Контактный аппарат теплопередача

Трубчатый противоточный теплообменник (рис. 4-22) перед контактным аппаратом на сернокислотном заводе имеет площадь поверхности теплообмена 360 м . Очищенный газ колчеданных печей поступает в межтрубное пространство теплообменника при 300 °С, выходит прп 430 °С. Горячий газ из контактного аппарата входит в трубы теплообменника при 560 °С. Расход газа 10 т/ч, удельная теплоемкость газа в среднем 1,05-10 Дж/(кг-К). Потери тепла через кожух теплообменника составляют 10% от количества тепла, полученного нагревающимся газом. Определить коэффициент теплопередачи в теплообменнике. [c.204]

Определение скорости межфазного обмена в контактном аппарате включает в себя три самостоятельных задачи определение движущей силы процесса, определение коэффициента массопередачи (или теплопередачи) и определение поверхности контакта фаз. [c.272]

Мухленов И. П., Трабер Д. Г., Моделирование гидродинамики и теплопередачи в контактных аппаратах со взвешенным слоем катализатора, в сб. Моделирование и оптимизация каталитических процессов . Изд. Наука , 1965, стр. 292. [c.575]

Как показали исследования на опытно-промышленной установке (рис. 82), применение взвешенного слоя катализатора позволяет устранить многие недостатки, присущие контактным аппаратам с неподвижным слоем [60, 61]. Энергичное перемешивание газа во взвешенном слое интенсифицирует процессы массо- и теплопередачи [62], что благотворно сказывается на течении процесса и в частности значительно повышается (в 1,5—2 раза) производительность катализатора [62, 63]. [c.162]

Как видно из уравнений (XII, 4) и (XII, 5), интенсивный теплообмен может быть достигнут различными способами увеличением поверхности теплопередачи, увеличением разности температур, увеличением коэффициента теплопередачи между зоной катализаторного пространства и окружающей средой, увеличением теплоемкости газов, уменьшением тепловыделения на единицу веса парогазовой смеси. Для максимальной интенсификации работы контактных аппаратов (конверторов) в практике их конструирования и при эксплуатации используют все перечисленные способы. Возможности интенсификации конверторов будут дополнительно освещаться при рассмотрении конструкций отдельных аппаратов. [c.412]

При конструктивном решении контактных аппаратов для обеспечения равномерного прохождения газов и т. д. необходимо применять гидродинамическое моделирование, а для определения тепловых и диффузионных характеристик — тепловое моделирование. Это означает, что моделирование химических реакторов не сводится только к анализу математического описания. Методы физического моделирования дополняют математические при решении вопросов гидродинамики, теплопередачи и диффузии. Таким образом, полное моделирование химических реакторов должно сочетать в себе методы математического и физического моделирования. [c.15]

МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ И ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ В КОНТАКТНЫХ АППАРАТАХ СО ВЗВЕШЕННЫМ СЛОЕМ КАТАЛИЗАТОРА [c.292]

Для опытных контактных аппаратов, работающих на износоустойчивых катализаторах при атмосферном давлении, мы принимали [9] = =2,5—3, что соответствует Яуд = 1,5—1,8. Для высоких давлений важно уменьшение /7уд вследствие высокой стоимости корпуса аппарата, поэтому следует принимать и /и в 2. Если определяющим фактором является теплопередача, то необходимо и /и в 3. [c.296]

Во время работы контактного аппарата перепад давлений для всех трубок примерно одинаковый. Сопротивление же катализатора в трубках разное, поэтому в каждой из них установится определенная, соответствующая сопротивлению этой трубки, линейная скорость движения газа. Это приведет к тому, что каждая трубка будет работать при вполне определенном режиме - условия теплопередачи будут соответствовать скорости потока в трубке. [c.216]

Для конверторов со стационарным слоем катализатора одним из факторов, лимитирующих их производительность, является скорость теплоотвода. Поэтому интенсификация теплоотвода является одним из основных методов повышения производительности конверторов со стационарным слоем катализатора. Интенсификация теплоотвода может быть достигнута следующими методами увеличением поверхности теплообмена, созданием большей разности температур между зоной катализатора и хладоагентом, повышением коэффициента теплопередачи между зоной катализатора и хладоагентом, увеличением теплоемкости газов и уменьшением тепловыделения в зоне катализатора. В процессе совершенствования конструкций контактных аппаратов были использованы все перечисленные методы. [c.119]

