1.5. Регенеративные теплообменники (регенераторы)

Регенеративные теплообменники в промышленности применяются значительно реже рекуперативных. Регене­раторы (рис.14) имеют корпус прямоугольного или круглого сечения, изготовляе­мый в зависимости от температуры сред из огнеупорного кирпича или листового металла. Аппарат заполняется твердой насадкой: кирпичом различ­ной формы, уложенным в коридорном или шахматном порядке, кусками шамо­та, рифленым металлическим листом, шарами и другим зернистым материалом.

Работают обычно регенераторы попарно, т.е. когда через один из них проходит горячий теплоноситель, нагревающий насадку, через второй идет холодный теплоноситель, отнимающий тепло у насадки.

Следовательно, в каждый регенератор попеременно через определенные периоды времени поступает то горячий, то холодный теплоноситель. Пере­ключение регенераторов с горячего на холодный теплоноситель и наоборот осуществляется автоматически.

Достоинством регенераторов является упрощение конструкции за счет отсутствия стенки, разделяющей потоки теплоносителей, возможность ра­ботать с малыми разностями температур между теплоносителями, а также с теплоносителями при высоких температурах (> 500–700°С), когда ме­таллы малопригодны, и нужно использовать шамотный кирпич.

Недостатки:

1) необходимость переключения регенераторов, что вле­чет за собой периодичность процесса, либо, в противном случае, необходимость работы с движущимся слоем насадки;

2) невозможность избежать некоторого смешения теплоносителей;

3) громоздкость в случае применения насадки из кирпичей.

1.6. Смесительные теплообменники

В смесительных теплообменниках передача тепла от горячего теплоно­сителя к холодному происходит путем их непосредственного соприкоснове­ния. Такой теплообмен отличается наибольшей интенсивностью. Но он может быть применен лишь в том случае, если смешение теплоносителей до­пустимо или даже необходимо в ходе технологического процесса.

Такие аппараты часто используются для охлаждения газов и конденса­ции паров при соприкосновении их с холодной водой, а также для охлаждения воды при помощи воздуха (например, градирни). Возможно также на­гревание жидкостей при конденсации в них пара.

Во всех случаях эффективность работы смесительного аппарата зависит от величины создаваемой поверхности контакта теплоносителей.

По способу создания развитой поверхности контакта сред различают следующие типы аппаратов:

Рисунок 14. Схема регенеративного теплообменника с неподвижной насадкой:

1, 3 – регенераторы;

2, 4 – клапаны;

I, II – теплоносители.

1.6.1. Аппараты распыливающего типа

В этих аппаратах (рис.15,а) газ или пар движется снизу вверх по вертикальному полому цилиндру, встречаясь с мелкими каплями жидкости, распыляемой с помощью форсунок или других разбрызгивающих устройств. Чем мельче капли жидкости, тем больше создаваемая ими поверхность теплопередачи в единице объема.

Полые аппараты распыливающего типа (полые скруб­беры) просты по устройству, дают небольшое гидравлическое сопротивле­ние проходу газа, но для создания большой поверхности теплопередачи требуется весьма тонкое распыление, что влечет за собой повышенный рас­ход энергии на форсунках. Эти аппараты громоздки и требуют тщательной очистки жидкости.