Тепловой режим контактных аппаратов

Статический режим контактного аппарата может быть удовлетворительно описан следуюш ими уравнениями в безразмерной форме (уравнения не учитывают продольный и радиальный перенос тепла и вещества) [c.139]

При эксплуатации контактного отделения по рабочей схеме газ, поступающий в контактный аппарат, нагревается в теплообменниках за счет тепла контактного газа. Реакционного тепла в контактных аппаратах выделяется тем больше, чем выше процент контактирования и больше концентрация ЗОз. Поэтому можно сказать, что нормальный температурный режим контактного отделения обеспечивается при высоком проценте контактирования и надлежащей концентрации ЗО. в газе. [c.228]

Приведем несколько примеров. Так, при окислении метанола в формальдегид в комбинированном реакторе значительное влияние на технологический режим в трубчатой части аппарата оказывают неоднородности температуры хладоагента и активности катализатора . Это справедливо для всех трубчатых реакторов при осуществлении в них сильно экзотермических процессов. В адиабатической части аппарата температура на выходе из слоя катализатора и избирательность процесса зависят главным образом от неоднородностей начальной степени превращения метанола перед слоем и активности катализатора (особенно от соотношения констант полезной и побочной реакций). Очень чувствительны к неравномерному распределению температуры и концентраций контактные аппараты с адиабатическими слоями неподвижного катализатора и промежуточным отводом тепла, предназначенные для окисления двуокиси серы в производстве серной кислоты. Значительное влияние на достижение высоких конечных степеней превращения оказывают неоднородности в последних слоях этих реакторов. Сказанное выше справедливо и для других процессов, когда необходимо приблизиться к равновесию или достигнуть высокой степени превращения. [c.504]

Политермическими называют процессы, в которых при спокойном протекании газа тепловой эффект частично компенсируется за счет подвода или отвода тепла. Такой режим характерен для трубчатых контактных аппаратов с неподвижным катализатором. [c.70]

Схема контактного аппарата с катализатором в трубах показана на рис. 56. Свежий газ, проходя снизу вверх, омывает трубы с катализатором 2, открытые сверху, и, попадая затем в трубы, проходит слой катализатора сверху вниз противотоком хладоагенту. Отвод тепла реакции происходит здесь непрерывно в процессе реакции. Несмотря на это, температурный режим в таких аппаратах далек от оптимального и часто менее благоприятен, чем в полочных аппаратах. Для плавного снижения температуры по мере контактирования требуется неравномерный отвод тепла по слою катализатора, т. е. в начале слоя должно отводиться во много раз больше тепла, чем в конце, так как скорость реакции и, следовательно, выделение реакционного тепла уменьшается с повыщением степени превращения. Такое распределение теплоотдачи не достигается в простых [c.188]

Реакторы этого типа используются главным образом при работе с катализаторами, быстро теряющими свою активность. Однако в некоторых установках катализатор остается в реакторе в течение всего времени в виде псевдоожиженного стационарного слоя. Такой режим используется при проведении реакций, сопровождающихся интенсивным выделением тепла, например при каталитическом окислении. Преимущество этого метода заключается в том, что интенсивное перемешивание частиц препятствует образованию участков местного перегрева ("горячих точек") и позволяет поддерживать постоянную (+2°С) температуру по всему объему слоя. Отвод тепла осуществляется в ряде случаев охладительными устройствами контактного аппарата. [c.20]

Технологический режим окисления SO2 в SO3. Показателем работы контактного отделения служит высокая степень контактирования и возможность работы без подогревателя, т. е. автотермичность процесса. Степень контактирования определяется температурным режимом работы контактного аппарата, а режим зависит от количества и концентрации поступающего газа. Чем выше концентрация SO2, тем больше тепла выделяется при ее окислении. Концентрация SO2 в газе должна быть постоянной во избежание нарушения температурного режима процесса, обычно ее поддерживают в пределах 7—7,5%. Тогда тепло реакции расходуется главным образом на нагревание поступающего газа. [c.87]

При работе контактного отделения по рабочей схеме нагревание газа, поступающего в контактный аппарат, происходит в теплообменниках за счет теп/та реакции. Так как этого тепла выделяется тем больше, чем выше процент контактирования и концентрация газа, то можно сказать, что нормальный температурный режим контактного отделения обеспечивается высоким процентом контактирования и надлежащей концентрацией газа. [c.181]

