CS272797B2

CS272797B2 - Heat exchange installation

Info

Publication number: CS272797B2
Application number: CS671888A
Authority: CS
Inventors: Hellmut Dipl Ing Herrmann
Original assignee: Schmidtosche Heissdampf Gmbh
Priority date: 1987-10-09
Filing date: 1988-10-10
Publication date: 1991-02-12
Also published as: FR2621687A1; FR2621687B1; DD274887A5; CS671888A2; US4945978A; DE3734216C1

Description

Vynález se týká zařízení pro výměnu tepla pro horké proudící plyny, zejména z pecí na štěpení plynů, sestávajícího z více paralelně zařazených výměníků tepla, které jsou na jedné straně, pro vedení plynu, spojeny se štěpnou pecí, a na druhé straně připojeny ke sběrači, za nimiž je uspořádáno vstřikování oleje, přičemž jednotlivé výměníky tepla mají trubkový průchod horkého plynu se vstupem a výstupem, který je z co možná největší Části své délky obklopen chladicím pláštěm, tvořeným rovnoběžnými trubkami, které jsou navzájem plynotěsně spojeny a jsou opatřeny vstupem a výstupem pro chladicí prostředek.

Takové výměníky tepla se používají pro chlazení procesních plynů, zejména štěpný.ch plynů z termického štěpení plynných nebo kapalných uhlovodíků. Jsou mimo jiné provedeny jako jednotrubková zařízení, připojená na výstup každé jednotlivé štěpné trubky, přičemž jejich průřez pro průchod plynu odpovídá výstupu ze štěpné pece.

ΙΓ štěpných pecí, které jsou vybaveny jednostupňovým chlazením štěpných plynů, je nutno při dimenzování výměníků tepla brát v úvahu rozsah vkládané suroviny (plyn až plynový olej). Zpravidla se volí výstupní teplota štěpných plynů z výměníku tepla pro udržení čistého stavu zařízení tak, že u lehkých vsázkových produktů se dosahuje ještě hospodárnějšího zpětného získávání energie a u těžkých produktů zůstává ještě snesitelná náchylnost ke karbonizaci na chladicích plochách výměniku tepla.

Teplotní rozsah štěpného plynu za výměníkem tepla jez tohoto důvodu ohraničen zpravidla na 42Cř- 550 °O (u čistých výhřevných ploch). Za výměníkem tepla je upraveno vstřikování oleje, které je zpravidla jednostupňové a provádí další ochlazování štěpného plynu.

Počítá se s tím, že chladicí plochy u těžkých vsázek karbonizují relativně silně, čímž se dosahuje výstupní teploty plynu za výměníkem tepla až do asi 650 °C. Je proto nutné periodické Čištění chladičů od zkoksovatelýbh usazenin.

U štěpných pecí, které jsou vybaveny dvoustupňovým chlazením štěpného plynu, sestává systém výměníků tepla pravidelně z většího počtu jednostupňových výměníků tepla, které jsou připojeny na jednotlivé výstupy z pece. Jednostupňové výměníky tepla odvádějí do sběrače plyn o teplotě asi 550° - 650 °0. U vsázky z lehkých produktů (plyn, lehký benzín) se uskutečňuje další chlazení štěpného plynu v dalším výměníku tepla, který je zpravidla vytvořen jako velkoobjemové jednotlivé zařízení na pecní jednotku.

U vsázky z těžkých produktů (plynový olej, vakuovaný plynový olej, hydrogenovaný zbytek) se odebírá štěpný plyn přímo ze sběrače za prvním stupněm výměniku tepla a přivádí se k dále zařazenému vstřikování oleje? v sérii dále zapojený výměník tepla není v tomto případě v provozu.

Nevýhodou u jednostupňového způsobu je omezení na relativně úzký rozsah produktů, aby se zamezilo silnému karbonizování, Na druhé straně jev důsledku kompromisního dimenzování výtěžek energie u lehkých vsázek menší než je technicky možné. Eventuálně můře v důsledku karbonizování produktů z těžké vsázky nastat omezení doby průběhu chladicím systémem. Výhodný je nekomplikovaný nenákladný systém bez horkého spojovacího vedení mezi oběma stupni výměníků tepla a vesměs malé vynaložené stavební náklady.

Dvoustupňový systém výměníků tepla je, rozdělením prvního a druhého stupně výměníků tepla na dva dělicí systémy, které jsou spojeny jedním teplovodným spojovacím vedením (potrubní vedení pří 650° - 680° C), velmi nákladný. K tomu dále přistupuje, že tlakové ztráty celého systému vzhledem k relativně dlouhému potrubnímu vedení jsou vysoké? to se projeví negativně na ztrátách štěpení v trubkových štěpných pecích.

Výhodná je možnost pružného přizpůsobení procesu rozdílným vsázkám (u těžkých látek pouze jednostupňové systémy výměníků tepla, u lehkých, látek dvoustupňové systémy).

CS 27279·? B2

Úkolem vynálezu je vyřešit hospodárný dvoustupňový systém výměníků tepla, který by byl vhodný pro chlazení štěpného plynu z krátkodobých štěpných pecí, které jsou dimenzovány na pružný provoz se střídajícími se vsázkami.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro výměnu tepla pro horké proudící plyny podle vynálezu, jehož podstatou je, že chladicí pláši je na co největší ěásti své délky obklopen trubkovitým pláštěm, který je pro průchod plynu spojen otvory v horní Části chladicího pláště s průchodem horkého plynu, na obou koncích chladicího pláště vytvářejí souosé plynotěsně přivařené přípojky úsek vstupu a úsek výstupu průchodu horkého plynu, pláši je opatřen výstupem pro horké plyny, spojeným se sběračem, který je potrubím spojen s dalším sběračem, přičemž potrubí je opatřeno dvěma uzavíracími šoupátky a mezi nimi uspořádaným výstupem pro ochlazené plyny, opatřeným vstřikováním olej e.

Řešení podle vynálezu má oproti známému stavu techniky výhodu v tom, že dvoustupňový systém výměníků tepla může být použit při štěpení jak těžkých, tak lehkých vsázkových produktů (uhlovodíků), bez vedeni štěpného plynu dlouhým teplovodným potrubím vedením k druhému oddělenému stupni.

Vynález bude blíže objasněn s odkazem na výkresy, kde obr. 1 znázorňuje schematické provedení zařízení na štěpení plynů s integrovaným dvoustupňovým systémem výměníků tepla zapojeným v sérii, obr. 2 řez A - A z obr. 1, obr. 3 dvoustupňový výměník tepla v podélném řezu, obr. 4 řez B - B z obr. 3, obr. 5 řez C - C z obr. 3, obr. 6 řez D - D z obr. 3, obr. 7 další provedení výměníku tepla v podélném řezu a obr. 8 řez.E - E z obr. 7.

Obr. 1 a 2:

Při provozu s těžkými vsázkovými produkty je uzavírací šoupátko 18 otevřeno a uzavírací šoupátko 19 zavřeno. Horký štěpný plyn ze štěpné pece 2 se přivádí vedeními 22 a vstupy 7 - do výměníků 3 tepla, v prvním stupni se ochlazuje a výstupy 8 a vedeními 23 se vede dále do sběrače 4 k dalšímu eventuálnímu ochlazení vstřikováním_5 oleje a odběru výstupem 20. Plášiové trubky 10 výměníků 3_ tepla jsou na svých spodních koncích pomocí vstupů 11 a na svých horních koncích pomocí výstupů 12 spojeny pro. průchod vody nebo páry s neznázorněným parním bubnem.

Při provozu s lehkými vsázkovými produkty je uzavírací šoupátko 18 uzavřeno a uzavírací šoupátko 19 otevřeno. Horký štěpný plyn ze štěpné pece 2. se přivádí vedeními 22 a vstupy _7_ do výměníků _3_ tepla, v prvním a druhém stupni se ochlazuje a výstupy 15 se dále vede do sběrače 16 k eventuálnímu dalšímu ochlazení vstřikováním 21 oleje a odběru výstupem 20. Plášiové trubky 10 výměníků 3 tepla jsou na svých spodních koncích pomocí vstupů 11 a na svých horních koncích pomocí výstupů 12 spojeny pro průchod vody nebo páry s neznázorněným parním bubnem.

Obr. 3, 4, 5 a 6:

Průchod_£ horkého plynu sestává ze vstupu 7, výstupu 8_a chladicího pláště_9. ·

Vstup 7_má přípojku na neznázorněnou pec na štěpení plynů. Výstup _8_ má přípojku na neznázorněný sběrač. Plášiové trubky 10, vstup výstup 8_ a pláši 13 jsou navzájem plynotěsně spojeny.

Plášiové trubky 10 jsou na svých spodních koncích pomocí vstupů 11 sběrače 24 a na svých horních koncích pomocí výstupů 12 sběrače 25 spojeny pro průchod vody nebo

CS 272799 B2 nebo páry s neznázorněný® parní® bubnem.

V horní části pláště 13 jsou plášňové trubky vyhnuty ven, aby se mezi nimi vytvořily otvory 14 pro průchod plynu mezi dvěma stupni výměníku _3_tepla. Pláší 13 má výstup 15 pro druhý stupeň výměníku _3_ tepla. >

Obr. 7 a 8:

Konstrukce jednostupňového výměníku 26 tepla se liší od dvoustupňového výměníku _3 tepla pouze tím, že nemá plášň 13 a otvory v chladicím plášti 30«

Průchod 27 horkého plynu sestává ze vstupu 28, výstupu 29 a chladicího pláště 30. Vstup 28 má přípojku na neznázorněnou pec na Štěpení plynů. Výstup _8_má přípojku na neznázorněný sběrač.

Pláštové trubky 31 jsou na svých spodních koncích pomocí vstupů 32 sběrače 34 a na svých horních koncích pomocí výstupů 33 sběrače 35 spoj eny pro průchod vody nebo páry s neznázoměným parním bubnem.

Claims

Zařízení pro výměnu tepla pro horké proudící plyny, zejména z pecí na štěpení plynů, sestávající z více paralelně zařazených výměníků tepla, které jsou na jedné straně, pro vedení plynu, spojeny s pecí na štěpení plynů a na druhé straně připojeny ke sběrači, za nimiž je uspořádáno vstřikování oleje, přičemž jednotlivé výměníky tepla mají trubkový průchod horkého plynu opatřený vstupem a výstupem, který je z co možná největší části své délky obklopen chladicím pláštěm, tvořeným rovnoběžnými trubkami, které jsou navzájem plynotěsně spojeny a jsou opatřeny vstupem a výstupem pro chladicí prostředek, vyznačující se tím, že chladicí plášt (9) je na co největší části své délky obklopen trubkovitým pláštěm (13), který je pro průchod plynu spojen otvory (14) v horní části chladicího pláště (9) s průchodem (6) horkého plynu, na obou koncích chladicího pláště (9) vytvářejí souosé plynotěsně přivařené přípojky úsek vstupu (7) a úsek výstupu (8) průchodu (6) horkého plynu, plášt (13) je opatřen výstupem pro horké plyny spojeným se sběračem (16), který je potrubím (17) spojen s dalším sběračem (4), přičemž potrubí (17) je opatřeno dvěma uzavíracími šoupátky (18, 19) a mezi nimi uspořádaným výstupem (20) pro ochlazené plyny, opatřeným vstřikováním (5) oleje.