Главная -> Словарь

Теплообмен происходит

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.

Проверка данного метода на целом ряде примеров показала, что он обеспечивает при .минимальных затратах времени счета нахождение системы теплообмена, близкой к оптимальной. В отдельных случаях, однако, оптимальная система получается лишь при использовании вместо первой эвристики другой: теплообмен осуществляется между наиболее горячим и вторым наименее холодным потоками. Одним из существенных достоинств указанного метода является возможность синтеза циклических схем теплообмена, не всегда реализуемых другими известными методами синтеза.

Для химика, изучающего химизм рассматриваемых здесь реакций, тепловой эффект каталитического крекинга имеет второстепенное значение. Однако эта величина приобретает первостепенное значение при конструировании и эксплуатации промышленной установки. Известно, что реакции крекинга эндотермические, а удаление кокса с катализатора путем выжигания воздухом характеризуется экзотермическим процессом. Экономически целесообразно использование промышленной установкой части тепла, образующегося во время цикла регенерации для перевода сырья в паровую фазу и для самого крекинга. Такой теплообмен осуществляется в большей или меньшей степени па большинстве промышленных установок. При этом необходимо осуществление тщательного контроля за повышением температуры во время цикла регенерации. Выжигание 1 % кокса па катализаторе повышает в адиабатических условиях температуру катализатора на 316° С. Применяющиеся катализаторы не могут ьыдержать такое повышение температуры сверх температуры крекинга, поэтому приходится принимать меры для контроля за течением процесса регенерации. Промышленная установка каталитического крекинга является по существу большой конструкцией для контроля за выжигом кокса.

Теплообменные аппараты составляют около 40 % общего числа монтируемых аппаратов. Они служат для передачи тепла от одного технологического потока к другому или для отвода тепла при конденсации и охлаждения продуктов. На технологических установках нефте- и газоперерабатывающих заводов, как правило, применяют теплообменные аппараты, в которых теплообмен осуществляется через фиксированную поверхность, т. е. исключается непосредственное соприкосновение теплообмени-вающихся сред. В качестве хладагента используют воду, водяной пар, воздух или какой-либо технологический поток в жидком или парообразном виде.

В некоторых случаях теплообмен осуществляется при непосредственном контакте потоков . Такой способ применяют в тех случаях, когда контактирующие среды легко разделить, например воду и нефтепродукты, или когда требуется отвести или подвести тепло потоком той же физической природы, например циркуляционное орошение и горячая струя в ректификационной колонне.

Поскольку в системе, стремящейся к состоянию равновесия, мас-со- и теплообмен осуществляется через поверхность раздела фаз, чем больше поверхность контакта фаз и чем более активно обновляется эта поверхность, тем быстрее завершается переход системы в состояние равновесия. Чем в большей степени состояние сосуществующих фаз отклоняется от условий равновесия, тем больше скорость массо- и тепло-обменных процессов в системе. В связи с этим по мере приближения системы к состоянию равновесия при неизменной поверхности контакта фаз скорость массо- и теплообменных процессов будет уменьшаться вследствие уменьшения движущей силы, обусловливающей этот обмен.

К этому тину относятся аппараты, в которых теплообмен осуществляется путем непосредственного контакта потока газа или жидкости с твердым гранулированным материалом. Подобный теплообмен может протекать в сплошном слое гранулированного материала, в потоке летящих или падающих частиц и в нсевдоожиженпом слое тиердого материала.

Сырой малосернистый кокс размером 0—25 мм с установки замедленного коксования поступает через сырьевой бункер / и шне-ковый питатель 2 в сушилку барабанного типа 3. Сушка сырого кокса производится путем сжигания дымовых газов в печи дожи-га 19. Высушенный кокс при 70—100 °С без дробления или после дробления до размеров 0—12 мм в валковой дробилке 4 направляется шнековым транспортером в промежуточный бункер 5, откуда пневмотранспортом поступает в газосепаратор 9. После отделения в газосепараторе от транспортирующего агента коксовая мелочь через питатель поступает в верхнюю секцию прокалочной печи 12. В печи кокс прокаливается горячими дымовыми газами, образующимися в результате сгорания части кокса и летучих веществ. Теплообмен осуществляется при встречных потоках кокса и дымовых газов. Температура по секциям печи 12 распределяется следующим образом:

1. При заданных значениях Т

При турбулентном движении жидкости теплообмен происходит значительно интенсивнее, чем при ламинарном.

В случаях, когда теплообмен происходит в результате естественной конвекции, обусловленной разностью плотностей жидкости в различных точках системы, процесс характеризуется значением критерия Архимеда

Теплообменные аппараты типа «труба в трубе» жесткой конструкции и разборные . В таких аппаратах теплообмен происходит между средами, двигающимися по трубкам

В зависимости от агрегатного состояния смешиваемых потоков теплообмен может осуществляться между средами, находящимися в парообразном , жидком или твердом состоянии. Возможны различные случаи —• теплообмен происходит между газами , газом и жидкостью, газом и твердым телом, жидкостью и жидкостью и т. д. В результате теплообмена может измениться состояние теплообменивающихся сред, например пары частично или полностью конденсируются, жидкость частично или полностью испаряется и т. д.

Однократное контактирование происходит при теплообмене между паром или газом и псевдоожиженным слоем твердого материала . Благодаря /-•-перемешиванию и большой поверхности частиц ри — процесс переноса энергии в форме тепла, происходящий между телами с различной температурой. Теплообмен происходит в аппаратах технологических установок нефтегазопереработки при непосредственном контактировании сред с разной температурой, а также в поверхностных аппаратах, например, в трубчатых печах, теплообменниках при нагревании исходного сырья и охлаждении получаемых продуктов. Движущей силой теплообмена является разность температур между более и менее нагретым телами, при наличии которой тепло самопроизвольно в соответствии со вторым законом термодинамики переходит от более нагретого телу к менее нагретому. В результате теплообмена интенсивность движения частиц более нагретого тела снижается,

При турбулентном движении жидкости теплообмен происходит значительно интенсивнее, чем при ламинарном. Закон Ньютона. Основным законом теплоотдачи является закон Ньютона, согласно которому количество тепла dQ, переданное от теплообменной поверхности к окружающей среде прямо пропорционально поверхности теплообмена dF, разности температур поверхности tw и окружающей среды tf и времени dr, в течение которого осуществлялся теплообмен:

В случаях, когда теплообмен происходит в результате естественной конвекции, обусловленной разностью плотностей жидкости в различных точках системы, процесс характеризуется значением числа Архимеда

Теплообменные аппараты составляют около 40% общего количества монтируемых аппаратов. Они служат для передачи тепла от одного потока к другому. На технологических установках нефте-и газоперерабатывающих заводов, как правило, применяют тепло-обменные аппараты, в которых теплообмен происходит через фиксированную поверхность, т. е. исключается непосредственное соприкосновение теплообменивающихся сред.