Главная -> Словарь

Теплообменные устройства

Рассмотрим еще один эволюционно-эвристический метод синтеза системы теплообмена, легко реализуемый также вручную . В основу метода положены две эвристики: 1) теплообмен осуществляется в первую очередь между наиболее горячим и наименее холодным потоками; 2) поверхность теплообмена определяется исходя из требований максимального количества переданного тепла между двумя потоками с заданными температурами на входе.

Поверхность теплообмена определяется по формуле:

Искомая поверхность теплообмена определяется как отношение: f= 13706Ш4 =1737.7м'

Насыщенность реакционного объема поверхностью теплообмена определяется требованиями устойчивости технологического режима. Величина удельной поверхности теплообмена, достигаемая в барботажных колонных аппаратах, составляет обычно 30—50 м~*. Однако в некоторых случаях этого недостаточно для устойчивости. В настоящее время разрабатываются теплообменные многосекционные устройства, позволяющие обеспечить удельную поверхность до 100 м-1 и более.

Связь между количеством передаваемого в аппарате тепла и поверхностью теплообмена определяется основным кинетическим

*4 Применять для аппаратов, изготовляемых на экспорт. Примечание. Поверхность теплообмена определяется по наружному диаметру теплообменных труб с учетом длины труб между труб-

Поверхность теплообмена. При известных количествах переданного тепла Q, средней разности температур между теплообменивающими средами Д?ср и коэффициенте теплопередачи К поверхность теплообмена определяется из уравнения

Поверхность теплообмена. При известных количествах переданного тепла Q ккал/час, средней разности температур между тепло-обменивающимися средами тср°С и коэффициенте теплопередачи К ккал/м? °С час поверхность теплообмена определяется из уравнения

При решении уравнения теплового баланса для каждого из узлов теплообмена определяется неизвестная температура потоков на-входе и выходе из УТ и количество рекуперируемого таила.. Суммирование тепла каждого УТ синтезированной ТС дает суммарное количество тепла, рекуперированного данной ТС. 54

При решении уравнения теплового баланса для каждого из узлов теплообмена определяется неизвестная температура потоков на-входе и выходе из УТ и количество рекуперируемого тадла. Суммирование тепла каждого УТ синтезированной ТС дает суммарное количество тепла, рекуперированного данной ТС.

Связь между количеством передаваемого в аппарате тепла и поверхностью теплообмена определяется основным кинетическим уравнением переноса тепла . Это уравнение, записанное в виде , обычно называют основным уравнением теплопередачи:

В химических реакторах подводить или отводить тепло можно разными методами. Выбор способа теплообмена определяется прежде всего теплотами реакций и температурными условиями химического процесса. Необходимо также учитывать физические, теп-

Для практической реализации оптимального или изотермического режима целесообразно использовать, в частности, абсорберы с трубчато-решетчатыми тарелками, так как съем тепла в таких аппаратах производится непосредственно в зоне контакта взаимодействующих фаз. При такой организации процесса не требуются традиционные теплообменные устройства, работающие в схеме «абсорбер—холодильник—абсорбер». При наличии трубчато-решетчатых тарелок изотермический режим или режим, близкий к оптимальному, может быть обеспечен в ряде случаев за счет подачи в трубчато-решетчатые тарелки^технологиче-ских потоков с относительно высокой температурой, при которой может оказаться невыгодным охлаждать сухой газ или тощий абсорбент в обычных тепло-обменных аппаратах, так как с большей эффективностью эти потоки можно использовать для съема тепла в абсорберах с трубчато-решетчатыми тарелками или другими аналогичными тепломассообменными устройствами. Могут быть варианты, при которых для этой цели окажется выгодным использовать «бросовый» холод различных газообразных и жидких продуктов, получаемых при добыче нефтяных газов и газового конденсата.

Приведенные предельные температуры нагрева могут изменяться в зависимости от различных факторов: свойств материалов, с которыми контактирует топливо; гидравлических характеристик топливной системы и теплообменного аппарата; продолжительности контакта топлива с охлаждаемой поверхностью; содержания в топливе механических примесей, воды и растворенного кислорода и др. Увеличить хладоресурс можно, если топливо тщательно очистить от механических примесей, воды и растворенного кислорода. Теплообменные устройства, в которых предусматривается использование углеводородных топлив в качестве хладагента, следует изготавливать из химически инертных материалов.

