Аппарат для теплообмена и смешения

Узел теплообменного аппарата. Теплообменные аппараты (теплообменники) классифицируются по характеру обменивающихся теплотой сред. Теплообмен может происходить между двумя жидкими средами, между паром (газом) и жидкостью, между двумя газовыми средами. По принципу действия теплообменники подразделяются на аппараты непосредственного смешения и аппараты поверхностного типа. Наиболее часто используемые на НПЗ и НХЗ аппараты поверхностного типа подразделяются по способу компоновки в них теплообменной поверхности на следующие виды типа труба в трубе кожухотрубчатые пластинчатые аппараты воздушного охлаждения. [c.93]

В смесительных аппаратах теплообмен осуществляется путем непосредственного контакта и смешения теплоносителей при этом тепло- [c.7]

Теплообменные аппараты. Теплообменные аппараты — один из основных видов технологического оборудования, они составляют примерно 30—40 % от всего химического оборудования. По назначению различают теплообменники, холодильники, подогреватели, конденсаторы. Наиболее распространены поверхностные теплообменники, теплообмен в которых осуществляется через поверхности (стенка трубы, пластины и т. д.), разделяющие среды и исключающие их смешение. Передача тепла сопровождается изменением температуры сред, средняя разность которых является движущей силой процесса передачи тепла и называется температурным напором. [c.267]

Теплообмен смешением между двумя потоками газа проводится в контактных аппаратах с кипящим слоем катализатора, куда подается газовая смесь при сравнительно низкой температуре. [c.267]

Проанализируйте устойчивость стационарных процессов, образующихся при протекании в аппарате идеального смешения (с теплообменом через стенку) обратимой экзотермической реакции А В (обе стадии имеют 1-й порядок). [c.236]

Пример 22.4. Аппарат идеального смешения с теплообменом В отличие от предыдущего примера аппарат работает с отводом тепла (рис. 22.1). Для простоты примем, что температура охлаждающего теплоносителя постоянна (например, тепло отводится к кипящей жидкости, либо к идеально перемешанному теплоносителю). [c.131]

Закалка газа пиролиза может осуществляться не только прямым смешением с водой, но также путем поверхностного теплообмена (через стенку). Такой метод охлаждения позволяет получать водяной пар высокого давления, что существенно улучшает экономику процесса. Время пребывания газа пиролиза при высокой температуре в закалочном аппарате теплообменного типа не должно превышать. 0,03 с. Это достигается при массовой скорости газа пиролиза в закалочном аппарате не менее 50 кг/(м -с). Для закалки применяются аппараты специальной конструкции, изготовленные из высоколегированной стали. [c.33]

При работе контактного аппарата по схемам, изображенным на рис. 3.19, в общем корпусе необходимо устанавливать полки с катализатором и теплообменные устройства, что усложняет конструкцию и эксплуатацию аппарата. Поэтому чаще используется регулирование температуры в полочных аппаратах путем смешения реагентов с байпасным газом. Недостаток этого способа регулирования температуры состоит в том, что концентрация продуктов реакции уменьшается при каждом смешении с байпасным газом. Снижение степени превращения при одновременном понижении температуры графически изображено на рис. 3.20. [c.72]

Теплообменники смешения. В этих аппаратах теплообмен происходит между газовой и жидкой фазами при отсутствии разделяющей их перегородки. Например, в скрубберах контакт между газом и жидкостью осуществляется таким образом жидкость стекает по насадке, газ проходит между элементами насадки (кольца Рашига, шарики, куски кокса, кварца, шамота, деревянные решетки, проволочные спирали, керамические фасонные детали и т. п.). На сильно развитой поверхности насадки происходит теплообмен между газом и жидкостью с одной стороны, путем теплоотдачи, как в поверхностных аппаратах с толщиной перегородки, сведенной до нуля, с другой стороны, путем одновременной диффузии массы, несущей свою энтальпию к поверхности. Направления массо- и теплопередачи могут быть одинаковыми (например, ст жидкости к газу), но могут быть также и противоположными. [c.506]

Карбонатные отложения в теплообменных аппаратах, трубопроводах и на градирнях могут иметь место также в случае прямого контакта охлаждающей воды с аммиаком, попадающим в охлаждающую воду через возможные неплотности в теплообменных аппаратах или в аппаратах непосредственного смешения (барометрические конденсаторы) на предприятиях азотной промышленности. При этом аммиак (МНз) растворяется в оборотной воде с образованием иона аммония (МН ) и гидроксильного иона (0Н ) [c.389]

