Контактные аппараты условия теплообмена

Для прямоточного и противоточного контактного аппарата с простыми теплообменными трубками и для аппарата с двойными теплообменными трубками условия устойчивости имеют соответственно следующий вид [c.9]

Автотермический контактный аппарат с внутренним теплообменом для осуществления синтеза высших спиртов наименее удачен, так как его температурный режим определяется условиями устойчивости. Указанная в таблице производительность является предельной. Аппарат плохо управляется. [c.168]

Например, для контактных аппаратов с промежуточным теплообменом это условие должно удовлетворять двум правилам [c.73]

Контактные аппараты с промежуточным теплообменом. Если процесс окисления ЗО2 в ЗО3 проводить, например, в две стадии в контактном аппарате с промежуточным теплообменом, то создаются условия, недостаточно близкие к оптимальному режиму, т. е. процесс протекает не по кривой оптимальных температур. В начале процесса температура газа слишком низка, в конце — слишком высока. Поэтому конечная степень окисления ЗОг в ЗОз, достигаемая в таком двухстадийном контактном аппарате, относительно невелика (94-95%). [c.111]

В результате интенсивного перемешивания твердых частиц и газа или жидкости в кипящем слое, как уже отмечалось, создаются неблагоприятные условия, заключающиеся в снижения средних температурных напоров и концентрации реагента. Исследования показали, что этот недостаток до некоторой степени устраняется, если теплообменные или контактные аппараты с кипящим слоем проектируются по ступенчато-противоточному принципу. [c.8]

Чимкентский свинцовый завод. Сернокислотный цех не обеспечен в достаточном количестве серосодержащими отходящими газами металлургического производства. Вследствие длительной эксплуатации в неблагоприятных условиях (резкие колебания концентрации газа, частые вынужденные остановки из-за ее снижения) состояние внутреннего теплообменника аппарата КЦТ № 1 (контактный аппарат с центральным теплообменником) неудовлетворительно. (ухудшился теплообмен,, повысилось гидравлическое сопротивление теплообменников и контактной массы). [c.10]

Одним из главных условий длительной и безаварийной эксплуатации сернокислотного оборудования является точное соблюдение технологического режима. Повышение температуры в пусковых подогревателях, контактных аппаратах, печах для обжига колчедана может привести к прогоранию теплообменных трубок и спеканию колчедана или катализатора в контактных аппаратах. При работе контактного аппарата необходимо избегать переохлаждения отдельных его частей, так как при низкой температуре начинается конденсация влаги, содержащейся в контактных газах. Влага абсорбирует серный ангидрид, что приводит к образованию серной кислоты, которая вызывает коррозию аппаратуры. При остановке контактной системы ее тщательно продувают воздухом до полного удаления серного ангидрида. При остановке систем, работающих с крепкой серной кислотой, аппараты и трубопроводы нейтрализуют раствором соды, а затем тщательно промывают. [c.273]

Окисление сернистого ангидрида проводится в условиях, приближающихся к оптимальным, в контактных аппаратах с промежуточным или внутренним теплообменом. Первая стадия [c.213]

В контактных аппаратах с промежуточным теплообменом газ после первого слоя катализатора охлаждается до 460—480 С в теплообменнике (рис. 7-16,а), в котле-утилизаторе или в результате добавления более холодного газа (рис. 7-16,6). При указанной температуре газ поступает во второй слой контактной массы, где происходит дальнейшее контактирование ЗОг, при этом температура вновь повышается и газ нужно вновь охлаждать и т. д. Температурные условия этого процесса тем ближе к оптимальным, чем больше стадий контактирования (слоев контактной массы). [c.213]

Процесс окисления сернистого ангидрида проводится в условиях, приближающихся к оптимальным, в контактных аппаратах с промежуточным или внутренним теплообменом. Первая стадия процесса в этих аппаратах проводится одинаково и заключается в том, что подогретый до 440° газ пропускается через первый слой контактной массы, в котором окисляется 60—80 о всего сернистого ангидрида. Вследствие выделения тепла реакции температура газа повышается до 560—600°. Скорость реакции в этих условиях очень велика, и для ее протекания требуется небольшое количество контактной массы. Но процесс окисления сернистого ангидрида приостанавливается, так как контактирование практически достигает равновесного значения. [c.167]

