Призначення, пристрій і основні розміри

Підконтактний холодильник призначений для швидкого охолодження контактного газу до 140-160°С щоб уникнути формальдегіду, що розклався.

Для установки обраний вертикальний сталевий кожухотрубчатий теплообмінник із протиточним рухом теплоносія у міжтрубному просторі і контактному газі у трубному просторі. Теплоносій - циркуляційний конденсат (р = 0,3 МПа, t = 80°С).

У холодильнику передбачене шахове розташування труб (по вершинах правильних шестикутників). Температурні напруги, викликувані різницею температур між кожухом і трубами, можуть привести до руйнування апарата; щоб уникнути цього на корпусі встановлений лінзовий компенсатор.

Технічна характеристика холодильника:

 

Висота, мм	2500
Діаметр внутрішній, мм	1400
Число труб камери, що гріє (dтр = 2122 мм)	2800
Поверхня теплообміну, м2	460

Апарат постачений штуцером виходу контактного газу D_y 350, р_у 0,6, двома штуцерами входу й двома штуцерами виходу конденсату D_y 200, р_у 0,6.

Тепловий розрахунок

Вихідні дані:

· у холодильник подають 305,287 кмоль/г формальдегідного газу;

·   температура: на вході у холодильник 706°С; на виході з холодильника 150°С;

·   витрата холодного конденсату 442713,6 кг/г.

Тепловий баланс спиртовипарювача в загальному виді описується рівнянням:

₁ = Q₂ + Q₃ + Q_пот, (3.13)

 

Де Q₁, Q₂, - теплові потоки формальдегідного газу на вході й на виході з холодильника, кВт;₃ - теплота, що відводиться конденсатом, кВт;_пот - втрати в навколишнє середовище, кВт.

Відомості про теплоємність компонентів формальдегідного газу зведені в табл. 3.11 [5].

 

Таблиця 3.11

Значення коефіцієнтів а, b, з, с' і теплоємкостей продуктів і реагентів

		O2	CO	H2O	H2	CO2	N2	СН2О(г)	СН3ОН(г)
	а	31,46	28,41	30	27,28	44,14	27,87	18,82	15,28
	в*103	3,39	4,1	10,71	3,26	9,04	4,27	58,38	105,2
	с*106	0	0	0	0	0	0	-15,61	-31,04
T, K	с' *10-5	3,77	-0,46	0,33	0,5	-8,54	0	0	0
150+273	Cp T, K	35,00	29,89	34,71	28,94	43,19	29,68	40,72	54,23

 

Тепловий потік формальдегідного газу на вході у холодильник 3067,929 кВт (визначений при розрахунку контактного апарата).

Тепловий потік формальдегідного газу на виході з холодильника буде:

Приймаємо, що втрати тепла в навколишнє середовище рівняються 5% від приходу тепла:

Кількість тепла, що відводиться циркуляційним конденсатом:

Кількість тепла, що відводиться конденсатом, описується рівнянням:

 

 (3.14)

 

Таким чином, температура конденсату на виході з холодильника буде:

 

 

Складаєм тепловий баланс підконтактного холодильника (табл. 3.12).

 

Таблиця 3.12

Тепловий баланс підконтактного холодильника

Прихід	кВт	%	Витрата	кВт	%
Тепловий потік контактного газу на вході	3161,366	100,00	1. Тепловий потік контактного газу на виході	465,84	14,74
			2. Тепловий потік конденсату	2537,458	80,26
			3. Тепловитрати в навколишнє середовище	158,068	5,00
Разом	3161,366	100,00	Разом	3161,366	100,00