Одной из первых конструкций контактного аппарата для производства фталевого ангидрида является конвертор с горизонтальными трубками. Впоследствии появились вертикальные трубчатые конверторы, в которых межтрубное пространство заполнено расплавленным свинцом. Они несколько более компактны по конструкции. Для них отмечаются низкие коэффициенты теплопередачи и характерен подъем в верхнюю зону более горячих слоев расплавленного свинца, что уменьшает разность температур в верхней зоне аппарата. [c.120]

При протекании гетерогенных каталитических реакций в контактных аппаратах скорость процессов определяется истинной скоростью реакции на поверхности катализатора и скоростью диффузии реагируюш,их веществ к контакту. Точное решение кинетических уравнений было предложено рядом авторов [228, 229]. Приведем наиболее простое решение этих уравнений с использованием теории подобия (подробнее см. Д. А. Франк-Каменецкий Диффузия и теплопередача в химической кинетике . Изд. АН СССР, 1947). [c.128]

Трубчатые контактные аппараты строятся двух типов аппараты с катализатором в трубках и теплоносителем в межтрубном пространстве — многотрубные аппараты (рис. 23, а) и аппараты с катализатором в межтрубном пространстве и теплоносителем, движущимся по трубкам— кожухотрубные аппараты (рис. 23, б). Последние для улучшения теплопередачи изготовляются иногда или с ребристыми трубками (ребристо-трубчатые реакторы), [c.68]

И. П. М у X л е н о в, Д. Г. Т р а б е р. Моделирование гидродинамики и теплопередачи в контактных аппаратах со взвешенным слоем катализатора [c.355]

Это обстоятельство заставляет при конструировании контактных аппаратов принимать специальные меры для создания наилучших условий теплопередачи от контактной массы во внешнюю среду. Большей частью эта задача решается двумя путями 1) трубки для помещения катализатора делаются небольшого сечения, чтобы передача тепла совершалась через тонкий слой катализатора и по сечению этого слоя не было бы слишком значительной разницы температур 2) контактные трубки погружаются в жидкостную баню, обеспечивающую высокий коэффициент теплопередачи от наружной поверхности трубок и, кроме того, являющуюся тепловым буфером, устраняющим местные перегревы и сглаживающим случайные температурные скачки. В практике жидкостью для бань часто служит расплавленный свинец, обеспечивающий нагрев системы до температуры, нужной для начала реакции окисления, и отбирающий затем тепло реакции от трубок. [c.844]

Расположение промежуточных теплообменников внутри контактного аппарата (см. рис. 6-19, а) значительно усложняет его конструкцию, поэтому в последние годы в высокопроизводительных контактных системах предусматриваются преимуществен--но контактные аппараты с выносными теплообменниками (см. рис. 6-19,6). Кроме простоты и надежной работы, достоинство. таких аппаратов заключается еще в том, что в них легко создается оптимальные условия для осуществления процесса окисления 50г на катализаторе, а в выносных теплообменниках — оп- тимальные условия для процесса теплопередачи. [c.170]

Скорость выделения тепла определяется скоростью реакции и ее тепловым эффектом, скорость теплоотвода — условиями теплопередачи, которые в значительной степени зависят от конструктивного оформления реакционного аппарата. Предложен-( ые различными авторами [1, 2, 3] методы аналитического расчета основных (конструктивных) элементов контактных аппаратов, обеспечивающих заданные температурные условия в зоне реакции, требуют знания тепловых констант и кинетических данных. [c.229]

Пыль очень затрудняет работу контактных систем она засоряет насадку башен и понижает коэффициент теплопередачи в холодильниках кислоты наиболее мелкая пыль может даже доходить с потоком газа до контактного аппарата. Однако следует учитывать, что повышение степени очистки газа от пыли связано с увеличением затрат на сооружение очистных устройств и расходов по их обслуживанию, вследствие чего в каждом отдельном случае оптимальную степень обеспыливания газа определяют на основе технико-экономических расчетов. [c.103]

Суммарная поверхность капель тумана серной кислоты весьма велика, поэтому в них растворяется большое количество АзгОз, ЗеОа и других примесей, выделяюш,ихся из газа вместе с туманом в промывных башнях и электрофильтрах. Тщательная очистка газа от тумана необходима для выделения не только примесей, отравляющих контактную массу (стр. 150), но и серной кислоты, содержащейся в каплях тумана. При прохождении газа через аппаратуру и трубопроводы этот туман осаждается на стенках, вызывая коррозию. При плохой очистке газа особенно большое количество тумана серной кислоты может выделяться в нагнетателях, так как высокая окружная скорость газа в них благоприятствует выделению мелких капель кислоты. Наиболее разрушительное действие производит туманообразная серная кислота в контактном отделении. Продукты коррозии, образующиеся при взаимодействии серной кислоты с металлом труб контактных аппаратов, подогревателей и теплообменников, увеличивают сопротивление аппаратуры, уменьшают коэффициенты теплопередачи и вызывают отложение твердых корок на первых слоях контактной массы. [c.109]

Поскольку контактный аппарат является адиабатическим, общий коэффициент теплопередачи для этого случая был принят равным нулю. [c.211]

Расположение промежуточных теплообменников внутри контактного аппарата (см. рис. 60, а) значительно осложняет его конструкцию, поэтому в последние годы в высокопроизводительных контактных системах предусматриваются преимущественно контактные аппараты с выносными теплообменниками (см. рис. 62 и 63). Кроме простоты и надежной работы достоинство таких аппаратов заключается еще в том, что в них легко создаются оптимальные условия для осуществления процесса окисления сернистого ангидрида на катализаторе, а в выносных теплообменниках — оптимальные условия для процесса теплопередачи. Нецелесообразность совмещения этих процессов в одном аппарате проявляется особенно отчетливо с повышением производительности контактных аппаратов. Кроме того, в аппаратах с выносными теплообменниками газ после каждого слоя хорошо перемешивается по пути следования к тепло- [c.115]

Как известно, в обжиговом газе, кроме сернистого ангидрида, содержатся небольшие количества серного ангидрида и паров воды, при охлаждении взаимодействующих с образованием паров серной кислоты. В первой промывной башне происходит очень быстрое охлаждение газа, и пары серной кислоты конденсируются в объеме в виде мелких взвешенных в газе капель, т. е. в виде тумана. Наличие в обжиговом газе даже следов такого тумана вызывает глубокие технологические осложнения. При прохождении газа через аппаратуру капли тумана серной кислоты осаждаются на стенках аппаратов и вызывают их коррозию. Особенно большое количество тумана серной кислоты выделяется в турбокомпрессорах, где из-за большой окружной скорости создаются условия, благоприятствующие выделению мелких капель кислоты. Наиболее разрушительное действие туманообразная серная кислота производит в контактном отделении. Продукты коррозии, образующиеся при осаждении серной кислоты на трубах контактных аппаратов, подогревателей и теплообменников, увеличивают сопротивление аппаратуры и уменьшают коэффициенты теплопередачи, а также способствуют образованию твердых корок на первых слоях контактной массы. [c.109]

В контактных аппаратах с неподвижным катализатором Нельзя применять водяные холодильники, так как вследствие весьма низкой теплопроводности пористых гранул ванадиевого катализатора [порядка 0,57 ккал м-град -ч) у теплообменных поверхностей происходит резкое-падение температуры ниже температуры зажигания катализатора. Кроме того, на холодных поверхностях теплообменных труб может конденсироваться серная кислота, что вызывает быструю их коррозию и порчу контактной массы, находящейся в зоне теплообменников. Эффективная теплопроводность кипящего с лоя достигает 15 ООО ккал/(д1 грй 9.ч) [181, а коэффициенты теплоотдачи столь велики [16, 19], что становится возможным применение водяных холодильников (см. главу IV). При этом не происходит конденсации серной кислоты на холодных поверхностях, омываемых кипящим слоем при снижении температуры до 390° С, т. е. ниже рабочих температур катализа [20]. Теплопередача от кипящего слоя к воде, протекающей в трубах водяного холодильника, происходит много интенсивнее, чем в газовых теплообменниках, которые устанавливают между слоями аппаратов с неподвижным катализатором коэффициент теплопередачи возрастает в среднем в 15 раз. Движущая сила процесса теплопередачи Ai (разность температур) также увеличивается примерно в 2 райа. Таким образом, площадь теплообмена Р, вычисляемая по формуле [c.144]

Одной из причин многообразия кинетических уравнений процесса окисления этилена является незнание состояния поверхности катализатора и истинного тонкого механизма протекаюи1Их реакций и, следовательно, необходимость в упрощающих предположениях при выводе кинетических зависимостей процесса. Ка скорость процесса окисления (на форму кинетического уравнения) оказывают серьезное влияние и так называемые макроскопические факторы например скорость подачи исходных веществ к поверхности катализатора и отвода от нее продуктов реакции и выделяющегося тепла. При несоблюдении, например, условий теплового баланса катализатор может перегреться, вследствие этого его избирательность и производительность резко уменьшатся. Особо важное значение приобретает соотношение скоростей химической реакции, массо- и теплопередачи при проектировании контактных аппаратов, [c.287]

Высокий коэффициент теплопередачи от кипяпюго ВОТ к гаяам создает возможность пс)днять температуру газов на в. о-де в контактный аппарат значительно выше ]70°С, что наряду с уменьшением объема газов повышает производительность контактного аппарата (на единицу полезного объема) в несколько раз по сравнению аппаратом- применяемым в ФРГ [c.202]

Промышленное применение гетерогенного катализа. Промышленные реакции К. г. в газовых системах обычно осуществляют в неподвижном слое зернистого катализатора, через к-рый проходит реакционная смесь. За последние 20 лет получили распространение контактные аппараты с псевдоожиженным слоем катализатора, поддерживаемом во взвешенном состоянии подымающимся потоком реакционной смеси. Преимущество катализа в псевдоожиженном слое заключается в полноте выравнивания темн-ры в слое, высоком коэфф. теплопередачи между слоем и поверхностями теплообмена, легкости непрерывной смены катализатора, возможности применения мелкозернистых катализаторов. Основным недостатком является истираемость катализатора и необходимость специальных приспособлений для отделения его от газового потока. Катализ в псевдоожиженном слое целесообразно испо.пьзовать в случаях частой смены каталпзатора для-регенерации, необходимости отвода больших количеств тепла реакции и, в нек-рых случаях, для увеличения стенени использования внутренней поверхности зерен путем значительного уменьшения их размеров. [c.236]

Теплообменник (рис. 6-25) представляет собой стальной вертикальный цилиндр с верхней и нижней решетками 1, в которые ввальцованы цельнотянутые стальные трубы. Внутри корпуса для равномерного распределения газа по сечению межтрубного пространства и увеличения коэффициента теплопередачи горизонтально расположены перегородки 2 или решетки. Горячий газ (SO3) из контактного аппарата проходит по трубкам теплообменника сверху вниз противотоком диоксиду серы, поступающему снизу в межтрубное пространство (или наоборот). [c.173]

На рис. 71 изображен контактный аппарат с внутренним теплообменом системы Петрова. Сернистый ангидрид из наружного теплообменника поступает во внутреннее пространство теплообменных труб I, ввальцованных в трубную решетку 2. а затем проходит сверху вниз в первый слой контактной массы. При движении по теплообменным трубам газ нагревается теплом, выделя-юш,ймся в контактной массе в результате протекания реакции окисления 50о в 50 .. Контактная масса при этом охлаждается. Внутри теплосбменных труб 1 расположены концентрически цилиндрические вкладыши 4, которые уменьшают площадь для прохода газа, в результате чего увеличивается скорость движения газа в кольцевом пространстве и соответственно увеличивается коэффициент теплопередачи. Кроме того, вкладыши 4 поглощают часть тепла внутренней поверхности теплообменных труб ] и на- [c.175]

Теплообменники. Теплообменник (рис. 7-23) представляет собой стальной вертикальный цилиндр с верхней и нижней решетками 1, в которые ввальцованы цельнотянутые стальные трубы. Внутри корпуса для более равномерного распределения газа по сечению межтрубного пространства и увеличения коэффициента теплопередачи горизонтально расположены перегородки 2 или решетки. Горячий газ (SOg) из контактного аппарата про- [c.222]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология