RU1792735C - Тепломассообменный аппарат - Google Patents

Abstract

Область использовани : криогенна  техйика. Сущность изобретени : теплообi .- -- . менные элементы выполнены в виде концентрических труб, между которыми установлена гофрированна  насадка с прерывистыми ребрами, причем внутренн   труба заделана в трубную решетку и за п ол н ей а Катал итическ и а Ктм ё н и ми зер н и- стыми частицами, а наружное по отню облегчает насадку. Между наружными засыпано два сло  зернй стого материала. Поток высокого давлени  поступает во внутренние трубы, где, выступа  во взаимодействие с катализатором, обогащаетс  парафорной, Отведение выдел ющегос  в результате реакции тепла, а также понижение температуры потока высокого давлени  происходит за счет взаимодействи  с потоком низкого давлени , движущимс  противотоком в концентрическом пространстве, заполненном гофрированной насадкой. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к тепломассо- обменнрй аппаратуре.

Известны теплообменные пр мотруб- ные гладкотрубные кожухотрубные аппараты . |

Одним из их основных недостатков  вл етс  низка  интенсивность теплообмена и, крк следствие/значительные габариты.

Известны аппараты с .теллообменной поверхностью типа труба в Tpy6e i кольце- вое пространство между которыми заполне- но Алюминиевой насадкой с прерывистыми ребрами, внешние и внутренние трубы за- дел аны в трубные решетки, это. приводит, однако, к существенному увеличению габаритов и технологическим сложност м.

Наиболее близким по технической сущности к решаемой задаче  вл етс  конструкци  теплообменника-конвертора трубное пространство которого заполнено катализатором орто-параконверсии водорода , а межтрубное, с целью интенсификации теплообмена -алюминиевой дробью.

Недостатком такой конструкции  вл етс  недостаточна  интенсивность теплообмена в межтрубном пространстве, вследствие того, что алюминиева  дробь, имеюща  значительное контактное сопротивление не несет функцию оребрени . Это приводит к увеличению габаритов аппарата.

Целью изобретени   вл етс  интенсификаци  тепло- и массообмена.

VJ

Ю

ю

XI

со ел

Поставленна  цель достигаетс  тем. что еплообменный аппарат дл  непрерывной рто-параконверсии водорода, содержащий обечайку, фланцы, трубные решетки, еплообменные элементы в виде концентрических труб, между которыми установлена гофрированна  насадка с прерывистыми ребрами, причем внутренн   труба заделана в трубную решетку и заполнена каталитически активными зернистыми частицами, а наружна  плотно облегает насадку. Между наружными трубами засыпано два сло  часиц зернистого материала на высоту, равную 0,8-0,9 высоты наружных труб, первый слой, засыпанный в нижней части межтрубного пространства имеет диаметр зерна равный и более эквивалентному диаметру каналов насадки, и высоту засыпки равную рассто нию от наружной трубы до нижней трубной решетки, а второй слой, засыпанный в верхней части межтрубного пространства имеет размер зерна, равный 0,3-0,4 эквивалентного диаметра каналов насадки, причем теплообменник имеет продольную перегородку, прикрепленную к верхней части трубной решетки, отсто щую от нижней трубной решетки, на рассто ние , : . ; h N -тУр г , :;.

.:. . Робх .. ; ..; . -:

где N - количество труб;

Ьр - площадь свободного сечени  кольцевого пространства;.

Ооб-внутренний диаметр обечайки, а полость, образованна  нижней трубной решеткой и нижней крышкой, заполнена каталитически пассивными зернистыми частицами . .; ..; . / : .. -; .

На чертеже изображен предлагаемый теплообменный аппарат,, продольный раз- рез. . .. :. .-.... - - ; . .;. ,. /

Аппарат включает в себ  обечайку 1, размещенные в ней концентрические теплообменные трубы 2, 3, 4, 5, состо щие из внутренней трубы 3, 5, внешней трубы 2, 4 и заключенной между ними гофрированной насадки с прерывистыми ребрами 6.

