3.2. Теплообменные процессы

Существуют два основных способа проведения тепловых процессов: путем непосредственного соприкосновения теплоносителей и передачей тепла через стенку, разделяющую теплоносители. Для этого в химической технологии применяются теплообменники различных типов и конструкций, изготовленные из разных металлов, сплавов (углеродистых и легированных сталей, меди, титана) и неметаллических соединений (тефлон, графит). Среди них выделяют трубчатые, змеевиковые, пластинчатые, оребренные, спиральные, блочные, шнековые и другие.

По способу передачи тепла различают следующие типы теплообменных аппаратов: поверхностные (оба теплоносителя разделены стенкой), регенеративные (процесс передачи тепла от горячего теплоносителя к холодному происходит при попеременном нагревании и охлаждении насадки теплообменника), смесительные (теплообмен происходит при непосредственном смешении теплоносителей).

1 2

4

3

Рис. 3.4. Двухтрубчатый теплообменник:

1 – внутренние трубы, 2 – наружные трубы, 3 – калач, 4 – патрубок

а б в

Рис. 3.5. Кожухотрубчатые теплообменники с компенсирующими устройствами:

а – с линзовым компенсатором, б – с плавающей головкой, в – с U-образными трубками, 1 – компенсатор, 2 – подвижная трубная решетка, 3 – U-образные трубки

Рис. 3.6. Шнековый теплообменник:

1 – корпус, 2 – рубашка, 3, 4 – полые шнеки, 5 – сальники полых валов. Потоки: I – материал, II – теплоноситель

Рис. 3.7. Блочный теплообменник из графита:

1, 4 – прокладки; 2, 3 – отверстия для теплоносителя I; 5, 6 – отверстия для теплоносителя II. Потоки: I, II – теплоносители

Рис. 3.8. Конденсатор смешения (скруббер-холодильник):

1 – корпус, 2 – насадка. Потоки: I – ввод паров и газов, II – отвод газов, III – отвод дистиллята, IV – ввод воды, V – отвод воды

Рис. 3.9. Прямоточный конденсатор:

1 – корпус, 2 – крышка, 3 – распыливающее сопло, 4 – мокровоздушный насос, 5 – штуцер. Потоки: I – пар, II – вода, III – конденсат и газы

Рис. 3.10. Барометрический конденсатор

С сегментными полками:

1 – цилиндрический корпус, 2 – тарелка, 3 – барометрическая труба, 4 – колодец, 5 – гидравлический затвор. Потоки: I – входящие пары и газы, II – несконденсированные газы разложения и воздух, III – холодная вода, IV – сток воды в канализацию

Рис. 3.11. Подогреватель с паровым пространством (кипятильник):

I, II – теплоноситель, III, IV – нагреваемая жидкость, V – пары

Рис. 3.12.