Теплообмінні апарати та області їх застосування

Основні конструкції:

Теплообмінники можуть виготовлятися з поперечними або поздовжніми перегородками. З рухливими або не рухливими трубними решітками. Використовуються як підігрівники, холодильники, випарники, конденсатори.

Випарники мають вертикальну конструкцію для вільного руху пару нагору й для запобігання утворення застійних зон.

Теплообмінники з нерухомими трубними решітками використовують при перепаді температур менш 50 , лінійне розширення трубок і кожуха досягають значень при яких можливі розриви через нерівність розширень. Для запобігання цього застосовують різні компенсатори.

Основні види компенсаторів:

- с плаваючою голівкою;

- с U-образними трубами;

Також застосовуються чепцеві компенсатори.

Способи кріплення труб:

- розвальцьовування;

- зварювання;

- чепцеве.

Інтенсифікація процесів теплообміну досягається вирівнюванням термічного опору на протилежних сторонах поверхні теплопередачі. З тієї сторони де коефіцієнт теплопередачі менше підбирають раціональний гідродинамічний режим потоків ( ліквідація застійних зон за допомогою установки розподільних пристроїв у штуцерах, збільшення швидкості руху теплоносія, установка турбулізуючих вставок, оребріння поверхні й т.д.

МАСООБМІННЕ ВСТАТКУВАННЯ

Масообмінне встаткування призначене для проведення процесів при яких речовина переходить із однієї фази в іншу шляхом дифузії.

До масообмінних процесів відносяться:

- абсорбція;

- адсорбція;

- екстракція;

- сушіння;

- ректифікація;

- кристалізація.

Основний вид устаткування:

- колони( порожні, розпилюючі, тарілчасті, насадочні).

Насадочні колони використають при діаметрі до 4 метрів тому що при більших діаметрах погіршується розподіл рідини по перетині.

У тарілчастих колонах тарілки монтують на відстані більше 300-400 мм. Це обумовлено необхідністю запобігання віднесення рідини з тарілки на тарілку. Через 5-10 тарілок необхідні люки діаметром 500 мм для технічного обслуговування. У місцях установки люка відстань між тарілками збільшується до 800-1000 мм.

Для забезпечення рівномірного розподілу рідини по тарілці колону встановлюють строго вертикально, а тарілки горизонтально за рівнем.

Основні експлуатаційні параметри масообмінного встаткування

Основні параметри залежать від технологічного процесу й умов експлуатації. У загальному випадку експлуатаційними параметрами є:

- витрата газу;

- витрата рідини;

- співвідношення навантажень по фазах ;

- тиск на вході й на виході ;

- перепад тиску на кожному елементі;

- ККД тарілки або ефективність по Мерфі:

,

- діапазон стійкості роботи колони:

;

де й - витрати газу при якому колона працює ефективно.

Способи усунення аварійних ситуацій при роботі колонного встаткування

Найнебезпечнішим є припинення подачі води в дефлегматор. При цьому тиск у колоні росте, що може привести до аварії. Для запобігання цього на лінії подачі пари встановлюють запобіжні клапани або гідрозатвори.

У випадку зупинки колони її виводять на робочий режим дуже повільно підвищуючи температуру на 1-2 у плині 1-2 годин тим самим запобігаючи гідроударам.