Внутренние трубы 3, 5 заполн ютс  каталитически активным материалом 7 и закрепл ютс  в трубных решетках 8, 9. Пространство между внешними трубами заполнено двум  сло ми алюминиевой дроби. Нижний слой 10 состоит из частиц крупной фракции, а верхний слой 11 из частиц мелкой фракции. Крупна  фракци  засыпаетс  до уровн  выше нижней кромки внешней трубы 2, 4, а мелка  фракци  ниже верхней кромки внешней трубы 2.4, что обеспечивает движение потока низкого давлени , преимущественно в кольцевом межтрубном пространстве, Аппарат снабжен продольной перегородкой 12, приваренной к верхней трубной решетке 8. К трубным решеткам

8, 9 посредством шпилек креп тс  фланцы 13,15, снабженные патрубками 14,16. Пространство между нижней трубной решеткой и нижним фланцем 17 заполнено каталитически пассивным зернистым материалом.

Аппарат работает следующим образом. Поток высокого давлени , проход  через патрубок 16 поступает в первую группу внутренних труб 5, где вступа  во взаимодействие с материалом 7 обогащаетс  параформой , затем поступает в полость 17, причем инертна  насадка предотвращает неэффективное (адиабатическое) протекание процесса, мен ет направление движени  на противоположное, далее поступаете

группу труб 3, где происходит дальнейшее повышение содержани  пара-формы. После прохождени  внутренних труб 3, 5, поток высокого давлени  покидает аппарат через патрубок 14. Отведение выдел ющегос  в

результате реакции тепла, а также понижение температуры пр мого потока, происходит за счет взаимодействи  с потоком низкого давлени . Поток низкого давлени  поступает в патрубок 18, а затем в пространство между внешними и внутренними трубами, заполненное гофрированной алюминиевой насадкой с прерывистыми ребрами 6, мен ет свое направление в нижней части аппарата, заполненной зернистым

материалом крупной фракции 17 и двига сь далее снизу вверх, выходит через патрубок 19. Таким образом, на всей поверхности теплообмена обеспечиваетс  сама  эффективна , противоточна  схема движени  теплоносителей ,

Двухходова  конструкци  аппарата и

эффективное оребрение позвол ет повы сить коэффициент теплоотдачи со стороны

потока низкого давлени  и тем самым повысить коэффициент теплопередачи, отнесенный к внутренней поверхности на 60%, что приводит к соответственному уменьшению габаритов.

Claims (1)

1. Формула изобретени  fennpMaccoo6MeHHbJH аппарат дл  непрерывной ортопароконверсии водорода, содержащий обечайку с фланцами, трубные решетки с размещенными в них теплооб- элементами в виде концентрически ) труб, между которыми размещена гофр ированна I насадка с прерывистыми ребрами , при этом внутренн   труба заделана в трубные решетки и заполнена зернистыми частицами катализатора ортопароконверсии , а наружна  труба плотно облегает на- , отличающ и и с   тем, что, с целью интенсификации процесса, он дополнительно с набжен двум  сло ми частиц катализатор , размещенными между наружными трубами на высоте, равной 0,8-0,9 высоты наружных труб, нижний из которых имеет

   диаметр зерна, равный и больший эквивалентного диаметра каналов насадки, и высоту , равную рассто нию от нижнего кра  наружной трубы до нижней трубной решетки , а верхний слой имеет размер зерен равный 0,3-0,4 эквивалентного диаметра каналов насадки, слоем каталитически пассивных частиц, размещенных в пространстве между нижней трубной решеткой и нижним фланцем, и продольной перегородкой , закрепленной в верхней трубной решетке , при этом ее нижний конец расположен на рассто нии

   h NfTp/D06. где N - количество труб;

   ftp - площадь свободного сечени  кольцевого пространства;

   DOG-внутренний диаметр обечайки.