Теплообменные процессы — выпаривание, охлаждение и кон денсацию проводят способом рекуперации, при котором тепло от одного вещества другому передается в аппаратах через разделяющую эти вещества стенку, и способом регенерации, при котором тепло от одного вещества другому передается при взаимном соприкосновении и смешении. Рекуперационные аппараты [c.137]

По способу передачи тепла от одной среды к другой теплообменные аппараты делят на поверхностные и смешения. В поверхностных теплообменных аппаратах среды, участвующие в теплообмене, разделены стенкой из теплопроводного материала, в теплообменных аппаратах смешения среды перемешиваются. [c.159]

По способу действия теплообменные аппараты подразделяют на поверхностные и аппараты смешения. К первой группе относятся теплообменные аппараты, в которых теплообменивающиеся среды разделены твердой стенкой. В теплообменниках смешения теплопередача происходит без разделяющей перегородки путем непосредственного контакта между теплообменивающимися средами. Примером может служить конденсатор смешения (скруббер), заполненный насадкой. Жидкость стекает сверху вниз, пары или газ двигаются противотоком к ней. На нефтеперерабатывающих заводах преимущественное применение получили поверхностные теплообменники. По конструктивному оформлению они делятся на змеевиковые, типа труба в трубе и кожухотрубчатые — с неподвижными трубными решетками, с и-образными трубками и с плавающей головкой. [c.254]

Конденсаторы смешения (скрубберы) Теплообмен в этих аппаратах осуществляется посредством прямого контакта между восходящим потоком нефтяных паров п орошающей пх водой. Обычно их выполняют в виде насадочных или полочных колонн. Нижняя их часть слу- жит водоотделителем (рис. 156). Конденсаторы смешения просты в эксплуатации и недороги, но требуют чистой воды, так как органические примеси (нефтяные продукты, смолистые вещества) могут привести к окрашиванию кои денсата — целевого продукта. [c.263]

Теплообмен участвующие в теплообмене, на заводах встре- смешением чаются аппараты, в которых теплообмен [c.65]

Чертежи общего вида теплообменников. При курсовом проектировании выполняются чертежи главным образом наиболее широко применяемых теплообменных аппаратов типа труба в трубе , кожухотрубчатых, спиральных и смешения. [c.211]

Качество воды следует устанавливать и поддерживать с учетом особенностей технологических процессов и оборудования, в которых используется вода, чтобы предотвратить отложение солей, осаждение механических примесей, биологическое обрастание [13]. Чтобы предотвратить взрывы и отравления работающих в помещениях и на открытых площадках, вызываемые поступлением газов и паров из линий отработанной воды, необходимо своевременно проводить анализы этой воды, проверять герметичность теплообменных аппаратов, устанавливать гидрозатворы с вытяжными стояками в местах слива воды из аппаратов смешения в самотечные линии и т. д. [c.107]

Сложность описания и расчета теплообмена с учетом реальных условий его протекания во многом объясняет тот факт, что в настоящее время теплообменную аппаратуру рассчитывают по моделям, предполагающим режим полного вытеснения теплоносителя либо его полное смешение. Эти крайние случаи режимов течения теплоносителя обоснованы для определенных конструкций теплообменных аппаратов и видов теплоотдачи, однако в большинстве случаев использование модели идеального смешения и вытеснения теплоносителя дает погрешность в расчете. В связи с этим возникает необходимость использования более реальных моделей движения теплоносителей, обладающих одновременно достаточной простотой. [c.69]

В реальном теплообменном аппарате в силу стохастической природы процесса распределение элементов потока по времени пребывания всегда неравномерное. К наиболее существенным источникам такой неравномерности можно отнести неравномерность профиля скоростей системы турбулизацию потоков молекулярную диффузию наличие застойных областей в потоке образование каналов и байпасных токов в системе. Для оценки неравномерности потоков вводится функция распределения По времени пребывания, которая определяется из отклика системы на импульсное, ступенчатое, либо частотное возмущение и позволяет количественно оценить отклонение реального потока от моделей идеального смешения и вытеснения [2]. Численные характеристики отклика системы на возмущение (среднее значение, дисперсия и др.) позволяют рассчитать параметры моделей, учитывающих стохастическую природу процесса. Сюда следует отнести диффузионную и ячеечную модели. [c.69]

