ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Нагревание промежуточными теплоносителями из "Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии Издание третье" При нагревании многих материалов для сохранения качества продуктов или обеспечения безопасной работы недопустим даже кратковременный их перегрев. В этих случаях для обогрева применяют промежуточные теплоносители, которые сначала нагреваются топочными газами, а затем передают воспринятое тепло обрабатываемому материалу. [c.152] В качестве промежуточных теплоносителей применяют минеральные масла, перегретую воду, высокотемпературные органические теплоносители (ВОТ), расплавленные смеси солей и др. [c.152] Нагревание топочными газами через жидкостную баню относится к простейшим способам нагревания промежуточными теплоносителями. [c.152] В случае нагревания на масляной бане (до температур 200—250 °С) аппарат снабжают рубашкой, заполненной маслом. Топочные газы омывают рубашку и передают тепло маслу, а масло через стенки аппарата — обрабатываемым материалам. Рубашка соединена трубопроводом с расширительным бачком, в который перетекает часть масла, когда объем его увеличивается при нагревании. В этот же бачок выбрасывается масло при бурном вскипании влаги (почти всегда содержащейся в свежем масле) в случае нагревания масла выше 100— 120 °С. [c.152] Нагревание через жидкостные бани не обеспечивает высоких коэффициентов теплопередачи, так как в рубашке в жидком промежуточном теплоносителе возникают только очень слабые конвекционные токи. Для повышения коэффициентов теплопередачи используют установки с циркулирующим жидким промежуточным теплоносителем. [c.152] Нагревание дымовыми газами с циркулирующим жидким промежуточным теплоносителем. Этот процесс осуществляется на установках с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя. [c.152] Из соотношения (7.15) следует, что тепловая лроизводи-тельность циркуляционных установок возрастает с увеличением разности высот расположения обогреваемого аппарата и печи и с увеличением разности плотностей теплоносителей в холодной и горячей ветвях с ростом гидравлических сопротивлений системы ее тепловая производительность уменьшается. Скорость теплоносителя в условиях естественной циркуляции невелика обычно порядка 0,1 м/с. [c.154] В установках с естественной циркуляцией в качестве теплоносителя обычно применяют перегретую воду или высокотемпературные органические теплоносители. Максимальная температура нагревания воды равна ее критической температуре 374 °С при соответствующем давлении 22,5 МПа. До герметизации циркуляционной системы при разогреве из нее следует удалить воздух или другие неконденсирующиеся газы, поэтому установку заполняют только дистиллированной водой. [c.154] Работу установки желательно проводить при режиме, когда горячая ветвь системы заполнена преимущественно паром, а холодная — преимущественно жидкостью. В этих условиях благодаря большой разности между плотностями жидкости и пара скорость циркуляции воды увеличивается, и тепловая производительность установки возрастает. [c.154] Установки с циркулирующей перегретой водой рассчитывают на рабочее давление 22,5 МПа. Это приводит к необходимости применения весьма сложной и металлоемкой аппаратуры и арматуры. [c.154] Высокая тепловая производительность установок достигается применением принудительной циркуляции жидких теплоносителей. [c.154] Циркуляционные насосы должны безотказно работать при высокой температуре. Высокотемпературные насосы, выпускаемые в СССР, обеспечивают достаточно надежную работу. [c.155] В зависимости от заданных температур и давлений для установок с естественной и принудительной циркуляцией подбирают соответствующие жидкие промежуточные теплоносители воду, газойль, высокотемпературные органические теплоносители, силиконы, расплавленные смеси солей, расплавленные металлы (см. табл. 2). [c.155] Нагревание дымовыми газами с применением жидких промежуточных теплоносителей возможно до температур 500 °С. При необходимости нагревания обрабатываемых материалов до более высоких температур применяют твердые зернистые промежуточные теплоносители. [c.155] Зернистые материалы имеют очень большую удельную поверхность— до 500—100 000 м /мз, в зависимости от размеров частиц. Благодаря этому в сравнительно небольших аппаратах удается разместить значительные теплообменные поверхности и осуществить почти полный теплообмен между заполняющими аппараты зернистыми материалами и продуваемыми через них газами. [c.156] Для нагревания топочными газами каких-либо других газов с помощью зернистых материалов могут быть применены установки двух типов 1) с циркулирующим зернистым материалом, движущимся в аппаратах сплошным потоком 2) с циркулирующим зернистым материалом, который находится в аппаратах в псевдоожиженном состоянии. [c.156] Нагревательная установка с циркулирующим зернистым материалом, движущимся сплошным потоком, изображена на рис. 7.9. В футерованном огнеупорным кирпичом аппарате 5 находится зернистый материал. Через распределительное устройство 4 в аппарат из топки 3, работающей под давлением, поступают топочные газы. Устройство 4, выполненное, например, в виде нескольких перевернутых желобов, обеспечивает равномерное распределение потока топочных газов по сечению аппарата. Топочные газы, взаимодействуя противоточно с зернистым материалом, охлаждаются и выводятся через патрубок 9. [c.156] Зернистый материал поступает через патрубок 8 и движется в аппарате сплошным потоком по всему сечению, нагреваясь при этом топочными газами. Нагретый зернистый материал непрерывно выгружается через патрубок 10. [c.156] Аппарат 2 работает аналогично аппарату 5. В нем осуществляется нагревание технологических газов за счет взаимодействия с поступающим в верхнюю часть нагретым зернистым материалом. Охлажденный зернистый материал непрерывно отводится из аппарата 2 через патрубок 11 в загрузочное устройство 1 пневмотранспортной системы, куда воздуходувкой 12 подается транспортирующий газ. Последний подхватывает частицы зернистого материала и направляет их по пневмотранспортной трубе 7 в бункер-сепаратор 6. Здесь частицы осаждаются и пересыпаются в аппарат 5, а транспортирующий газ, освобожденный от твердых частид, удаляется нз аппарата. [c.156] Описанная установка может работать ири скоростях газов в аппаратах 5 и 2, меньших, чем скорость псевдоожижения. Стремление повысить производительность установки увеличением скорости газов приводит к необходимости работать с частицами больших размеров (2—8 мм). Однако при этом уменьшается удельная поверхность зернистого материала и, следовательно, возрастают габариты аппаратуры. Кроме того, пневмотранспорт частиц больших размеров затруднителен и осуществляется при повышенных расходах транспортирующего газа. [c.158] Вернуться к основной статье