ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пути интенсификации теплообмена в реакционных аппаратах из "Нагревательные элементы реакционных аппаратов" В современных химических производствах, пожалуй, нет такого процесса, который не сопровождался бы теплообменом. Непременным условием для этого является разность температур между средами, участвующими в процессе теплообмена. При этом от среды с более высокой температурой тепло передается среде с более низкой температурой. В зависимости от протекающих в аппаратах технологических процессов процесс теплообмена может служить либо для нагревания, либо для охлаждения реакционной массы. [c.5] В процессе нагревания среду с более высокой температурой принято называть теплоносителем, а среду с более низкой температурой — нагреваемой средой. [c.5] В процессе охлаждения среду с меньшей температурой условимся называть охлаждающим агентом, а среду с более высокой температурой — охлаждаемой средой. [c.5] В зависимости от рода теплоносителя, способа осуществления теплообмена и конструктивного оформления поверхности нагрева а также характера технологического процесса процесс теплообмена может быть осуществлен или в теплообменнике, т. е. в самостоятельном теплообменном аппарате, предназначенном исключительно для теплообмена, или в технологическом сосуде (аппарате), оборудованном специальным нагревательным элементом. [c.5] Под нагревательными элементами будем подразумевать те участки (элементы) сосуда, в которых (или с помощью которых) и происходит теплообмен между теплоносителем и нагреваемой средой, находящейся в сосуде. [c.5] В этом случае нагревательный элемент становится, в отличие от собственно теплообменника, только частью сосуда, служащего для проведения в нем определенного технологического процесса. [c.5] в трубчатом теплообменнике или змеевиковом нагревательном элементе, выполненном из трубы и расположенном на внутренней поверхности стенки сосуда или просто погруженном внутрь его (см. рис. 1), теплообмен осуществляется только через стенки трубок. [c.6] В сосудах же с наружным нагревательным элементом теплообмен происходит (полностью или частично) через стенку сосуда. [c.6] В собственно теплообменниках законы теплообмена достаточно полно исследованы и изучены, имеются надежные расчетные формулы, опытные и практические данные, пригодные для широкого применения их в инженерных расчетах при выборе и конструировании теплообменников. [c.6] В сосудах с внутренними нагревательными элементами законы теплообмена изучены далеко недостаточно (особенно в сосудах, оборудованных мешалками). Что же касается сосудов с наружными нагревательными элементами, то здесь законы теплообмена совершенно не изучены и для этой группы сосудов отсутствуют какие-либо приемлемые для практического использования формулы и методы расчетов. [c.6] Правильно выбранные тип и конструкция нагревательного элемента способствуют не только интенсификации протекающего в сосуде технологического процесса, но и создают более благоприятные условия для длительной и бесперебойной работы сосуда. [c.7] Выбор нагревательного элемента и конструктивное его оформление зависят прежде всего от характера технологического процесса и количества передаваемого в единицу времени тепла, а также от физических свойств теплоносителя и нагреваемой среды, агрегатного состояния, температуры и давления теплоносителя, агрессивных свойств нагреваемой среды и т. п. [c.7] С точки зрения удобства обслуживания стенок, принадлежащих как сосуду, так и нагревательному элементу, а также простоты устройства узлов продувки и обеспечения более мягкого и равномерного нагрева реакционной массы предпочтение следует отдать наружным нагревательным элементам. [c.7] Поэтому размеры рубашек или приваренных на внешней стенке аппарата змеевиков, выполненных из целой трубки (рис. 3, а), по-лутрубки (рис. 3, б) или профильного проката (рис. 3, в), ограничены величиной поверхности корпуса аппарата. Следовательно, наружные нагревательные элементы могут быть приняты в сосудах с небольшим объемом или в сосудах с умеренными тепловыми нагрузками. [c.7] В тех случаях, когда по той или иной причине нельзя применить внешние нагревательные элементы, их размещают внутри сосуда. Внутренние нагревательные элементы выполняют в виде цилиндрической или (реже) плоской спирали. В первом случае спираль устанавливают около стенки, а во втором — на дне сосуда. Внутренние нагревательные элементы иногда изготавливают в виде стакана с двумя стенками. [c.7] В тех случаях, когда в сосуд необходимо поместить мешалку (что вызывается вязкостью реакционной массы или выпадением осадков в процессе реакции), размещение нагревательных элементов внутри аппарата крайне нежелательно. [c.7] При выборе типа и конструкции нагревательного элемента приходится учитывать целый комплекс условий и требований технологического характера. [c.8] При выборе конструкции нагревательного элемента нужно помнить, что в теплоносителях (жидкая или паровая фаза) всегда содержатся газы. С этим особенно нужно считаться при применении органических теплоносителей, которые под действием высоких температур (в генераторах) разлагаются с образованием газообразных продуктов и продуктов с низкими температурами кипения. [c.8] например, использование дифенильной смеси в качестве теплоносителя приводит к постепенному разложению ее с образованием высококипящих и низкокипящих продуктов — бензол, фенол, имеющих температуру кипения 80—180° С. Следовательно, если температура дифенильной смеси превышает 200° С [2], эти продукты находятся в состоянии перегретых паров и не могут конденсироваться в системе. [c.8] Присутствие в теплоносителе воздуха или другого неконден-сирующегося газа значительно снижает коэффициент теплоотдачи, однако в практике проектирования сосудов далеко не во всех случаях учитывается это отрицательное действие неконденсирую-щихся газов. [c.8] Вернуться к основной статье