Общепринятым и наиболее характерным признаком для классификации теплообменных аппаратов является их назначение нагрев, охлаждение, конденсация, испарение жидкостей, газов или нх смесей. При более подробной классификации учитываются также способ передачи тепла от одной среды к другой, конструктивные особенности аппаратов и пр. В зависимости от способа передачи теплоты теплообменники делятся на аппараты смешения, в которых процесс обмена происходит при непосредственном контакте сред, и на поверхностные аппараты, в которых передача осуществляется с использованием тепловоспринимающих и теплоотдающих поверхностей. [c.342]

В нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой и других отраслях промышленности большое распространение получили поверхностные рекуперативные теплообменные аппараты, позволяющие осуществлять теплообмен без смешения потоков теплоносителей. Из аппаратов этой группы в нефтепереработке наиболее широко применяются кожухотрубчатые тепло- [c.342]

В некоторых случаях теплообмен осуществляется при непосредственном контакте потоков (теплообменные аппараты смешения). Такой способ применяют в тех случаях, когда контактирующие среды легко разделить, например воду и нефтепродукты, или когда требуется отвести или подвести тепло потоком той же физической природы, например циркуляционное орошение и горячая струя в ректификационной колонне. [c.170]

Эти реакторы представляют собой сосуды, снабженные перемешивающими устройствами (мешалками или насосами). Как правило, перемешивание осуществляется настолько интенсивно, что обеспечивает равномерность состава и температуры смеси в объеме реактора. В тех случаях, когда процесс сопровождается значительным тепловым эффектом, реакторы снабжают теплообменным устройством рубашкой, окружающей стенки аппарата, внутренними змеевиками или внешним теплообменником. Это позволяет поддерживать определенную, наиболее благоприятную температуру реакционной смеси. На рис. 3 и 4 изображены типичные реакторы полного смешения. [c.24]

Аппараты смешения, в которых передача тепла между теплообменивающимися средами происходит при их непосредственном контакте. Для изготовления теплообменных аппаратов смешения требуется, как правило, меньше металла и во многих случаях они обеспечивают более эффективный теплообмен. Однако аппараты смешения в процессах нефтегазопереработки часто нельзя использовать из-за недопустимости прямого соприкосновения теплообменивающихся потоков. [c.566]

Теплообменные аппараты смешения. В теплообменных аппаратах смешения тепло передается от одной среды к другой путем непосредственного контакта теплообменивающихся потоков. Такой метод передачи тепла позволяет значительно сократить расход металла на изготовление аппаратов. Однако применять этот способ можно только в тех случаях, когда допустимо смешение потоков. Например, воду можно нагреть за счет использования тепла водяного пара при их прямом смешении тепло, выделяемое конденсирующимся паром, непосредственно воспринимается водой. Применение поверхностного аппарата в таких случаях является неоправданным. [c.590]

Теплообменные аппараты смешения классифицируются по следующим основным признакам, [c.590]

К теплообменным аппаратам смешения относятся барометрические конденсаторы вакуумных колонн, предназначенные для конденсации водяных паров с целью уменьшения нагрузки вакуумсоздающего оборудования (вакуум-насосов, эжекторов). Схему включения и принципиальное устройство барометрического конденсатора рассмотрим на примере полочного конденсатора (рис, ХХП-25), В барометрический конденсатор поступает смесь газов и паров, состоящая из воздуха, продуктов разложения нефтяного сырья, водяных паров (которые были поданы в ректификационную колонну для технологических целей) и относительно небольшого количества нефтяных паров. Для конденсации и охлаждения этой смеси подается холодная вода, стекающая по перфорированным полкам при большом числе струй. Воздух в барометрический конденсатор попадает через неплотности аппаратуры и трубопроводов, находящихся под вакуумом, частично [c.590]

Интенсивное поперечное перемепшвание и быстрый теплообмен приводят к тому, что по сечению аппарата концентрации и температуры не меняются и при этом по оси идет ноток идеального вытеснения. Таким образом, элементарный слой регенератора является аппаратом идеального вытеснения для потока катализатора и аппаратом идеального смешения для потока газа, т. е. ностуиа-ЮЩ.ИЙ в этот слой газ выходит из аппарата, но не переходит в соседние элементарные слои. [c.325]

Наибольшее распространение получили поэтому адиабатические реакторы с несколькими (обычно с четырьмя) сплошными слоям л катализатора (рис. 154,6 ) в этих аппаратах теплообменные устройства отсутствуют, а для съема тепла и регулирования темпе )атуры подают холодный синтез-газ между слоями катализатора через специальные ромбические распределители, обеспечивающее эффективное смешение горячего и холодного газа. Профиль темпе эатуры в таком реакторе ступенчатый, причем его по-степе)1ное повышение в слоях катализатора сменяется резким падение при смешении с холодным газом. Предварительно подогревают лишь часть исходного синтез-газа, а остальное реакционное тепло утилизируют для получения пара высокого давления. С точки зрения эксергетического к. п. д., более выгодна несколько измененная схема, когда для подогрева исходного газа используют только необходимую часть реаьщионных газов, а основная их масса ИД2Т в котел-утилизатор. [c.529]