Технологический режим окисления ЗОг ДО ЗО3. Показателем работы контактного отделения служит степень окисления и возможность работы без подогревателя (автотермичность процесса). Степень окисления определяется температурным режимом аппарата, который зависит от количества и концентрации поступающего газа. Чём выше концентрация ЗОг, тем больше тепла выделяется при реакции окисления ЗОг до ЗО3. Концентрация ЗОг должна быть постоянной, иначе температура в контактном аппарате будет неустойчивой и режим работы нарушится Обычно концентрацию 30 поддерживают на уровне 7—7,5%. Тепло реакции расходуется в основном на нагревание поступающего газа. [c.121]

В сушильно-абсорбционном и контактном отделениях выделяется тепло при абсорбции паров воды в сушильных башнях и абсорбции ЗОз, а также при окислении ЗОа в контактных аппаратах. Необходимый температурный режим контактного узла поддерживается при помощи газовых теплообменников, в сушильных башнях и абсорберах при помощи кислотных и ангидридных холодильников (последний применяется не всегда). [c.587]

Контактное отделение любой сернокислотной системы оборудуется подогревателем, контактными аппаратами и теплообменниками. В период пуска системы, когда тепло реакции окисления SO2 до SO3 еще не начало выделяться, газ нагревают до температуры зажигания в подогревателе. При выходе контактного узла на обычный режим работы подогреватель отключают. [c.247]

Контактные аппараты заводской производительности могут быть сконструированы по принципу внутреннего теплообмена и контактирования в четыре стадии с промежуточным введением кислорода. На рис. 82 представлен на диаграмме/—х температурный режим такого процесса . Первоначально к двуокиси серы добавляется только 0,12 от необходимого количества кислорода, после первого слоя катализатора—0,18, после второго—0,3. и после третьего—0,6, так что процесс заканчивается при 20%-ном избытке кислорода и соответственно высокой (97%) степени превращения двуокиси серы 2о. При этом требуется весьма интенсивный отвод тепла в процессе контактирования. [c.334]

На температурный режим контактного узла сильно влияет состав поступающего на контактирование газа. Основным условием нормальной работы контактного узла является одинаковое содержание в газе сернистого ангидрида. Повышение концентрации ЗОг во входящем газе вызывает увеличение количества тепла, выделяющегося в контактном аппарате на единицу объема газа, поэтому температура газа повышается, что может привести к нарушению температурного режима е контактном узле. Обычно концентрацию сернистого ангидрида в газе, поступающем на контактирование, поддерживают в пределах 7—8%- На современных заводах анализ газов производят непрерывно при помощи автоматических газоанализаторов. При отклонении состава газа от установленного режимом работы контактного узла необходимо срочно найти причину, вызвавшую это отклонение, и устранить ее. Чаще всего этой причиной является нарушение режима работы обжиговой печи. [c.227]

Построив диаграмму такого процесса в координатах степень контактирования—температура, можно убедиться, что, благодаря отводу тепла от катализатора в процессе реакции, здесь, как и в упомянутых выше аппаратах типа Тентелевского завода, создается гораздо более совершенный температурный режим, чем в условиях двухступенчатого адиабатического контактирования. Несмотря на это, контактные аппараты с двойными теплооб.мен-ными трубками на практике себя не оправдали. Оказалось, что в аппаратах большого диаметра газовый поток вследствие восходящего направления горячего газа в основном слое катализатора распределяется по сечению аппарата неравномерно. В результате этого в отдельных зонах аппарата происходят местные перегревы катализатора или излишнее его охлаждение. То и другое ведет к удалению процесса от оптимального температурного режима, и весь процесс контактирования становится неустойчивым. Местные перегревы могут вызывать также понижение активности ванадиевой контактной массы. Частицы катализатора прикипают к поверхности стальных теплообменных труб, затрудняя теплопередачу. [c.197]

В современных контактных аппаратах с неподвижным катализатором для приближения температуры к оптимальной газ проходит последовательно несколько (4—5) слоев контактной массы. Охлаждением газа в теплообменниках между слоями обеспечивается снижение температуры по мере повышения степени окисления 502. Контактные аппараты с неподвижным (фильтрующим) слоем катализатора, несмотря на постоянное совершенствование -ИХ конструкции, обладают рядом недостатков, затрудняющих дальнейшую интенсификацию процесса каталитического окисления двуокиси серы. В них можно использовать только крупный гранулированный катализатор с минимальным размером гранул не менее 4—6 мм. В результате степень использования пор катализатора невелика и для первого слоя обычно не превышает 30%. Температурный режим на каждой стадии контактирования значительно отклоняется от оптимального из-за невозможности отвода тепла. Гидравлическое сопротивление в процессе эксплуатации сильно возрастает вследствие засорения слоя. [c.135]

