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换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要，同时也提高能源利用率的主要设备之一。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。
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据《2013-2017年中国换热器行业发展前景预测与转型升级分析报告》数据显示2010年中国换热器产业市场规模在500亿元左右，其中机械工业换热器市场规模约为40亿元。另外，航天飞行器、核电常规岛核岛、风力发电机组、太阳能光伏发电多晶硅生产等领域都需要大量的专业换热器，这些市场约有130亿元的规模。近年来国内换热器行业在节能增效、提高传热效率、减少传热面积、降低压降、提高装置热强度等方面的研究取得了显著成绩。前瞻网预计2011年至2020年期间，我国换热器产业将保持年均10-15%左右的速度增长，到2020年我国换热器行业规模有望达到1500亿元。20037
目前，全国换热设备市场呈现出供不应求的市场状态，换热设备产业正处在黄金增长期。换热器的发展前景可谓巨大，乘着换热设备产业快速发展的黄金时期，所以选择换热器作为本次毕业设计内容。
通过这一课题能很好锻炼运用已学的知识、独立进行科学研究活动的能力，学会分析和解决学术问题的方法，锻炼解决某一学术问题的能力。同时也是对大学四年以来所学知识的一次全面检测，在此过程中还能对所学专业知识进行一次全面系统的复习，对所学软件如AutoCAD、ANSYS等操作更加熟练。在设计，分析，制造一个机械装置时，如何根据实际情况，学习如何充分考虑它们的特点，选用最佳的工艺方案 。用所学的理论知识更好的解决实际问题，不再是纸上谈兵，很好的提高自己的综合分析和解决工程实际问题的能力，以及系统的串联起4年大学学习的各门学科，各个知识点，为以后的工作奠定良好的基础。
2 课题背景
合成氨生产系统中精炼采用铜洗装置。醋酸铜氨液洗涤法(简称铜洗)是最古老的方法。早在1913年就开始应用，迄今有近一百年的历史，铜洗法以其工艺成熟、操作弹性大，长期在中小型合成氨厂占据主导地位。铜洗是在高压低温条件下，用醋酸铜液吸收来自脱碳后氢氮气中的二氧化碳、一氧化碳、氧和硫化氢等有害气体，制得合格的铜洗气体吸收气体后的铜液经减压、加温后,再生循环使用,解吸出来的再生气体及其夹带出来的氨均回收利用[1] 。
铜洗法的溶液醋酸铜氨溶液是由醋酸铜和氨通过化学反应后制成的一种溶液，简称铜液，其组成为Cu（NH3）2Ac（醋酸亚铜络二氨）。本次毕业设计所要设计的题目“铜液还原加热器”所要加热的铜液也就是醋酸铜氨溶液。
铜液吸收合成氨生产系统中产生的一氧化碳、二氧化碳、硫化氢等后，从塔底部流出，经减压阀减压后，送至回流塔底部，喷淋而下于再生器解吸出来的再生气逆流相遇。吸收了再生器中80%左右的氨，并回收大部分热量，铜液温度预热到60℃左右，铜液由回流塔出来从下加热器的底部进入列管内，被管间的热铜液间接加热，沿升列管向上，进入中间还原器再进入上加热器继续用蒸汽在列管外加热后进入再生器，进过再生后的铜液由再生器下侧出来，进入化铜桶，然后进入下加热器，与回流塔下来的铜液逆流换热后，进入氨反应罐，补充气氨，然后部分进入铜液过滤器滤出铜液中的油垢和沉淀物，再经过氨冷气降温降温进入铜液缓冲罐，通过铜液泵加压后进入铜洗塔循环使用[2] 。