В действительно изотермических условиях работают лишь реакторы полного смешения. При очень энергичном размешивании температура выравнивается во всем объеме реактора, даже если сырье подается с более низкой тем-, пературой, чем температура в аппарате. Регулирование температуры реакторах полного смешения может осуществляться как теплообменом смешения, так и теплооб -меном через стенку. Подвод или отвод тепла с входящими в реактор и уходящими из него веществами существует не только в теплоизолированных реакторах ( адиабатических ), но и в любом другом реакторе, поэтому речь идет лишь о том, достаточно ли теплоаккумулирующих веществ в реагирующей смеси для теплового регули-. рования процесса или же нет и требуется ли дополнительное регулирование через теплообменную поверхность. Вы- бор способа регулирования зависит от индивидуальных особенностей процесса. [c.47]

В качестве примеров математических моделей теплообменных аппаратов ниже проанализированы модели теплообменников простейших типов, в которых осуществляется передача тепла между двумя потоками — теплоносителем и хладоагентом. Во всех математических описаниях предполагается, что движение потоков теплоносителя и хладоагента характеризуется простейшими гидродинамическими моделями идеальное смешение и идеальное вытеснение . Кроме того, допускается, что коэффициент теплопередачи через стенку, разделяющую теплоноситель и хладоагеит, является постоянной заданной величиной, которая не зависит от их объемных расходов. Последнее допущение, строго говоря, неточно однако оно принято в дальнейшем для упрощения математических выкладок при решении задач оптимизации. [c.62]

Все теплообменные аппараты по способу передачи тепла могут быть разделены на две большие группы поверхностные аппараты и аппараты смешения. В повфхностных тепло-обменных аппаратах передача тепла от одного теплоносителя к другому осуществляется с участием твердой сте.нки. Процесс теплопередачи в смесительных теплообменных аппаратах осуществляется путем непосредственного контакта и смешения жидких и газообразных теплоносителей. [c.7]

Оценка средних скоростей реакций позволяет объяснить эти выводы. Скорость эндотермических реакций уменьшается с увеличением степени иреврашения вследствие расходования реагентов и уменьшения температуры в системе. Средняя скорость реакции в аппарате идеального вытеснения (где она принимает среднее значение от максимального на входе и минимального на выходе) всегда выше средней скорости в реакторе идеального смешения кроме того, высокая степень превращения достигается только при высоких средних скоростях реакций. Поэтому при теплообмене реактор идеального вытеснения всегда предпочтительнее реактора идеального смешения. [c.112]

Приведены развернутые примеры применения реализации процедур переработки информации, которую несут в себе диаграммы связи при описании ФХС. Среди них важную методологическую роль играют построение математической модели химического процесса в типовом проточном реакторе смешения с теплообменными элементами, а также построение моделируюш его алгоритма динамики фонтанируюш его слоя и анализ основных гидродинамических закономерностей режима фонтанирования в аппаратах химической технологии. [c.293]

В установках депарафинизации и обезмасливания применяются кристаллизаторы как с поверхностными теплопередающими устройствами, так и с непосредственным смешением теплообмени-вающихся сред. Кристаллизаторы с поверхностным теплообменом получили болсс шИрокос примсиение. Они подразделяются на два основных типа труба в трубе и кожухотрубчатые. Для увеличения эффективности теплообмена в них используются скребковые устройства, которые обеспечивают очистку теплопередающих поверхностей и снижают сопротивление теплопередачи за счет уменьшения ламинарного слоя. В аппаратах смешения кристаллизация парафина происходит при прямом соединении холодного растворителя с нагретым сырьем. При этом создаются условия для образования развитой поверхности теплопередачи при незначительном термическом сопротивлении на границе раздела фаз. [c.379]

Все теплообд18нники смешения, в том числе и пенные аппараты, обладают рядом особенностей, отличающих их от наиболее распространенных поверхностных теплообменников, а именно 1) отсутствие фиксированной стенки, разделяющей теплоносители во всех теплообменниках смешения поверхность раздела жидкой и газовой фаз одновременно служит поверхностью теплообмена 2) теплообмен сопровождается массообменом, т. е. передача теплоты осуществляется как в результате соприкосновения фаз (так называемое сухое тепло), так и за счет массообмена при испарении или конденсации жидкости ( мокрое тепло). [c.88]