В контактных аппаратах с промежуточным теплообменом газ из первого слоя катализатора направляется в теплообменник, в котором охлаждается до 480—500°, и прн этой температуре поступает во второй слой контактной массы, где происходит дальнейшее контактирование, и температура вновь повышается. После этого газ вновь направляется в теплообменник и т. д. Температурные условия процесса тем ближе к оптимальным, чем больше стадий контактирования. [c.167]

Преимущество контактных аппаратов с внутренним теплообменом перед аппаратами с промежуточным теплообменом состоит в том, что в них могут быть созданы температурные условия, очень близкие к оптимальным. [c.174]

Окисление сернистого ангидрида проводится в условиях, приближающихся к оптимальным, в контактных аппаратах с промежуточным или внутренним теплообменом. Первая стадия процесса в этих аппаратах проводится одинаково и заключается в том, что подогретый до 440 °С газ пропускается через первый слой контактной массы, где окисляется 60—80 % общего количества SOj. Вследствие выделения тепла реакции температура газа повышается до 560—600 °С. Скорость реакции в этих условиях [c.213]

При содержании в сернистом газе 0,01 % влаги (стр. 144) после контактного аппарата в нем образуется по реакции, приведенной на стр. 21, столько же паров Н,504, т. е. 0,01 объемн. %, или 0,437 г/.м . Точка росы при такой влажности около 100 °С [рассчитана по уравнению (1-5) с использованием коэффициентов Л и 5, приведенных на стр. 20 для 98%-ной серной кислоты]. В этих условиях серная кислота будет конденсироваться в теплообменнике при температуре стенок теплообменных труб ниже 100 °С. В случае большей влажности газа конденсация серной кислоты будет происходить и при более высокой температуре стенок (при влажности газа 0,1 % конденсация начинается около 150 °С). [c.223]

Основной недостаток описанных контактных аппаратов с промежуточным теплообменом и контактированием в две стадии заключается в том, что температурные условия протекания реакции в обоих аппаратах не соответствуют наиболее благоприятному режиму. В начале процесса температуры газа слишком низки, в конце, наоборот, слишком высоки. В результате конечная степень контактирования относительно невелика. [c.103]

Возможность использования вычислительных устройств для автоматического поддержания оптимального температурного режима подтверждается следующими соображениями. В контактных аппаратах с промежуточным теплообменом процесс протекает в адиабатических условиях, поэтому повышение температуры газа на каждой полке контактного аппарата, пропорциональное степени контактирования на этой полке, может быть использовано для определения степени контактирования. Кроме того, зная температуру газа на входе в каждый слой контактной массы, повышение температуры в слое и степень контактирования перед входом в данный слой (состав газа), можно определить активность контактной массы, т. е. константу скорости реакции в уравнении (III, 23). Поскольку все остальные показатели процесса известны, можно установить новый оптимальный температурный режим. [c.171]

Контактные аппараты с внутренним теплообменом. Преимущество контактных аппаратов с внутренним теплообменом перед аппаратами с промежуточным теплообменом состоит в том, что в них могут быть созданы наиболее благоприятные температурные условия для проведения процесса окисления сернистого ангидрида и получены наиболее высокие показатели работы. [c.133]

В аппарате с внутренним теплообменом происходит плавное изменение температуры, причем это изменение близко совпадает с оптимальными условиями. Поэтому контактные аппараты с внутренним теплообменом (при правильной нх кон- [c.134]

Процесс окисления ЗОг в контактных аппаратах с промежуточным теплообменом, состоит в том, что газ, подогретый до температуры несколько выще температуры зажигания (400— 420 °С), пропускают через первый слой контактной массы, где происходит окисление 60—80% ЗОг от его общего количества. За счет выделения тепла реакции температура газа повыщается до 550—580 °С. Скорость реакции в таких условиях очень велика, и для ее протекания требуется небольшое количество контактной массы. Однако дальнейшее окисление диоксида серы приостанавливается, так как степень превращения практически достигает равновесной. [c.166]

Кипящая вода, применяемая для отвода тепла, далее поступает под давлением в котлы-утилизаторы. Давление в котле зависит от допустимой разности температур теплоносителя и реакционной массы, заданной по условиям технологического процесса. Если эта разность не лимитирована, давление в котле принимают таким, что образующийся пар мог быть направлен в цеховые сети (избыточное давление пара 3 или 8 ат). Котлы-утилизаторы могут быть встроенными в реакционный аппарат (например, в контактные аппараты с кипящим слоем катализатора) или выносными. Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящей воде в котлах-утилизаторах составляет 1750—5000 ккал [м ч град) в зависимости от диаметра труб, в которых происходит парообразование. Для питания котлов-утилизаторов применяют паровой конденсат, что позволяет избежать образования накипи на теплообменных поверхностях. [c.175]

Установки ДК различаются общим количеством слоев катализатора, распределением их по ступеням и схемами теплообмена между газовыми потоками. Число слоев катализатора в контактных аппаратах систем ДК принимается равным 4—5, распределение слоев по стадиям может быть, например, 2-1-2, или 3+1 и т.д. Расчеты показывают, что схема 2 + 2 требует наибольшего расхода катализатора и теплообменной поверхности. Для схем 3+1 и 3 + 2 суммарная поверхность теплообменников примерно одинакова, но в схеме 3 + 2 масса загружаемого катализатора примерно на 15% меньше. Кроме того, два слоя катализатора на второй ступени обеспечивают меньшую чувствительность процесса к изменению условий эксплуатации. [c.132]

В этих условиях серная кислота будет конденсироваться в теплообменнике при температуре стенок теплообменных труб ниже 100° С. В случае большей влажности газа конденсация серной кислоты будет происходить и при более высокой температуре стенок (при влажности газа 0,1% конденсация начинается около 150°С). В случае нормальной работы сушильного отделения, когда в газе перед контактным аппаратом содержится менее 0,01% влаги, кислота в теплообменниках не конденсируется. При повышенной влажности газа выделяющуюся в трубах кислоту периодически сливают из теплообменника через отверстие 5 возле днища аппарата (см. рис. 7-23). [c.222]

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 контактных аппаратах с промежуточным теплообменом процесс протекает в адиабатических условиях поэтому повышение температуры газа на каждой полке контактного аппарата пропорционально степени контактирования на этой полке и может быть использовано для определения степени контактирования. Кроме того, зная температуру газа на входе в контактную массу каждого слоя, повышение температуры на слое и состав газа, т. е. степень контактирования перед слоем, можно определить активность контактной массы (константу скорости реакции). Так как все остальные показатели известны, то представляется возможным установить новый оптимальный режим. [c.146]

Контактные аппараты с кипящими слоями катализатора (КС) находят все более широкое применение. Они обеспечивают протекание каталитических процессов при изотермическом температурном режиме даже при высоких тепловых эффектах реакции. Независимость гидравлического сопротивления кипящих слоев от размера частиц и линейной скорости газа дает возможность нрн-менения мелкозернистых катализаторов. Это позволяет эффективно проводить процессы в кинетической области при полном использовании внутренней поверхности катализаторов. Высокая теплопроводность кипящего слоя, обусловленная подвижностью частиц, создает благоприятные условия для отвода или подвода теплоты непосредственно в слое катализатора, без опасения вызвать локальные затухания или перегрев контактной массы. При этом вследствие высоких значений коэффициентов теплопередачи от кипящего слоя к тепловому агенту обеспечивается наиболее эффективный теплообмен и соответственно уменьшаются размеры теплообменных узлов. [c.141]

В промышленности углеродистые материалы чаще всего охлаждают в контактных аппаратах через металлическую стенку с использованием в качестве хладоагента воды. При зтом раскаленный кокс ие смешивается с водой в результате угара целевого продукта не происходит. Однако при охлаждении через металлическую стенку создаются тяжелые условия ее работы. Для защиты металлической стенки от прогара на верхнем горячем участке холодильные барабаны облицовывают огнеупорным материалом, но при этом ухудшается теплообмен и снижается производительность холодильного агрегата. Кроме того, при охлаждении через стенку ослол<няется (особенно во вращающихся холодильных барабанах) утилизация тепла раскаленного кокса. Таким образом, способ охлаждения в контактных аппаратах через металлическую стенку нельзя рекомендовать в случае больших потоков углеродистых материалов. [c.233]

Реакция окисления ЗОа протекает с большим выделением тепла, которое необходимо отводить в процессе реакции. Отвод тепла можно осуществлять как непосредственно из слоя катализатора в контактных аппаратах с внутренним теплообменом, так и между слоями катализатора в многослойных контактных аппаратах. Для улучшения условий теплоотвода возможно применение псевдоожижениых слоев катализатора. В настоящей время наиболее широко применяются неподвижные слои катализатора. Большинство используемых в настоящее время контактных аппаратов для окисления 302 являются многослойными, с адиабатическими слоями катализатора и с отводом тепла между слоями. Однако возможен отвод тепла и непосредственно из слоя катализатора, например в трубчатых аппаратах. Математическая модель такого контактного аппарата с внутренним теплоотводом описывается следующей системой уравнений (для слоя идеального вытеснения) [c.76]

Контактные аппараты поверхностного контак-т а применяются реже, чем аппараты с фильтрующим или взвешенным слоем катализатора. При поверхностном контакте активная поверхность катализатора невелика. Поэтому aппaJ)aты такого типа целесообразно применять лишь для быстрых экзотермических реакций на высокоактивном катализаторе, обеспечивающем выход, близкий к теоретическому. При этих условиях в контактном аппарате не требуется размещать большие количества катализатора. Принципиальная схема контактного аппарата с катализатором в виде сеток показана на рис. 102. В корпусе аппарата горизонтально укреплены одна над другой несколько сеток (пакет сеток), изготовленных из активного для данной реакции металла или сплава. Подогрев газа до температуры зажигания производится главным образом в самом аппарате за счет теплоты излучения раскаленных сеток. Время соприкосновения газа с поверхностью сеток составляет тысячные — десятитысячные доли секунды. Такие аппараты просты по устройству и высокопроизводительны. Они применяются для окисления аммиака на платино-палладиево-родиевых сетках, для синтеза ацетона из изопропилового спирта на серебряных сетках, для конверсии метанола на медных или серебряных сетках и т. п. Эти же процессы с применением других менее активных, но более дешевых катализаторов проводят в аппаратах с фильтрующим или взвешенным слоем катализатора. В некоторых случаях, чтобы совместить катализ и нагрев газовой смеси, катализатор наносят на стенки теплообменных труб. [c.236]

Многослойный контактный аппарат представляет собой сложную систему со многими взаимовлияниями параметров и обратными связями. Применяемая до настоящего времени статическая модель кон -тактного аппарата не включала описания теплообменников и не учитывала ограничений, накладываемых теплообменниками, и влияния обратных связей. Однако, вследствие ограниченности поверхности теплообменников, не всякий температурный режим может быть реализован на действующем аппарате. Кроме того, взаимовлияния пара -метров теплообменников и слоев катализатора вносят изменения в температурный режим реактора при изменении условий эксплуатации хотя бы в одной зоне аппарата. Поэтому для о-птимизации технологических режимов действующих контактных аппаратов с заданными размерами теплообменников и ограничения на потоки газов необходимо перейти от уровня описания процесса только в слоях катализатора, к модели контактного узла в целом с включением всех теплообмен -ников и связей мевду ними и слоями катализатора. [c.199]

Существенное влияние на селективность процессов окисления оказывают также макроскопичеокие факторы (диффузия, теплообмен). Увеличивая Линейную скорость потока газа или скорость циркуляции, можно в определенных условиях устранить влияние внешней диффузии. Чтобы предотвратить влияние инутренней диффузии, подбирают для катализаторов носители с определенной структурой и размером пор. При выборе контактного аппарата необходимо обеспечивать стабильный термический режим и устранять возможность перегрева слоя катализатора. Для повышения селективности многих процессов гетерогеннокаталитического окисления углеводородов в состав реакционной смеси вводят водяной пар. Механизм действия воды пока не выяснен. Возможно, что вода участвует в комплексообразовании углеводородов на по-верхпостн катализатора или создает иа ией ОН-группы (при диссоциации молекулы НаО) и т. д. [c.308]

В прямоточном контактном аппарате выпаривание жидкости протекает в пределах оптимальных режимов барботажа дымовых газов, когда достигается интенсивный теплообмен при соответствующих гидродинамических условиях. Скорость газового потока в контактной камере при обычных условиях достигает 3— 4 м/с, а скорость подъема жидкости соответствует 0,03—0,04 м/с, что опреде у1ет время контакта и производительность выпарной установки по концентрированному раствору. Газ в виде продуктов сгорания и водяного пара поднимается вверх и разделяется на отражателе 11, а затем удаляется через брызгоуловитель 12 в конденсатор. Концентрированный раствор накапливается в отстойнике 10. [c.262]

Сравнительная оценка различных контактных аппаратов. Из рассмотренных типов контактных аппаратов лишь две конструкции позволяют осуществлять процесс окисления сернистого 1аза в оптимальных температурных условиях 1) аппараты с промежуточным теплообменом при большом числе стадий контактирования и 2) трубчатые аппараты с послойной загрузкой контактной массы внутри труб. [c.486]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология