铝企业的生产成本。本文先从实际工程考察了我国电解铝企业电解烟气的排放与回收状况,分析了我们国家的电解铝企业对电解烟气的余热回收现状。查阅了国内外对电解铝等工业余热回收的研究和发展状况,比较了采用不同余热回收方式的利弊,在此基础上提出了本套热管换热器余热回收系统的方案。根据系统方案,建立了重力热管性能试验平台,通过选取不同工质(甲醇,丙酮,正己烷),在不同充液率工况(20%,30%,35%,42%,50%,60%,70%)下进行试验研究,得出:丙酮作为重力热管的工质时等温性最好,其最合适的充液率为35%。研究成果为重力热管在该类工程项目中的应用提供了可靠的试验参数。
【关键词】：电解铝行业 余热回收 工质 充液率
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK115;TK172
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 课题研究依据8-9
• 1.2 国内外热管的发展概述9-12
• 1.3 本文研究内容12
• 1.4 本章小结12-13
• 2 重力热管工作原理及电解烟气余热回收系统的阐述13-33
• 2.1 重力热管工作原理及换热过程分析13-28
• 2.1.1 重力热管工作原理13-14
• 2.1.2 热管传热的几种极限14-21
• 2.1.3 重力热管传热过程理论分析21-28
• 2.2 电解烟气余热回收系统的描述28-30
• 2.3 本系统的关键技术及特点30-32
• 2.3.1 安全31
• 2.3.2 不影响电解工艺系统31
• 2.3.3 环保31-32
• 2.3.4 易维护32
• 2.4 本章小结32-33
• 3 重力热管的制作33-41
• 3.1 重力热管的设计33-35
• 3.1.1 重力热管管壳的设计33-34
• 3.1.2 重力热管工质的选择34-35
• 3.2 重力热管的加工工艺35-40
• 3.2.1 管子清洗35-36
• 3.2.2 检漏36-37
• 3.2.3 重力热管抽真空及充装工质37-40
• 3.3 本章小结40-41
• 4 重力热管性能测试41-49
• 4.1 实验目的41
• 4.2 实验理论基础41-42
• 4.3 实验测试参数42-45
• 4.4 本套试验台的组成45-46
• 4.5 试验台原理图与实物图46-48
• 4.6 本章小结48-49
• 5 重力热管性能测试结果分析49-54
• 5.1 热管的均温性及启动时间49-51
• 5.2 不同工质的等效换热系数随加热功率的变化51-52
• 5.3 不同充液率对等效换热系数的影响52-54
• 6 经济性分析54-56
• 6.1 效益分析54-56
• 7 总结56-58
• 参考文献58-61
• 致谢61-62
• 附录 攻读硕士学位期间发表学术论文及获奖情况62

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本文编号：1031665