В смесительных теплообменных аппаратах передача тепла от одного теплоноентеля к другому происходит при их непосредственном соприкосновении и смешении. Такие аппараты применяют пре- [c.244]

Смесительные теплообменные аппараты, в которых осуществляется конденсация каких-либо паров холодной жидкостью, называют конденсаторами смешения. Они широко применяются для конденсации водяных паров водой. По способу вывода потоков из аппаратов различают конденсаторы смешения мокрые и сухие. В мокрых конденсаторах охлаждающая вода, образующийся конденсат и некон-денсмрующпеся газы (обычно воздух) откачиваются ив аппарата мокровоздушным насосом совместно. В сухих конденсаторах охлаждающая вода и конденсат выводятся из нижней части аппарата самотеком по одной трубе, а неконденсирующиеся газы откачиваются вакуум-насосом из верхней части аппарата по другой трубе. [c.245]

На установках АВТ продукты, выходящие из ректификационных колонн, имеют довольно высокие температуры, например на АТ —от 100 до 300 °С, а на ВТ —от 300 до 400 °С. Использование тепла этих горячих продуктов целесообразно с точки зрения эко номии топлива на нагрев сырья н экономии воды на охлаждение этих продуктов до температур, безопасных при их транопортиро-вании и хранении. Целесообразность регенерации тепла потока зависит от конкретных условий. Теплообменные аппараты классифицируют в зависимости от назначения (теплообменники, конденсаторы, холодильники, кипятильники, испарители), способа передачи тепла (поверхностные и смешения), а также от конструктивного оформления (кожухотрубные жесткой конструкции с плавающей головкой, с и-образными трубками погружные змеевиковые, секционные оросительные типа труба в трубе конденсаторы смешения с перфорированными полками, с насадкой воздушного охлаждения горизонтального, шатрового, зигзагообразного, замкнутого типа рибойлеры с паровым пространством с плавающей головкой, с и-образными трубками). Погружные и оросительные теплообменные аппараты применяют в качестве конденсаторов и холодильников. Кожухотрубные аппараты можно использовать как конденсаторы, холодильники, теплообменники по конструкции они мало различаются. Такие теплообменные аппараты обеспечивают более интенсивный теплообмен при меньшем расходе металла на единицу теплопередающей поверхности, чем аппараты погружного типа, что обусловило широкое их использование. В последнее время в качестве конденсаторов и холодильников широко используют аппараты воздушного охлаждения. [c.70]

Переход от периодического процесса смешения в емкости с мешалкой к непрерывному процессу с использованием статического смесителя-реактора позволяет повысить безопасность производства, существенно уменьшить габаритные размеры реактора и снизить потребление энергии. На рис. XVII-10 смеситель-реактор показан в момент установки статического смесителя. Статические смесители в таких реакторах играют роль теплообменных поверхностей и выполнены из труб, внутри которых циркулирует теплоноситель. Подобным образом удается реализовать реакторы вытеснения с заранее заданным профилем температуры по длине аппарата. [c.455]

На рис. ХХ1У-4 изображен горизонтальный реактор (контактор) сернокислотного алкилирования. Исходное сырье и кислота подаются в зону наиболее интенсивного смешения на вход пропеллерной мешалки 5. Далее смесь сырья и кислоты поступает в кольцевое пространство между корпусом 1 и циркуляционной трубой 2, циркулируя по замкнутому контуру в трубчатом пучке, как это показано стрелками на рисунке. Для отвода тепла, выделяющегося при экзотермической реакции, внутри циркуляционной трубы размещается развитая поверхность теплообмена с и-образными теплообменными трубками 4. Охлаждающим агентом являются освобожденные от кислоты испаряющиеся продукты реакции. Подобные контакторы выполняются также и в виде вертикальных аппаратов с теплообменной поверхностью, выполненной из двойных трубок (свечи Фильда). Хладагентом в этом случае служит испаряющийся аммиак или пропан. [c.638]

Аппараты смешения, в которых передача тепла между тепло-обмепивающими средами нроисходит путем их прямого соприкосновения. Для изготовления тенлообменных аппаратов смешения требуется, как правило, меньше металла кроме того, во многих случаях они обеспечивают более эффективный теплообмен. Однако, несмотря на эти преимущества аппаратов смешения, часто их нельзя использовать из-за недопустимости прямого соприкосновения теплообменивающих потоков. [c.528]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология