ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Нагревание высокотемпературными теплоносителями из "Основные процессы и аппараты химической технологии Издание 8" Регулирование температуры нагрева топочными газами производят посредством рециркуляции части отработанных газов. Возвращая дымососом или эжектором часть отработанных газов в печь и смешивая их с газами, полученными в топке, снижают температуру газов и одновременно увеличивают объем газов, обогревающих теплообменные устройства. Увеличение объема газов приводит к возрастанию их скорости и соответственно — к увеличению коэффициентов теплоотдачи от газов к стенке. Для уменьшения температуры греющих газов в топку печи дополнительно подводят воздух, смешиваемый с газами. [c.331] Более подробно тепловые балансы печей рассматриваются в специальной литература. [c.331] В процессах химической технологии часто осуществляется обогрев высокотемпературными теплоносителями. Рассматриваемые ниже теплоносители обычно получают тепло от топочных газов или электрического тока, передают его нагреваемому материалу и являются, таким образом, как и водяной пар, промежуточными теплоносителями. Они обеспечивают равномерность обогрева и безопасные условия работы. [c.331] НО усложняет и удорожает нагревательную установку и повышает стоимость ее эксплуатации. Поэтому в настоящее время он вытесняется более экономичными способами нагрева другими высокотемпературными теплоносителями. [c.332] Для нагрева перегретой водой и другими жидкими теплоносителями используют установки с естественной и принудительной циркуляцией. [c.332] В установке с естественной циркуляцией (рис. УП1-5, а) жидкость заполняет нагревательную систему, состоящую из змеевика 1, обогреваемого в печи топочными газами, и теплоиспользующего аппарата 2, соединенных подъемным трубопроводом 3 и опускным трубопроводом 4. Нагретая в змеевике 1 жидкость поднимается по трубопроводу 3, отдает тепло среде, нагреваемой в аппарате 2, и сама охлаждается. При этом ее плотность возрастает и жидкость возвращается в печь по трубопроводу 4 для последующего нагревания в змеевике /. Таким образом, движение жидкости в замкнутом циркуляционном контуре происходит под действием разности плотностей нагретой и охладившейся жидкости. [c.332] Для того чтобы свести к минимуму коррозию труб и устранить выделение неконденсирующихся газов, ухудшающих теплообмен, всю нагревательную систему заполняют дистиллированной водой, не допуская попадания в систему воздуха при ее заполнении и разогреве. [c.332] С помощью уравнений (УП1, 4) и (УП1, 5), используя уравнение (П, 102а) для определения гидравлического сопротивления контура, можно рассчитать диаметр и трубопровода и расход О любого жидкого нагревающего агента при естественной циркуляции. [c.332] Более прост и экономичен, чем обогрев перегретой водой, обогрев теплоносителями, позволяющими получать высокие температуры без давления в системе или при умеренных давлениях. К числу таких теплоносителей относятся минеральные масла и некоторые другие органические жидкости. [c.333] Нагрев с помощью минеральных масел производят либо помещая теплоиспользующий аппарат с рубашкой, заполненной маслом, в печь, в которой тепло передается маслу топочными газами,Злибо устанавливая электронагреватели внутри масляной рубашки. [c.333] В тех случаях, когда нагревание теплоносителя в рубашке исключается (по причине огне- и взрывоопасности производства), нагрев масла осуществляют вне теплоиспользующего аппарата в установках с естественной и принудительной циркуляцией. [c.333] Эти установки отличаются некоторыми особенностями по сравнению со схемами на рис. У1П-5. Так, вследствие значительного увеличения объема масла при его нагревании за теплообменником (и выше его) устанавливают расширительный сосуд, емкости для холодного вязкого масла снабжают паровым обогревом и подводят к ним инертный газ для создания подушки , предохраняющей масло от окисления при соприкосновении с воздухом, и т. д. Указанные особенности характерны для большинства нагревательных установок, где используются органические теплоносители (см. ниже). [c.333] Нагревание высококипящими органическими жидкостями и их парами. [c.334] К группе высокотемпературных органических теплоносителей (сокращенно ВОТ) относятся индивидуальные органические вещества глицерин, этиленгликоль, нафталин и его замещенные, а также некоторые производные ароматических углеводородов (дифенил, дифениловый эфир, ди-фенилметан, дитолилметан и др.), продукты хлорирования дифенила и полифенолов (арохлоры) и многокомпонентные ВОТ, например дифениль-ная смесь, представляющая эвтектическую смесь дифенила и дифенило-вого эфира. Подробно свойства ВОТ и их применение описываются в специальной литературе. [c.334] Наибольшее промышленное применение получила дифенил ь-ная смесь, состоящая из 26,5% дифенила и 73,5% дифенилового эфира (этот теплоноситель известен также под названиями Даутерм А, динил и др.). Дифенильная смесь обладает большей термической стойкостью и более низкой температурой плавления ( + 12,3 С), чем составляющие ее компоненты. Дифенильную смесь можно транспортировать по хорошо изолированным трубопроводам, не опасаясь ее кристаллизации. Температура кипения дифенильной смеси при атмосферном давлении равна 258 С. Поэтому в жидком виде она используется для нагрева до температур не более приблизительно 250 °С (при р = 1 ат). Предельная температура применения жидкой смеси составляет 280 °С при повышении избыточного давления в системе до 0,81 бар (0,8 ат). [c.334] Основным достоинством дифенильной смеси как теплоносителя является возможность получения высоких температур без применения высоких давлений. Давление ее насыщенных паров равно лишь 7зо—Veo давления насыщенных паров воды в пределах температур от 200 до 400 °С. Так, например, при 300 °С давление насыщения водяного пара составляет 89,8 бар (87,6 ат), а дифенильной смеси — только 2,45 бар (2,4 ат). По этой причине становится возможным для нагрева дифенильной смесью до высоких температур использовать вместо змеевиков более простые теплообменные устройства — рубашки. [c.334] Недостатком дифенильной смеси, как и других органических теплоносителей. является малая теплота парообразования. Однако у дифенильной смеси этот недостаток в значительной мере компенсируется большей, чем у воды, плотностью паров, в результате чего при испарении или конденсации смеси количество тепла, выделяющееся на единицу объема пара, оказывается близким к соответствукщей величине для воды. [c.334] Над поверхностью жидкости в сосуде и емкости 5 находится инертный газ (азот), подаваемый для того, чтобы по возможности устранить окисление смеси при соприкосновении ее с воздухом. Кроме того, подача азота в камеры электронагревателей котла 2 обеспечивает взрывобезопасные условия его работы. Вся система также периодически продувается азотом. [c.335] Регулирование температуры нагрева парами дифенильной смеси возможно не только путем изменения мощности котлов-парогенераторов, но и дросселированием пара на входе его в теплоиспользующий аппарат, а также путем изменения уровня конденсата в рубашках теплоиспользующих аппаратов. [c.336] Кроме ВОТ, упомянутых выше, для нагревания до высоких температур ( 300 С) применяют кремнийорганические жидкости, представляющие собой главным образом ароматические эфиры ортокремневой кислоты, например орто-крезилоксисилан. Эти теплоносители весьма термически стойки, имеют низкую температуру плавления, высокую температуру кипения при атмосферном давлении, но легко гидролизуются при воздействии влаги. [c.336] Вернуться к основной статье