ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Конденсация в трубчатых аппаратах из "Производство серной кислоты из сероводорода по методу мокрого катализа" При конденсации паров в трубчатом конденсаторе газовую смесь, содержащую пары, пропускают по трубам теплообменника, в межтрубном пространстве которого движется более холодный газ или жидкость. [c.84] Первые исследования процесса конденсации серной кислоты в трубчатых конденсаторах, проведенные в Советском Союзе, состояли в следующвхм - . Полую трубку или трубу с насадкой помещали в электрическую печь, температура в ней понижалась от одного конца трубы к другому. Нагретая примерно до 400° газовая смесь, содержащая серный ангидрид и пары воды, поступала в трубу и по мере продвижения по ней охлаждалась. При этом вначале происходило образование паров серной кислоты, которые затем конденсировались на внутренней поверхности трубы. [c.84] Скорость охлаждения газовой смеси и, следовательно, скорость конденсации паров регулировалась путем изменения тем-пературы по длине трубы. [c.84] Конденсатор, использованный на полузаводской установке (производительность 235 кг в сутки), представлял собой трубчатый теплообменник (рис. 17), состояш,ий из 37 фарфоровых труб (внутренний диаметр 15 мм, длина 1 м), заполненных фарфоровыми шариками диаметром 10 мм. Каждая фарфоровая труба заключена в стальную цельнотянутую трубу (внутренний диаметр 32 мм), кольцевое пространство между обеими трубами заполнено песком. В межтрубном пространстве находится вода, уровень которой контролируется при помощи водомерного стекла. Размер кольцевого пространства между трубами подобран с таким расчетом, чтобы поддерживалась достаточно высокая температура поверхности конденсации. При этом возникающее пересыщение паров серной кислоты не превышает критического. Пересыщение уменьшается также благодаря присутствию в трубах насадки, на поверхности которой происходит дополнительная конденсация паров. [c.85] Результаты полузаводских опытов (табл. 24) показывают возможность получения в трубчатом конденсаторе высококонцентрированной серной кислоты. Полнота конденсации в большинстве опытов превышала 99%. [c.85] Полученные на основании полузаводских опытов данные были использованы в 1940 г. для проектирования заводской установки . Трубы конденсатора на этой установке были выполнены из термосилида, кольцевое межтрубное пространство заполнено расплавленным свинцом. Установка находилась в эксплуатации очень непродолжительное время, однако полученные в течение этого времени данные подтвердили правильность решений, намеченных проектом. [c.85] На основании лабораторных исследований и опыта работы промьшленных установок по методу мокрого катализа можно сделать вывод, что выделение серной кислоты в трубчатых конденсаторах может быть осуществлено без образования тумана с практически достаточной полнотой. Приводимые ниже расчеты показывают, что необходимые для этого условия могут быть созданы в трубчатом теплообменнике без насадки и без специальной прослойки, обычно применяемой для уменьшения коэффициента теплопередачи. Высокий коэффициент теплопередачи как раз желателен, так как при этом уменьшаются размеры аппарата и мические показатели его работы. [c.87] Рассмотрим схему процесса конденсации паров серной кислоты в трубчатом конденсаторе (рис. 18). Тепло газа, движущегося по трубе сверху вниз, передается пленке конденсата, стекающего по внутренней поверхности трубы. Одновременно на пленке конденсируются пары жидкости, выделяющееся при этом тепло также передается пленке. [c.87] Значительное количество тепла выделяется также при образовании серной кислоты по реакции (П1,3 ) по мере охлаждения газа, так как при 450° серная кислота почти полностью диссоциирована на SO3 и Н,р. Тепло реакции, выделяющееся в соответствии с уравнениями (П1, 3) [с учетом ассоциации паров— уравнения (П1, 29) и (П1, 30)1, передается от газа пленке конденсата, от нее—стенке трубы и от стенки трубы—воде. [c.87] Разность температур на внутренней и наружной поверхности стенки трубы весьма незначительна, поэтому температуру внутренней и наружной стенки принимаем одинаковой. [c.87] Рпк—давление насыщенного пара серной кислоты у поверхности конденсации, мм рт. ст. [c.88] Уравнение (IV, 11) отражает условия, которые должны соблюдаться в любом участке конденсационной трубы. [c.90] Чтобы наглядно пояснить влияние различных факторов на процесс конденсации серной кислоты в трубчатом аппарате, приводится расчет одного трубяого элемента конденсатора. [c.90] Состав и количество газа приведены в табл. 25. [c.90] При Не=9480 можно принять В=0,023 т=0,8 л=0,4. [c.91] На первом участке толщина пленки серной кислоты, конденсирующейся на трубке, незначительна, поэтому ее термическое сопротивление мало и можно принять, что попринимаем ориентировочно 104°. [c.91] При i K=104° и концентрации серной кислоты 98,2% давление насыщенного пара рассчитанное по уравнению (III, 34), составляет 0,07 мм рт. ст. [c.92] Интерполируя данные, приведенные на стр. 89, получаем для = 104—100=4° значение а ,=3950 ккал .час-град. [c.92] Р—общее давление газа,. им рт. ст. [c.92] Принимаем температуру в конце участка =425°. Так же, как для участка I, рассчитываем а =44,0 ккал м -час-град и [i=0,40 кг м -час-град. [c.93] Вернуться к основной статье