Процесс окисления сернистого ангидрида в серный происходит в контактном аппарате в присутствии катализатора с выделением тепла. Автоматическое регулирование должно обеспечить оптимальный температурный режим контактирования в каждом слое контактной массы. Поэтому (рис. 18-5,6) устанавливают независимые одноконтурные схемы регулирования температура смеси газ—воздух перед контактным слоем—добавка холодного воздуха. Давление в коллекторе циркулирующего воздуха контактного аппарата поддерживается автоматическим путем сброса избытка горячего воздуха в боров. [c.251]

Контактный аппарат с кипящим слоем катализатора. Получение жидкого топлива взаимодействием окиси углерода и водорода — экзотермическая каталитическая сложная реакция с большим тепловым эффектом. Избирательность катализатора очень сильно зависит от температуры, и поэтому необходимо точно поддерживать оптимальный температурный режим. Задача успешно решена посредством применения катализатора в кипящем слое . Газ проходит через аппарат (рис. 67) с такой скоростью, что находящийся в нем катализатор приходит в состояние кипения . Катализатором служит активированное железо с частицами меньше 0,1 мм. Реакция проводится при температуре около 300° и давлении около 20 ат. Тепло реакции отводится путем теплообмена с циркулирующим высококипящим органическим веществом (смесь дифенила с окисью дифенила). Производительность катализатора в килограммах бензина с 1 куб. м в час в три раза выше, чем при тех же условиях на плотном слое катализатора. [c.82]

Тепло, необходимое для разложения спирта, в существующих контактных аппаратах подводится извне через металлическую стенку их. Катализатор плохо передает тепло, обладая большим термическим сопротивлением. Температура по поперечному сечению слоя катализатора быстро падает по мере удаления от стенки, передающей теплоту. Так отмечен [2] случай, когда в контактном аппарате в виде круглой трубы диаметром 18 см были помещены две термопары, установленные на одной высоте, но на разных расстояниях от стенки. В то время как термопара, поставленная в 2 сл1 от стенки, показывала температуру в 450°, вторая термопара, поставленная в центре, зарегистрировала всего лишь 360°. В момент измерения в реторте велось контактирование и спирт подавался со скоростью 40—45 кг/час. Процесс контактирования зависит, следовательно, от размеров и формы поперечного сечения контактных аппаратов, поскольку эти характеристики определяют температурный режим катализатора. [c.122]

В контактных аппаратах через неподвижный слой зернистого катализатора (как правило, с малой теплопроводностью) продувается газовая смесь, в результате чего в аппарате протекает экзотермическая или эндотермическая реакция. Эффективность работы реакторов этого типа существенно зависит от аэродинамики и теплового режима. Тепловой режим работы реактора определяется как теплообменом между газом и неподвижной насадкой (зернистым катализатором), так и теплообменом между газом и стенками реактора, через которые тепло отводится или подводится к реагирующим веществам из окружающей аппарат среды. [c.42]

Перегонка с ректификацией - наиболее распространенный в химической и нефтегазовой технологии массообменный процесс, осуществляемый в аппаратах - ректификационных колоннах - путем многократного противоточного контактирования паров и жидкости. Контактирование потоков пара и жидкости может производиться либо непрерывно (в насадочных колоннах) или ступенчато (в тарельчатых ректификационных колоннах). При взаимодействии встречных потоков пара и жидкости на каждой ступени контактирования (тарелке или слое насадки) между ними происходит тепло- и массообмен, обусловленные стремлением системы к состоянию равновесия. В результате каждого контакта компоненты перераспределяются между фазами пар несколько обогащается низкокипящими, а жидкость - высококипящими компонентами. При достаточно длительном контакте и высокой эффективности контактного устройства пар и жидкость, уходящие из тарелки или слоя насадки, могут достичь состояния равновесия, то есть температуры потоков станут одинаковыми, и при этом их составы будут связаны уравнениями равновесия. Такой контакт жидкости и пара, завершающийся достижением фазового равновесия, принято называть равновесной ступенью, или теоретической тарелкой. Подбирая число контактных ступеней и параметры процесса (температурный режим, давление, соотношение потоков, флегмовое число и др.), можно обеспечить любую требуемую четкость фракционирования нефтяных смесей. [c.195]

Устройство И принцип действия контактных сушилок. Контактными называются сушильные аппараты, в которых тепло для испарения влаги передается высушиваемому материалу в результате его соприкосновения с поверхностью обогреваемой металлической стенки. В качестве греющего теплоносителя используют чаще всего водяной пар, реже — газы и высококипящие жидкости. Применение контактных сушилок особенно целесообразно в тех случаях, когда из высушиваемого материала требуется удалить не воду, а другие жидкости (например, органические растворители), улавливание паров которых диктуется экономическими или экологическими соображениями. Эти аппараты работают как при атмосферном давлении, так и под вакуумом. Контактные сушилки в ряде случаев используют также для высушивания тонкодисперсных суспензий и пастообразных веществ, тонколистовых материалов, тканей и др. [c.669]

Для того чтобы сократить радиационную поверхность, целесообразно в расчетный период отопительного сезона принимать температуру воды на выходе из аппарата не 99,5, а 95° С, которая непосредственно требуется для приборов центрального отопления. В этот короткий отрезок времени водонагреватель будет не полностью обеспечивать деаэрацию нагреваемой воды (содержание кислорода составит 0г=0,4-4-0,43 лг/л, см. табл. 11). Но как только температура наружного воздуха станет выше расчетной, аппарат будет перестроен на обычный режим с выработкой горячей воды, имеющей температуру 99,5° С. Итак, если принять в расчетный период конечную температуру воды. на выходе из аппарата дд=95°С, а температуру обратной воды обр=70°С, то удельное количество тепла, воспринимаемое водой через радиационную поверхность, составит величину топ=55%. Тепловая нагрузка контактной камеры в этот период окажется равной <7к=45%. Эти удельные тепловые нагрузки топки и контактной камеры следует учитывать при расчете водонагревателей. Расчет топки производится в следующем порядке. [c.183]

В аппаратах с двойными теплообменными трубами хотя и обеспечивается нужное распределение отвода тепла по высоте слоя контактной массы, оптимальный температурный режим не может быть осуществлен вследствие неравномерного распределения температуры по горизонтальным сечениям аппарата. До устранения этого недостатка от применения аппаратов с двойными теплообменными трубами следует воздержаться. [c.486]

Сырьем для прямого окисления этилена в окись служит этилен с концентрацией не менее 95% [116]. Нежелательно присутствие в этилене больших количеств тяжелых углеводородов, так как в условиях процесса они легко окисляются до СОа и НаО, а выделяющееся тепло нарушает режим работы контактного аппарата. Присутствие ацетилена, сернистых. соединений и диолефинов (кансдого не более 0,001%) также следует ограничтать, так как они отравляют катализатор и образуют взрывоопасные смеси с кислородом. [c.173]

Можно выделить случаи работы контактных аппаратов в режиме испарительного охлаждения полное испарение оро-аяающей жидкости (ф=1), частичное испа- рение орошающей жидкости и относительно минимальное испарение орошающей жидкости. Последний случай характерен для контактных теплообменников, режим работы которых связан с достаточно большим удельным орошением. Согласно рис. 3.8 относительно минимальное испарение (ф 0,05) наблюдается при 0,4 л/м . К таким аппаратам можно отплести практически все контактные тепло- обменники, в которых поверхность теплообмена представляет собой поверхность пузырей или пленку жидкости — тарельчатый скруббер, аппарат с подвижной насадкой, насадочный скруббер и др. [c.85]

Повышение давления позволяет понизить температуру процесса. Устойчивый температурный режим в контактном аппарате легче поддерживать при разбавлении реакционной смеси азотом или каким-либо углеводородом, инертным в условиях процесса. Тепло, выделяющееся при окислении углеводородов, передается через стенку реактора теплоносителю, которым обычно является расплав солей. Газовая смесь из реактора поступает в холодильник и далее в скруббер, заполненный разбавленным водным раствором карбоната натрия. Здесь происходит поглощение окиси пропилена и других продуктов реакции. Газовая смесь, содержащая неирореагировавшие углеводороды и кислород, компрессором возвращается в реактор. К рециркулируемой реакционной смеси добавляют пропан-пропиленовую смесь и кислород. [c.198]

Наибольшее распространение для работы с зерненым катализатором при проведении экзотермических гетерогенно-катали-тических реакций со значительным тепловым эффектом получили контактные аппараты с теплоотводом из зоны реакции. Чаще всего для этой цели применяют трубчатые реакторы. Они представляют собой различного вида теплообменники, в трубках (реже — в межтрубном пространстве) которых находится катализатор. В качестве теплоносителя применяют газы (большей частью газы, поступающие на реакцию), высококипя-щие органические теплоносители (дифенил, дифенилоксид, ди-кумилметан и др.), расплавленные металлы (свинец, ртуть, сплавы), расплавленные соли. Межтрубное пространство, заполненное жидким теплоносителем, носит название бани реактора. Конструктивные особенности трубчатых контактных аппаратов в значительной степени связаны с вопросами отвода тепла. [c.163]

Если аппаратурное оформление гомогенного катализа не требует сооружений специальной конструкции, то аппаратура гетерогенного катализа, и особенно контактные аппараты, в которых газообразные реагенты взаимодействуют на твердых катализаторах, специфична и разнообразна. Контактные аппараты должны работать непрерывно, обладать высокой интенсивностью, обеспечивать температурный режим процесса, близкий к оптимальному. Конструкции контактных аппаратов различаются в зависимости от способа контакта газов с катализатором, подвода или отвода тепла и т. п. По этим признакам контактные аппараты подразделяются на 1) контактные аппараты поверхностного контакта (катализ на стенках, трубках, катализаторных сетках) 2) контактные аппараты с фильтрующим слоем катализатора 3) контактные аппараты со вжшенным (псевдоожиженным) слоем катализатора [c.127]

Тепло, необходимое для разложения спирта, в существующих контактных аппаратах подводится извне через металлическую стенку их. Катализатор, обладая высоким термическим сопротивлением, плохо передает тепло. Температура по поперечному сечению слоя катализатора быстро падает по мере удаления от стенки, передающей теплоту (рис. 58). Процесс контактирЬвания зависит, следовательно, от размеров и формы поперечного сечения контактных аппаратов, поскольку эти характеристики определяют температурный режим катализатора. [c.132]

Существенное влияние на селективность процесса синтеза мономеров из углеводородов оказывают макрофакторы (диффузия, тепло). Увеличивая линейную скорость потока газа или скорость циркуляции, можно устранить в определенных условиях влияние внешней диффузии. Для предотвращения влияния внутренней диффузии носители для катализаторов подбирают с определенной структурой и размером пор. При выборе контактного аппарата необходимо обеспечить устойчивый термический режим и устранить возможность перегрева слоя катализатора. Теория моделирования экзотермических реакций для выбора оптимального режима проведения процессов разбирается в ряде работ [306]. [c.347]

Расчет аппаратов выполняется с целью определения технологического режима процесса, основных размеров аппарата и его внутренних устройств, обеспечивающих заданную четкость разделения исходного сырья при заданной производительности. Технологический режим процесса определяется рабочим давлением в аппарате, температурами всех внешних потоков, удельным расходом тепла на частичное испарение остатка и холода на конденсацию паров в верхней части колонны, флегмовым числом или удельным расходом абсорбента. Основными размерами аппарата являются его диаметр и высота, зависящие главным образом от типа контактного устройства в колонне. [c.23]

Водно-тепловую обработку непрерывным способом по Мичуринской схеме проводят в аппаратах, рассчитанных иа мягкий режим разваривания (давление пара до 0,4—О о МПа, температура до 135—140° С), а по Мироцкой схсме — в трубчатых аппаратах скоростного разваривания (давление 0,8—1,0 МПа, температура 165—175 С). По непрерывной схеме разваривания с умягченным режимом варки замес готовится, нагревается и выдерживается в смесителе-предразварнике, который может состоять им сдвоенного, имеющего один привод, или двух различных аппаратов — смесителя и предразварника. Длительность пребывания замеса в смесителе 5—6 мин. Соотношение зерно вода [1 (2,5—3,5)] устанавливается с учетом крахмалистости зерна с таким расчетом, чтобы концентрация сухих веществ (СВ) в сусле составляла 16—18% по сахарометру. Для дозирования воды в смеситель при постоянной подаче зерна ставятся расходомеры щелевого типа, ротаметры. Температура замеса за счет подачн теплой воды поддерживается на уровне 40—45° С. В предразварнике замес выдерживается 6—7 мин, где нагревается вторичным паром до 60—85° С. Нагретый замес насосом закачивается в варочный аппарат, предварительно нагреваясь острым паром в контактной головке до температуры разваривания. [c.92]

Практически это достоинство аппаратов с двойными тепло-обменнымп элементами часто сводится на-нет непостоянством температур по горизонтальному сечению. Обычно уже вскоре после пуска аппарата, несмотря ка правильный температурньп" режим в средней части аппарата, по периферии нижнего слоя обнаруживаются отдельные участки с значительно пониженно температурой. Если допустить падеи ие температуры на этих участках ниже 400°, то контактная масса затухает в этой части сечения по всей высоте слоя, что приводит к резкому снижен 1Ю общей степени контактирования. [c.486]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология