ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Применение пластинчаторебристых теплообменных аппаратов на установках разделения газов- методом глубокого холода из "Конструкции исследования и расчет пластинчатых теплообменных аппаратов" Для различных областей промышленности повышение эффективности теплообменных аппаратов — весьма серьезная проблема. Но если в ряде случаев повышение эффективности теплообмена означает в первую очередь снижение эксплуатационных и капитальных затрат, то в процессах глубокого охлаждения при недостаточной эффективности теплообменного аппарата процесс становится просто неосуществимым. Все циклы глубокого охлаждения требуют осуществления рекуперации холода в условиях очень высокого перепада температур в рекуператоре, причем с понижением температуры перепад этот увеличивается. В то же время температурный напор на теплом конце аппарата (недорекуперация) должен по условиям процесса составлять всего несколько градусов, причем должен быть тем меньше, чем ниже температурный уровень процесса. Получение малых температурных напоров при больших перепадах температуры представляет значительные трудности и решается в первую очередь путем интенсификации поверхностей теплообмена. [c.74] Эффект самоочистки заключается в следующем при прохождении прямого (исходного газа) потока высокого давления через канал происходит выпадение (кристаллизация) твердых осадков на стенке канала, которые затем, после переключе шя потоков, возгоняются обратным потоком низкого давления, обычно равного 1 атм. Концентрация насыщения потока газа примесями тем выше, чем ниже давление в потоке. Поэтому соотношение давлений прямого и обратного потоков должно быть таким, чтобы скорость возгонки твердых частиц обратным потоком была бы выше скорости их кристаллизации в прямом потоке. [c.75] В результате теоретического исследования процесса кристаллизации и возгонки примесей в регенераторе, предназначенном для разделения воздуха, В. Ф. Густов [25] получил зависимость минимального отношения давлений прямого и обратного потоков, обеспечивающего длительную работу аппарата от температурного напора при ничтожно малой высоте дисков. [c.75] Эта зависимость представлена графиком на фиг. 44. [c.75] Экспериментальная проверка [26] показала, что длительная работа регенераторов, заполненных насадкой из дисков высотой 34 мм, при тепловой нагрузке в зоне вымораживания СОг, не превышающей 8—9 ккал1кг за цикл, возможна при отношении давлений 4,5 5. [c.75] Твердые отложения, выпадающие из газовой смеси при достижении точки замерзания, могут либо откладываться на стенке в виде твердого плотного осадка, либо высаживаться в газовом потоке по всему сечению в виде тумана или снега. [c.76] Существует точка зрения [27], что тот или иной характер выпадения зависит только от режима течения при турбулентном режиме образуется твердый плотный осадок на стенке, при ламинарном — туман и снег в потоке. [c.76] Сказанное позволяет дать объяснение некоторым известным данным. Для системы вода—воздух е = 1, для случая системы СОа— воздух е =1,2, а для случая конденсации СОг из водорода е =2. [c.77] На фиг. 45 даны максимально допустимые значения температурного напора АТ для систем СОг—Нг и N2—Иг, рассчитанные на основании уравнения (46). [c.78] Для того чтобы гарантировать поддержание необходимого температурного напора (ДТ ) применяется рециркуляция части охлажденного очищенного газа высокого давления. Для этого в теплообменном аппарате организуются дополнительные потоки. [c.79] Этот способ очень эффективно снижает температурный напор до нужных пределов. [c.79] Регенератор. Регенератор работает по принципу аккумуляции тепла. Теплый и холодный потоки проходят через аппарат попеременно и таким образом аккумулированное тепло исходного газа используется для нагрева обратного потока. Регенератор обычно состоит из двух цилиндрических аппаратов с насадкой в виде металлических лент или керамики. По одному из них течёт прямой поток, а по другому — обратный. На теплом конце аппарата газовые потоки переключаются пневматическими клапанами, управляемыми реле времени, а на холодном конце — с помощью обратных клапанов. [c.79] Реверсивный теплообменник. В своем простейшем виде реверсивный теплообменник представляет собой двухканальный рекуперативный аппарат, работающий по принципу противотока, в котором исходный газ, сжатый до нескольких атмосфер, охлаждается чистым газом (обратный поток), находящимся под давлением меньшим, чем прямой поток. Автоматические клапаны, установленные на концах теплообменника, периодически переключают газовые потоки из одного канала в другой. В результате твердые отложения, образовавшиеся при прохождении исходного газа, периодически возгоняются и увлекаются потоком газа низкого давления. [c.79] На кислородных установках небольшой производительности до недавнего времени в качестве реверсивных теплообменных аппаратов применялись только теплообменники из концентричных труб с насадкой типа Колинса. В настоящее время для этой цели стали применять пластинчаторебристые аппараты, которые могут обеспечить значительно большие расходы. [c.79] Уорд [32] дал сравнительную оценку эксплуатационных качеств реверсивных теплообменников и регенераторов (табл. 14). [c.79] Стоимость насадки невелика. [c.81] Были изготовлены два теплообменника один — низкого, другой — высокого давления. У теплообменника низкого давления высота каналов для обоих теплоносителей была одинакова, так как теплоносители имели равные давления (1 атм) и расходы. [c.82] Теплообменник высокого давления предназначен для протекания потоков разного давления. Соответственно высота его каналов высокого давления была в два раза меньще. Такое соотнощение размеров преследовало цель сделать теплообменник более компактным. Каждый пакет (как высокого, так и низкого давления) компоновался из семи рядов каналов, причем по высоте крайние каналы были в два раза меньще средних, так как их теплопередающие поверхности соответственно меньше в два раза. [c.82] Теплообменные аппараты окончательно собирались из отдельных пакетов. На фиг. 48 показан общий вид промышленного аппарата и его коллектировка. [c.82] Теплообменник низкого давления собирался из шести пакетов. [c.83] Вернуться к основной статье