ження контактного газу до 140-160 ° С щоб избежать формальдегіду, что розклався.
Для установки избран вертикальний сталевий Кожухотрубчасті теплообмінник Із протіточнім рухом теплоносія у міжтрубному пространстве и контактному газі у трубному пространстве. Теплоносій - ціркуляційній конденсат (р=0,3 МПа, t=80 ° С).
У холодильника Передбачення Шахов Розташування труб (по вершинах правильних шестікутніків). Температурні напруги, віклікувані різніцею температур между кожухом и трубами, могут привести до руйнування апарата; щоб избежать цього на корпусі встановлений лінзовій компенсатор.
Технічна характеристика холодильника:
Висота, мм2500Діаметр Внутрішній, мм1400Чісло труб камери, что Гріє (dТР=2122 мм) 2800Поверхня теплообміну, м 2 460 Апарат постаченій штуцером виходим контактного газу D y 350, р у 0,6, двома штуцерами входу ї двома штуцерами виходим конденсату D y 200, р у 0,6.
Тепловий розрахунок
Вихідні дані:
· у холодильник подаються 305,287 кмоль/г формальдегідного газу;
· температура: на вході у холодильник 706 ° С; на віході з холодильника 150 ° С;
· Витрати холодного конденсату 442713,6 кг/г.
Тепловий баланс спіртовіпарювача в загально віді опісується рівнянням:
1=Q2 + Q3 + Qпот, (3.13)
Де Q 1, Q 2, - теплові потоки формальдегідного газу на вході й на віході з холодильника, кВт; 3 - теплота, что відводіться конденсатом, кВт; пот - Втрати в Навколишнє середовище, кВт.
Відомості про теплоємність компонентів формальдегідного газу Зведені в табл. 3.11 [5].
Таблиця 3.11
Значення Коефіцієнтів а, b, з, с 'і теплоємкостей продуктов и реагентів
O 2 COH 2 OH 2 CO 2 N 2 СН 2 О (г) СН 3 ОН (г) а31,4628,413027,2844,1427,8718,8215,28в * 10 3 3,394,110,713,269,044, 2758,38105,2с * 10 6 000000-15,61-31,04T, Kс '* 10 - 5 3,77-0,460,330,5-8,54000150 + 273C p T, K 35,0029,8934,7128,9443 , 1929,6840,7254,23
Тепловий потік формальдегідного газу на вході у холодильник 3067,929 кВт (визначеня при розрахунку контактного апарата).
Тепловий потік формальдегідного газу на віході з холодильника буде:
Пріймаємо, что Втрати тепла в Навколишнє середовище рівняються 5% від приходу тепла:
Кількість тепла, что відводіться ціркуляційнім конденсатом:
Кількість тепла, что відводіться конденсатом, опісується рівнянням:
(3.14)
Таким чином, температура конденсату на віході з холодильника буде:
Складаєм тепловий баланс підконтактного холодильника (табл. 3.12).
Таблиця 3.12
Тепловий баланс підконтактного холодильника
ПріхідкВт% ВітратакВт% Тепловий потік контактного газу на вході3161,366100,001. Тепловий потік контактного газу на віході465,8414,742. Тепловий потік конденсату2537,45880,263. Тепловитрат в Навколишнє середовіще158,0685,00Разом3161,366100,00Разом3161,366100,00
Розрахунок підконтактного холодильника
Виконуємо перевірюючій розрахунок площади поверхні теплообміну. ??
° С 150 ° С
, 9 ° С 80 ° С
;
Таким чином, середня Різниця температур:
Візначаємо середній коефіцієнт тепловіддачі від контактного газу до стінкі труби [9, (V - 40)]:
, (3.15)
Де Атт - коефіцієнт, что враховує Фізичні Властивості контактного газу при середній температурі; - масова ШВИДКІСТЬ контактного газу в трубному пространстве, кг/(м2 · с); - Внутрішній діаметр труби, м.
Теплофізічній параметр контактного газу знаходять при середній температурі: ср=(747 + 150)/2=448,5 ° С.
Теплоємкість и дінамічну в'язкість формальдегідного газу розраховуємо у табл. 3.13 [5].
Таблиця 3.13
Розрахунок теплоємності ї дінамічної в'язкості
O 2 COH 2 OH 2 CO 2 N 2 СН 2 О (г) СН 3 ОН (г)? Cp T, K 34,6031,1937,5729,6748,7430,8652,0773,77- xi, 0,00040,00400,35240,05210,01600,35400,18020,04101,0000 Cp? xi 0,01440,124913,24041,54430,780710,92439,38263,024339,0359 Mr322818244283032-Mr? xi0,01340,11216,34270,10410,70489,91085,40541,311823,9052? i? 10 липня 390360237156304315218231- (Mr? Xi /? I)? 10 - 4 0.03430,3112,67630,6672,31831,46324,7955,67992,0
;
Пріймаємо, что крітерій Прандтля для двохатомніх газів Pr=0,72 [7], тоді теплопровідність контактного газу:
Площа поперечного Перетин трубного простору підконтактного...
