Конденсатор-испаритель цикла синтеза аммиака

Конденсатор-испаритель цикла синтеза аммиака

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к конденсаторам-испарителям (вторичным конденсаторам ) цикла синтеза аммиака и может быть использовано при создании теплообменной аппаратуры, применяемой в химической и нефтехимической промышленности. Изобретение позволяет снизить металлоемкость конденсатора при уменьшении его гидрав§ (Л 4 Од сл ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1460570 А 1 (д11 4 Р 28 В 1/02, F 28 D 7/08

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2) ) 4278548/24-06 (22) 01, 06, 87 (46) 23,02,89, Бюл, N - 7 (71) Московский институт химического машиностроения (72) О.С,Чехов, В.Д.Продан, Л.М,Монахова, Данг Винь Шанг (53) 66.09 1, 987 . 661 . 5 (088,8) (56) Румянцев О.В. Оборудование цехов синтеза высокого давления в азотной промышленности. М.: Химия, 1970, с. 203. (54) КОНДЕНСАТОР-ИСПАРИТЕЛЬ ЦИКЛА

СИНТЕЗА АММИАКА (57) Изобретение относится к конденсаторам-испарителям (вторичным конденсаторам) цикла синтеза аммиака и может быть использовано при создании теплообменной аппаратуры, применяемой в химической и нефтехимической промышленности. Изобретение позволяет снизить металлоемкость конденсатора при уменьшении его гидрав1460570.лического сопротивления и улучшить условия теплообмена. Циркуляционный газ подается по патрубку 2 в кольцевой канал 12, где охлаждается аммиаком, кипящим в межтрубном пространстве теплаобменных труб 8. Охлаждение газа происходит также путем отвода тепла к потоку газа, проходящему по трубам 7. Конденсат сливается в нижнюю часть корпуса 1, а газ подается в сепаратор 9, где окон.чательно осушается. Конденсат по трубе 19 сливается в нижнюю часть корпуса 1 и отводится через патрубок 6. Газ после сепаратора 9 через патрубок 10 подается в трубы 7 зоны рекуперации холода, где нагревается и отводится по патрубку 3. Жидкий аммиак подводится в межтрубное пространство через патрубок 4, а образовавшийся при его испарении газообразный аммиак отводится из кор1

Изобретение относится к конденсаторам-испарителям (вторичным конденсаторам) цикла синтеза аммиака и может быть использовано при создании теплообменной аппаратуры, применяе- 5 мой в химической, нефтехимической и других отраслях нромьппленности.

Целью изобретения является снижение металлоемкости при уменьшении гидравлического сопротивления и улучшение условий теплообмена.

На фиг .1 представлен конденсаториспаритель, общий внд; на фиг.2— узел Х на фиг.l .

Конденсатор-испаритель содержит

15 вертикально установленный корпус 1 с патрубком 2 подвода газа и патрубком 3 отвода газа, патрубком 4 подвода жидкого аммиака и патрубком 5 отвода газообразного аммиака. К нижней части корпуса 1 подключен патрубок 6 отвода сконденсированного аммиака. Внутри корпуса i размещены теплообменные трубы 7 зоны рекупера2 ции холода и теплообменные трубы 8 зоны конденсации, Ие ктрубное пространство труб 8 сообщено с патрубками 4 и 5. В нижней части корпуса 1 пуса 1 через патрубок 5. Для увеличения теплоотдачи путем увеличения скорости движения газа в трубах 7 с учетом большего количества rasa, проходящего в кольцевом канале 12, по сравнению с обратным количеством газа, проходящего в трубах 7, соотношение поперечного сечения кольцевого канала и труб 7 составляет

1,3-1,8. Заданная степень рекуперацин холода достигается при покрытии наружной поверхности труб 8 термоизоляцией 13 на входном участке длиной 0,3-0,5 от общей длины труб 8.

Снижение металлоемкости достигается

sa счет исключения толстостенной .оболочки высокого давления выделенI ных теплообменных труб зоны рекуперации холода, при этом в указанной зоне снижается гидравлическое сопротивление и улучшаются условия теплообмена, 2. з.п.ф-лы, 2 ил.

2 установлен сепаратор 9 с выходным патрубком 10, Он установлен в пространстве 11, сообщенном,с трубами 8 зоны конденсации газа. Теплообменные трубы 7 размещены внутри теплообменных труб 8 с образованием кольцевого канала 12 между внутренней поверхностью труб 8 и наружной поверхностью труб 7 (фиг,2) ° Патрубок

2 подвода газа сообщен с пространством внутри кольцевого канала 1 2, апатрубок 3 отвода rasa — с внутренним объемом труб 7, При этом указанный объем труб 7 соединен с выходным патрубком 10 сепаратора 9.

Наружная поверхность труб 8 зоны конденсации покрыта термоизоляцией

13 на участке, прилегающем к патрубку 2 подвода газа.

Отношение площади поперечного сечения кольцевого канала 12 к площади поперечного сечения теплообменной трубы 7 зоны рекуперации холода составляет 1,3-1,8, Отношение длины участка трубы 8, покрытого термоизоляцией 13, к общей длине трубы 8 зоны конденсации газа составляет

0 3 0 ° 5 °

1460570

Трубы 7 закреплены в трубной ре- . шетке 14, а трубы 8 — в трубках решетках 15 и 16, В центральной части сепаратора 9 размещены кольца Рашига 17, На наружной поверхности труб 7 могут быть выполнены кольцевые ребра 18, Сепаратор 9 снабжен трубой 19 слива конденсата, нижний конец которой расположен под уровнем конденсата в нижней части корпуса 1, Устройство работает следующим образом.

Циркуляционный газ после первичной конденсации с температурой 2830 С через патрубок 2 поступает в кольцевой канал 12. Проходя по нему сверху вниз, газ охлаждается аммиао ком, кипящим при температуре 40 С в межтрубном пространстве теплообменных труб 8 эоны конденсации газа.

Охлаждение газа происходит также путем отвода тепла к потоку газа, проходящему по трубам 7. При охлаждении газа происходит конденсация паров аммиака. Конденсат сливается в нижнюю часть корпуса 1, а газ с каплями конденсата подается в сепаратор 9, где окончательно осушается, проходя через кольца Рашига 17. Отсепарированный конденсат по трубе

19 сливается в нижнюю часть корпуса 1 и отводится через патрубок 6.

Газ после сепаратора 9 через патрубок 10 подается в трубы 7 зоны рекуперации холода, Проходя внутри труб 7, гаэ нагревается до температуры 18-20 С и через патрубок 3 отводится из корпуса 1, Жидкий аммиак подводится в межтрубное пространство труб 8 через патрубок 4, образовавшийся при его испарении газообразный аммиак отводится из корпуса через патрубок 5, Выбор отношения площади поперечного сечения кольцевого канала 12 к площади поперечного сечения труб

7, составляющий 1,3-1 8, обусловлен большим количеством газа, проходящего в кольцевом канапе 12, по сравнению с количеством обратного пото.— ка газа, проходящего внутри труб 7.

Необходимо также увеличение скорости движения газа в трубах 7 для увеличения теплоотдачи к обратному потоку газа, что способствует .более полной рекуперации холода.

Покрытие наружной поверхности труб 8 термоизоляцией 13 на входном

5 0

?0 поверхность труб зоны конденсации

55 покрыта термоизоляцией на участке, 25

50 участке необходимо для более полной рекуперации холода, Расчетные исследования показали, что заданная степень рекуперации холода (60-707) достигается при отношении длины участка трубы с термоиэоляцией 13 к общей длине трубы 8 0,3-0,5.

Предложенный конденсатор-испаритель цикла синтеза аммиака позволяет снизить металлоемкость аппарата за счет исключения толстостенной обо-. лочки высокого давления выделенных теплообменных труб эоны рекуперации холода, При этом снижается гидравлическое сопротивление потоку газа и улучшаются условия теплообмена в зоне рекуперации холода, Формула изобретения

1, К;знденсатор-испаритель цикла синтеза аммиака, содержащий вертикально установленный корпус с патрубками подвода и отвода газа, патрубками подвода жидкого аммиака и отво да газообразного аммиака, патрубком отвода сконденсированного аммиака, подключенным к нижней части корпуса, и размещенными внутри корпуса теплообменными трубами зоны рекуперации холода и зоны конденсации газа, причем межтрубное пространство последних сообщено с патрубками подвода жидкого аммиака и отвода газообразного. аммиака, и сепаратор — с выход ным патрубком, установленный в нижней части корпуса в пространстве, сообщенном с трубами зоны конденсации газа, отличающийся тем, что, с целью снижения металлоемкости при уменьшении гидравлического сопротивления и улучшения условий теплообмена, теплообменные трубы зоны рекуперации холода размещены внутри теплообменных труб зоны конденсации с образованием кольцевых каналов, патрубок подвода газа сообщен с указанными кольцевыми каналами, а патрубок отвода газа — с внут. ренним объемом труб рекуперации холода, подключенным к выходному патрубку сепаратора, причем наружная прилегающем к патрубку подвода rasa I

2, Конденсатор-испаритель по п,lq отличающийся тем, что

5 1460570 6 отношение площади поперечного сече- 3, Конденсатор-испаритель по п.1, ния кольцевого канала к площади по- отличающийся тем, что перечного сечения теплообменной тру- длина участка трубы зоны конденсации, бы зоны рекуперации холода составля- покрытого термоизоляцией, составляет ),3-1,8. ет 0,3-0 5 общей длины трубы, Составитель Г.Рябов

Редактор Л.Гратилло Техред Jl.Сердюкова Корректор Э.Лончакова

Заказ 531/48

Подписное

Тираж 569

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101