вне теплового эффекта делает теплообменные устройства ненужными. Реакция протекает в жидкой фазе, причем при синтезе эфиров низших с тортов для повышения степени конверсии кислоты применяют избыток спирта. Одна из возможных схем включает адиабатически! реактор с насадкой , экстракционную колонну, в которой из реакционной массы извлекают водой избыточный спирт , и отпарную колонну для отгонки спирта, возвращаемого на реакцию. Вода, подаваемая на экстракцию, тоже рециркулирует; из системы выводят тзлько небольшое количество реакционной воды, из которой регенерируют непревращенную кислоту. Эфир-сырец, выходящий с верка экстракционной колонны, очищают ректификацией.

Когда синтезируемый виниловый эфир более летуч, чем исходный реагент , его непрерывно выводят из реакционного аппарата вместе с остаточным ацетиленом, выделяют конденсацией или абсорбцией и очищают от захваченного спирта ректификацией. При синтезе высококипящих веществ для отвода тепла предусмотрены специальные теплообменные устройства. Продукт реакции остается в жидкой реакционной массе и выделяется из нее методом, зависящим от свойств компонентов. При производстве N-винилкарбазола применяют углеводородный . Он растворяет N-винилкарбазол и извлекает его из реакционной массы, предотвращая дальнейшие превращения под действием щелочи и ацетилена. Растворитель затем отгоняют, и после ректификации в вакууме получают достаточно частый N-винилкарбазол.

Обычно реакционный аппарат представляет собой цилиндрический сосуд одинакового или разного диаметра, закрытый по концам днищами . Внутри корпуса .размещены опорные решетки для катализатора, распределительные, направляющие и сборные устройства, теплообменные устройства, сепараторы, перемешивающие устройства и т. п.

В нефтехимической промышленности распространены Теплообменные аппараты первых трех типов. Остальные Теплообменные устройства применяются редко. •

Снижение удельных капитальных вложений на единицу продукции достигается увеличением мощности установки. Этому же способствует повышение теплонапряжения реакционных труб, улучшение качества катализаторов, обеспечивающее увеличение объемной скорости подачи газа в процессах конверсии СО, метанирования и очистки от сернистых соединений. На снижение капитальных вложений в систему очистки от С02 влияет и выбор схемы, позволяющей вести процесс с небольшим перепадом температур между скруббером и регенератором, что приводит к снижению поверхностей теплообмена. Схема карбонатной очистки обходится дешевле этаноламиновой, причем очистка раствором К2С03 без активирующих добавок требует меньших капитальных вложений в теплообменные устройства, чем с активирующими добавками. В то же время активирующие добавки способствуют интенсификации процессов, протекающих в скруббере и регенераторе очистки.

• применяют погружные теплообменные устройства не только для охлаждения, но и для нагревания реакционной смеси, развивают ик поверхность ;

Для практической реализации оптимального или изотермического режима целесообразно использовать, в частности, абсорберы с трубчато-решетчатыми тарелками, так как съем тепла в таких аппаратах производится непосредственно в зоне контакта взаимодействующих фаз. При такой организации процесса не требуются традиционные теплообменные устройства, работающие в схеме «абсорбер—холодильник—абсорбер». При наличии трубчато-решетчатых тарелок изотермический режим или режим, близкий к оптимальному, может быть обеспечен в ряде случаев за счет подачи в трубчато-решетчатые тарелки технологических потоков с относительно высокой температурой, при которой может оказаться невыгодным охлаждать сухой газ или тощий абсорбент в обычных тепло-обменных аппаратах, так как с большей эффективностью эти потоки можно использовать для съема тепла в абсорберах с трубчато-решетчатыми тарелками или другими аналогичными тепломассообменными устройствами. Могут быть варианты, при которых для этой цели окажется выгодным использовать «бросовый» холод различных газообразных и жидких продуктов, получаемых при добыче нефтяных газов и газового конденсата.

Вращающиеся печи рассчитывают на основе кинетических данных процесса прокалки кокса. Транспортные устройства печи должны обеспечивать определенный режим движения газов и материалов, а теплообменные устройства — передачу к материалу необходимого количества тепла. Выход прокаленного кокса замедленного коксования — 70—80% от сырого. При прокалке кусковых коксов во вращающихся печах физико-химические свойства материала изменяются неравномерно. Поверхность кусков прокаливается лучше, чем середина. Это является причиной неоднородности кокса после термообработки.

Однако, как показал опыт промышленной эксплоатации, внутри-реакционные теплообменные устройства отводят тепло не в одной, как ожидалось, а в обеих стадиях. При этом собственно. крекинг протекает в условиях, мало отличающихся от регенеративных, что объясняется большой тепловой инерцией системы вследствие значительной аккумуляции тепла самим аппаратом и загруженным в него катализатором.