《机械工程名词 第五分册》第一版

壳管式冷凝器壳体内管束下部留有作为贮液器用的空间的水冷冷凝器。

设在制冷系统低压侧，用以储存液态制冷剂并使其补充至低压系统中的贮液器。

冷凝传热是指蒸气与温度低于其饱和温度的壁面接触时，将潜热传给壁面而自身冷凝的一种对流传热过程。工业上经常见到加热水蒸气再冷凝；在很多单元操作（如蒸馏、蒸发和制冷）中也有各种组分蒸气的冷凝。此外，化工生产中还有组分沸点差较大的混合蒸气的冷凝，在冷凝的同时还伴有可凝蒸气向冷凝壁面扩散的现象，故属于热质传递过程。

强化冷凝传热冷凝类型

蒸气在壁面上的冷凝有两种类型：①膜状冷凝。当冷凝液能润湿壁面时，在壁面上形成一层连续的液膜；蒸气在液膜表面冷凝。冷凝放出的潜热必须通过这层液膜才能传给壁面，因此液膜是冷凝传热的热阻所在。②滴状冷凝。若冷凝液不能润湿壁面，冷凝液以液滴形态附着在壁面上。当液滴增长到一定尺寸后，沿壁面滚落或滴下，露出无液滴的壁面，供继续冷凝。滴状冷凝时的传热分系数比膜状冷凝时大 5～10倍或更多。但在实际设备中，滴状冷凝不稳定,通常是膜状冷凝,所以冷凝传热设备一般按膜状冷凝设计。

强化冷凝传热影响因素

单一饱和蒸气冷凝时，汽相热阻（来自气相边界层）一般很小，往往忽略不考虑，传热系数取决于液膜厚度、液膜流动状况和冷凝液的物性。凡有利于减薄液膜厚度的因素，都会增强冷凝传热。例如冷凝液密度大、粘度小以及液膜流向与蒸气流向一致等，均能使液膜减薄，从而使传热分系数提高；而冷凝温度差的增大，冷壁表面不光滑，则会使液膜加厚，导致传热系数下降。

此外，影响冷凝传热的因素还有：①不凝性气体。当蒸气中存在不凝性气体时,即使只有1%，也会导致传热系数下降50%以上。蒸气中通常含有少量不凝气体，在冷凝过程中不凝性气体会逐渐积累。因此，冷凝器上须备有不凝气体的排放口，操作时定期排放，以保持良好的传热效果。②蒸气过热。当过热蒸气与温度低于饱和温度的壁面接触时，壁面上会有凝结液析出，形成一层液膜，液膜表面温度一般认为近似等于饱和温度，由于饱和温度低于过热蒸汽的主流温度，因此对主流蒸汽产生冷却作用，这部分热交换称为显热交换，可由常规对流换热关联式计算对流换热系数，但显热换热量相对于蒸汽凝结释放的潜热量一般很小，所以通常忽略之。过热蒸汽在流动过程中，一边降低温度，一边发生凝结，直到主流温度降低到饱和温度，此时温度不再变化，从这个位置开始，就是常规的饱和蒸汽冷凝段。

含汞炉气降温、汞冷凝和汞回收的过程。

1.影响汞蒸气冷凝效果的因素

冷凝温度是重要因素。将含汞炉气温度降到临界点时，可冷凝气体的蒸气压随之相应降低，开始凝结成液体。

除冷凝温度外，保持冷凝系统中适当的气流速度、高的汞蒸气浓度和合适的冷却速度，均有利于汞蒸气的凝结。

冷凝形成的小汞珠在冷凝管降落过程中和在水冷汞槽中流动时，由于表层薄膜的破裂而汇合集结成金属(活)汞。如烟气含汞量少、含烟尘量多时，灰尘常常成为汞蒸气凝结的晶核：以及在烟气流速较大、冷却很快的条件下冷凝，一般形成极细的金属汞珠，表面蒙上一层汞的氧化物或硫化物形成的牢固的薄膜。汞珠不易集结而进入沉降的矿尘、煤灰和碳粒中，生成汞臭。汞蒸气在冷凝过程中也会与烟气中的二氧化硫、三氧化硫气体作用，生成硫酸汞块和亚硫酸汞块进入汞炱，在不同的炉气成分和不同的冷却条件下，金属汞产出率波动在60%-90%内，其余10%-40%的汞呈汞炱形态产出。

2.工艺

汞矿石竖炉焙烧、汞精矿回转蒸馏炉焙烧和汞矿石回转窑焙烧炼汞所产含汞护气，都采用垂直型多级管状冷凝器冷凝。这种冷凝器一般用钢、铸铁或上釉陶瓷管作冷凝管，管径为250-400mm，冷凝面积根据需要确定。汞矿石竖护倍烧炼汞日处理1t汞矿石所濡的冷凝面积为2.7-4.5m2，小炉取上限，大炉取下限。为使汞微粒在冷凝管内有效沉集，管内含汞护气流度以4-6m/s为宜。中国在汞矿石流态化焙烧炼汞系统中，用文氏管冷凝系统取代庞大的管式冷凝器。含汞炉气先通过文氏管快速降低温度，使汞蒸气冷凝，除去炉气中大部分粉尘，粉尘进入沉淀他，凝结的大粒汞珠进入水封槽。被冷却的含汞炉气继而进入旋涡收汞器，使细粒汞珠、雾状汞变成较大的汞珠降落在水封槽中。含汞炉气再进入列管式水套冷凝器，继续降低温度以冷凝收集汞。含汞炉气最后引入淋洗塔，用循环水淋洗，进一步降低其含汞量。

3.冷凝器

要用高导热性、耐腐蚀性和不易形成汞齐的材料制造。钢铁的导热性较好，也不易与汞形成汞齐，但耐腐蚀性能较差。陶瓷的耐腐蚀性能较好，不易与汞形成汞齐，但导热性较差。镍铬不锈钢、钛材的性能都可满足要求 。