Главная -> Словарь

Теплообменных аппаратов

Средняя разность температур в теплообменных аппаратах определяется в зависимости от схемы теплопередачи. Если температуры нагревающего и нагреваемого потоков постоянны, как, например,.

Иногда по условиям процесса в колонну приходится вводить сырье в виде насыщенных или даже перегретых паров, например продукты крекинга, коксования и т. д. В этом случае в нижней части колонны приходится отнимать избыточное тепло, причем колонна не имеет обычной отгонной части. В таких случаях избыточное тепло принято отнимать путем циркуляции части остатка, охлаждения его в теплообменных аппаратах и возврата его на 4—6 тарелок выше ввода сырья . Такая схема циркуляции остатка в известной мере равноценна схеме с кипятильником, поскольку из циркулирующего остатка отпариваются легкие фракции поднимающимися

На установках каталитического крекинга в псевдоожиженном слое имеется возможность максимально использовать избыточное тепло регенерации катализатора для нагрева сырья, вследствие чего иногда сырье нагревают только в теплообменных аппаратах. При небольших выходах кокса все избыточное тепло затрачивается на нагрев сырья. При больших выходах кокса часть тепла регенерации используется для производства водяного пара нутом установки в регенераторе змеевиков.

Ребристые трубы находят широкое применение при изготовлении теплообменной аппаратуры. При использовании ребристых элементов труб успешно решается большинство проблем, связанных с нагревом, охлаждением и конденсацией сред. Применение ребристых и ошипованных элементов труб экономически целесообразно в таких теплообменных аппаратах, в которых условия теплообмена с одним теплоносителем существенно хуже, чем с другим. В этих случаях, увеличивая поверхность труб со стороны оребре-ния или ошипования, удается компенсировать низкий коэффициент теплоотдачи ее стороны газа и, следовательно, интенсифицировать процесс теплообмена, уменьшить вес, габариты и стоимость тепло-обменной аппаратуры, а также эксплуатационные расходы.

В кожухотрубчатых теплообменных аппаратах трубный пучок является самостоятельной сборочной единицей, сборка которой производится на отдельном рабочем месте.

При температурах, превышающих температуру начала кристаллизации сырьевого раствора, охлаждение осуществляют в обычных теплообменных аппаратах, а в области температур, при которых из раствора выкристаллизовывается твердая фаза, — в обычных вертикально или горизонтально расположенных цилиндрических емкостях высокого давления или в скребковых кристаллизаторах типа «труба в трубе». В качестве хладагента в большинстве случаев применяют испаряющийся аммиак, но можно применять также и сжиженный пропан. В начальной стадии охлаждения в качестве хладагента используется отходящий холодный фильтрат.

4. В наиболее высокотемпературных теплообменных аппаратах В, 6 и 18 через трубное пространство проходит газопродуктовая(((смесь, т. е. греющая среда, а через межтрубное — нагреваемая среда.

Водородсодержащий газ из абсорбера 14, подогретый до 300 °С в теплообменнике 6, поступает в реактор метанирования 17, где непревращенный оксид и неудаленный диоксид углерода гидрируются с образованием метана. После метанирования водород охлаждается в теплообменных аппаратах 6 и 12 до 30— 40 °С и далее в сепараторе 18 отделяется от сконденсировавшегося водяного пара. Водород компри-мируют компрессором 19 до давлений, требуемых потребителю .

Нагревание или охлаждение высоко-вязкого мыльно-масляного концентрата эффективно лишь в теплообменных аппаратах специальной конструкции. Например, в трубчатых скребковых теплообменных аппаратах поверхность постоянно очищается, т. е. устраняется отрицательное влияние повышенной адгезии, и, кроме того, возможно приложение высоких сдвиговых напряжений, снижающих вязкость. На рис. XI-2 показан двухкорпусный скребковый аппарат с поверхностью теплообмена 3,5 м2.

В промышленных условиях при охлаждении литиевых смазок коэффициент теплопередачи составляет 600—650 Вт/, что примерно в 20 раз выше, чем в трубчатых теплообменных аппаратах. Перспективным и эффективным для нагревания и охлаждения смазок в непрерывных схемах является змеевиково-скребковый аппарат.

В кожухотрубчатых теплообменных аппаратах с плавающей головкой или, как их иначе называют, с подвижной решеткой трубчатый "пучок со" стороны плавающей головки не связан с корпусом и свободно меняет длину при изменении температуры труб. Это устраняет температурные напряжения в кон-

Вопрос о том, тепло каких потоков выгодно регенерировать, должен решаться в каждом конкретном случае в зависимости от температуры и количества того или иного потока. Важно также правильно выбрать степень регенерации тепла на установке. Обычно •существует некоторая оптимальная степень регенерации тепла, являющаяся наиболее экономичной. С углублением регенерации тепла увеличивается поверхность теплообменных аппаратов, возрастает температура отходящих дымовых газов в печи и снижается коэффициент полезного действия печи, вследствие чего может увеличиться расход топлива.В конечном счете экономия от снижения расхода воды на охлаждение и расход металла на холодильники может оказаться меньше, чем дополнительные затраты на топливо и поверхность теплообмена.

а. Устройство теплообменных аппаратов

Реакторы с поверхностью теплообмена выполняются в виде трубчатых теплообменных аппаратов с насыпанным в трубки или межтрубное пространство катализатором, а также в виде непрерывных змеевиков с внешним обогревом или охлаждением. Применяются также пластинчатые реакторы. Реже применяются цилиндрические аппараты с наружной охлаждаюЕцей или нагревающей рубашкой.

Новые конструкции тарелок, допускающие высокие скорости потоков при малом расстоянии между тарелками , и новые конструкции теплообменных аппаратов, работающие с минимальной разностью температур , позволяют все более широко применять технологические схемы одноколонных агрегатов с тепловым насосом. В нефтепереработке одноколонные системы рек-. тификации с тепловым насосом в настоящее время применяют в основном на этиленовых установках при разделении смесей этилен— этан и пропилен — пропан.

33. Цыганков А. С. Расчеты судовых теплообменных аппаратов. Л., Судцром-гиз. 1956. 264 с.

Математические модели теплообменных аппаратов строятся на основе уравнений теплового баланса и теплопередачи. Уравнения теплового баланса составляются на основе уравнений гидродинамики аппаратов с учетом: тепловой емкости потоков, аккумулирования тепла в неподвижных разделяющих стенках и тепловых эффектов химических реакций. Передача теплового потока от одного теплоносителя к другому осуществляется как за счет конвекции подвижных сред, так и за счет теплопроводности в материале разделяющей стенки.

В зависимости от степени компактности конструкции и целей исследования допустимой точности аппроксимации рассматривают модели теплообменных аппаратов как с сосредоточенными, так и с распределенными параметрами.

36. Шевяков А. А., Яковлева Р. В. Инженерные метода расчета динамики теплообменных аппаратов.- М.: Машиностроение, 1968.- 319 с.

Из общего расхода металла на долю теплообменных аппаратов падает в среднем 40—50%, поэтому очень важно выбрать наиболее рациональную и эффективную конструкцию теплообменников. Ниже дается краткая характеристика широко применяемых кожухотрубчатых теплообменников.

Поверхность нагрева и охлаждения теплообменных аппаратов определяется по следующей формуле :

Работа теплообменных аппаратов характеризуется общим коэффициентом теплопередачи К, который определяется расчетным путем .