Материал: PAKhT_LEKTsII_1sem

Рис.14.7. Процесс кипение – конденсация: движение теплоносителей в двухтрубном теплообменнике и соответствующий профиль температур

7

2.Первый теплоноситель - насыщенный пар - конденсируется, второй -

нагревается

Рис.14.8. Процесс конденсация пара – нагревание жидкости или газа: движение теплоносителей в двухтрубном теплообменнике и соответствующий профиль температур

3. Первый теплоноситель охлаждается, второй – нагревается

Рис.14.8. Процесс охлаждение – нагревание жидкостей или газов: движение

теплоносителей в двухтрубном теплообменнике и соответствующий профиль температур

8

Если температуры теплоносителей изменяются вдоль аппарата, то противоток обладает

преимуществом по сравнению с прямотоком:

-При противотоке достигается бòльшая средняя разность температур при одних и тех же соответствующих начальных и конечных температурах теплоносителей;

-При противотоке холодный теплоноситель можно нагреть до более высоких температур,

снизить его расход и затраты на его перемещение.

9

ЛЕКЦИЯ №15

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТЕПЛОНОСИТЕЛИ

Проведение многих технологических процессов, осуществляемых в химической про-

мышленности, часто бывает связано с необходимостью подвода или отвода тепловой энер-

гии. Для решения этой задачи применяют различные теплоносители, представляющие собой жидкие или газообразные вещества, отдающие тепловую энергию в теплообменных аппара-

тах (теплообменниках). Промежуточные теплоносители используются для транспортировки тепловой энергии от еѐ источников (печей, где теплота выделяется при сгорании топлива) к

аппаратам, потребляющим тепловую энергию.

ТЕПЛОНОСИТЕЛИ ДЛЯ НАГРЕВАНИЯ

На Рис 15.1 приведены основные теплоносители, а также их рабочий температурный интервал. Самые высокие температуры имеют газообразные теплоносители (дымовые газы).

Второй класс теплоносителей составляют пары жидкостей, которые в процессе теплообмена конденсируются (водяной пар, пары высококипящих органических жидкостей, пары метал-

лов: лития, калия, кадмия и ртути). Третий класс теплоносителей – это жидкие теплоносите-

ли: вода (в том числе перегретая и находящаяся под давлением); высокотемпературные орга-

нические теплоносители (ВОТ), представляющие собой органические жидкости с высокими температурами кипения (этиленгликоль, глицерин, нафталин и его производные, дифенил и его производные) и их смеси (например, дифенильная смесь); минеральные масла; ионные теплоносители, представляющие собой расплавы солей (например, нитрит-нитратная смесь);

кремнийорганические жидкости; жидкометаллические теплоносители (ртуть, расплавы ще-

лочных и щелочно-земельных металлов, расплавы свинца, висмута, кадмия, сурьмы, олова).

Также для нагревания сред возможно применять электрический ток. Аппараты для нагрева электрическим током обладают многочисленными преимуществами: наиболее компактны из всех теплообменников, имеют широкий интервал температур нагрева, им присуща легкость регулировки и контроля. Однако стоимость единицы тепловой энергии, полученной при на-

греве электрическим током, в несколько раз выше стоимости единицы тепловой энергии, по-

лученной при сжигании топлива. Поэтому на химических предприятиях, где есть возмож-

ность получать тепловую энергию от тепловых станций, нагрев электрическим током не применяют. Используют его лишь на малотоннажных установках, там, где нет подведѐнных линий паропроводов.

1

Рис.15.1. Рабочие интервалы температур теплоносителей и нагрева электрическим то-

ком

1. Дымовые газы

Основным источником тепловой энергии на химических предприятиях служат печи,

где производится сжигание топлива (природного газа, каменного угля, мазута и т.д.)

(Рис.15.2). Продуктом работы печей является тепловая энергия, которая служит для нагрева-

ния промежуточного теплоносителя в радиационной зоне печи. Образующиеся дымовые га-

зы (смесь продуктов сгорания топлива с воздухом) либо отда-

ют теплоту в конвективной зоне печи, либо направляются к

потребителям.

Из-за трудностей транспортировки дымовых газов (больших

тепловых потерь) потребляющие тепловую энергию дымовых

газов аппараты размещают рядом с печами.

Рис.15.2. Схема трубчатой печи:

1 – удаление шлака; 2 – воздух; 3 – факел сгорающего топлива;4 – радиационная зона печи; 5 – трубчатка радиационной зоны печи; 6 – дымовые газы; 7 – конвективная зона печи; 8 – трубчатка конвективной зоны печи; 9 – отработанные газы

2