冷凝-貯液器出處

《機械工程名詞 第五分冊》第一版

殼管式冷凝器殼體內管束下部留有作為貯液器用的空間的水冷冷凝器。

設在制冷系統(tǒng)低壓側，用以儲存液態(tài)制冷劑并使其補充至低壓系統(tǒng)中的貯液器。

冷凝傳熱是指蒸氣與溫度低于其飽和溫度的壁面接觸時，將潛熱傳給壁面而自身冷凝的一種對流傳熱過程。工業(yè)上經常見到加熱水蒸氣再冷凝；在很多單元操作（如蒸餾、蒸發(fā)和制冷）中也有各種組分蒸氣的冷凝。此外，化工生產中還有組分沸點差較大的混合蒸氣的冷凝，在冷凝的同時還伴有可凝蒸氣向冷凝壁面擴散的現(xiàn)象，故屬于熱質傳遞過程。

強化冷凝傳熱冷凝類型

蒸氣在壁面上的冷凝有兩種類型：①膜狀冷凝。當冷凝液能潤濕壁面時，在壁面上形成一層連續(xù)的液膜；蒸氣在液膜表面冷凝。冷凝放出的潛熱必須通過這層液膜才能傳給壁面，因此液膜是冷凝傳熱的熱阻所在。②滴狀冷凝。若冷凝液不能潤濕壁面，冷凝液以液滴形態(tài)附著在壁面上。當液滴增長到一定尺寸后，沿壁面滾落或滴下，露出無液滴的壁面，供繼續(xù)冷凝。滴狀冷凝時的傳熱分系數(shù)比膜狀冷凝時大 5～10倍或更多。但在實際設備中，滴狀冷凝不穩(wěn)定,通常是膜狀冷凝,所以冷凝傳熱設備一般按膜狀冷凝設計。

強化冷凝傳熱影響因素

單一飽和蒸氣冷凝時，汽相熱阻（來自氣相邊界層）一般很小，往往忽略不考慮，傳熱系數(shù)取決于液膜厚度、液膜流動狀況和冷凝液的物性。凡有利于減薄液膜厚度的因素，都會增強冷凝傳熱。例如冷凝液密度大、粘度小以及液膜流向與蒸氣流向一致等，均能使液膜減薄，從而使傳熱分系數(shù)提高；而冷凝溫度差的增大，冷壁表面不光滑，則會使液膜加厚，導致傳熱系數(shù)下降。

此外，影響冷凝傳熱的因素還有：①不凝性氣體。當蒸氣中存在不凝性氣體時,即使只有1%，也會導致傳熱系數(shù)下降50%以上。蒸氣中通常含有少量不凝氣體，在冷凝過程中不凝性氣體會逐漸積累。因此，冷凝器上須備有不凝氣體的排放口，操作時定期排放，以保持良好的傳熱效果。②蒸氣過熱。當過熱蒸氣與溫度低于飽和溫度的壁面接觸時，壁面上會有凝結液析出，形成一層液膜，液膜表面溫度一般認為近似等于飽和溫度，由于飽和溫度低于過熱蒸汽的主流溫度，因此對主流蒸汽產生冷卻作用，這部分熱交換稱為顯熱交換，可由常規(guī)對流換熱關聯(lián)式計算對流換熱系數(shù)，但顯熱換熱量相對于蒸汽凝結釋放的潛熱量一般很小，所以通常忽略之。過熱蒸汽在流動過程中，一邊降低溫度，一邊發(fā)生凝結，直到主流溫度降低到飽和溫度，此時溫度不再變化，從這個位置開始，就是常規(guī)的飽和蒸汽冷凝段。

含汞爐氣降溫、汞冷凝和汞回收的過程。

1.影響汞蒸氣冷凝效果的因素

冷凝溫度是重要因素。將含汞爐氣溫度降到臨界點時，可冷凝氣體的蒸氣壓隨之相應降低，開始凝結成液體。

除冷凝溫度外，保持冷凝系統(tǒng)中適當?shù)臍饬魉俣?、高的汞蒸氣濃度和合適的冷卻速度，均有利于汞蒸氣的凝結。

冷凝形成的小汞珠在冷凝管降落過程中和在水冷汞槽中流動時，由于表層薄膜的破裂而匯合集結成金屬(活)汞。如煙氣含汞量少、含煙塵量多時，灰塵常常成為汞蒸氣凝結的晶核：以及在煙氣流速較大、冷卻很快的條件下冷凝，一般形成極細的金屬汞珠，表面蒙上一層汞的氧化物或硫化物形成的牢固的薄膜。汞珠不易集結而進入沉降的礦塵、煤灰和碳粒中，生成汞臭。汞蒸氣在冷凝過程中也會與煙氣中的二氧化硫、三氧化硫氣體作用，生成硫酸汞塊和亞硫酸汞塊進入汞炱，在不同的爐氣成分和不同的冷卻條件下，金屬汞產出率波動在60%-90%內，其余10%-40%的汞呈汞炱形態(tài)產出。

2.工藝

汞礦石豎爐焙燒、汞精礦回轉蒸餾爐焙燒和汞礦石回轉窯焙燒煉汞所產含汞護氣，都采用垂直型多級管狀冷凝器冷凝。這種冷凝器一般用鋼、鑄鐵或上釉陶瓷管作冷凝管，管徑為250-400mm，冷凝面積根據(jù)需要確定。汞礦石豎護倍燒煉汞日處理1t汞礦石所濡的冷凝面積為2.7-4.5m2，小爐取上限，大爐取下限。為使汞微粒在冷凝管內有效沉集，管內含汞護氣流度以4-6m/s為宜。中國在汞礦石流態(tài)化焙燒煉汞系統(tǒng)中，用文氏管冷凝系統(tǒng)取代龐大的管式冷凝器。含汞爐氣先通過文氏管快速降低溫度，使汞蒸氣冷凝，除去爐氣中大部分粉塵，粉塵進入沉淀他，凝結的大粒汞珠進入水封槽。被冷卻的含汞爐氣繼而進入旋渦收汞器，使細粒汞珠、霧狀汞變成較大的汞珠降落在水封槽中。含汞爐氣再進入列管式水套冷凝器，繼續(xù)降低溫度以冷凝收集汞。含汞爐氣最后引入淋洗塔，用循環(huán)水淋洗，進一步降低其含汞量。

3.冷凝器

要用高導熱性、耐腐蝕性和不易形成汞齊的材料制造。鋼鐵的導熱性較好，也不易與汞形成汞齊，但耐腐蝕性能較差。陶瓷的耐腐蝕性能較好，不易與汞形成汞齊，但導熱性較差。鎳鉻不銹鋼、鈦材的性能都可滿足要求 。