ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ ЗАНУРЕНОГО ТЕПЛООБМІННИКА В СІРЧАНОКИСЛОТНОМУ ХІМІЧНОМУ РЕАКТОРІ З НЕРУХОМИМ ШАРОМ КАТАЛІЗАТОРА

Анотація

Розглядається питання доцільності заміни теплообмінного устаткування в сірчанокислому хімічному реакторі з нерухомим шаром каталізатора. Запропонована схема установки теплообмінника, що принципово відрізняється від традиційної: на відміну від виносних теплообмінників, що нині застосовуються, тепловідвідні поверхні встановлюються безпосередньо в шар каталізатора. На основі математичних моделей теплоперенесення в нерухомому шарі з зануреними поверхнями, що продувається, за наявності внутрішніх джерел теплоти виконані розрахунки температурних полів в шарі, визначена необхідна площа охолоджуючих поверхонь та закон її зміни, залежно від висоти шару. В якості вихідних прийняті режимні параметри, за яких працює промисловий сірчанокислий реактор з нерухомим шаром і охолодженням реакційної суміші у виносних теплообмінниках. Визначено, що зміна питомої площі поверхні тепловідводу відповідає зміні ступеню перевтілення і тепловиділення. Визначена відстань від входу в реактор, за якої відсутня необхідність в тепловідведенні. Відзначається, що збільшення діаметра труб призводить до незначного зростання питомої та загальної площі поверхні пучка у зв’язку зі зменшенням коефіцієнтів тепловіддачі компонентів шару. На основі аналізу розрахункових даних зроблено висновок, згідно з яким використання зануреного теплообмінника дозволяє здійснювати реакцію окислення в одну стадію, при цьому зменшити габарити реактора і металозатрати.