Реакторы некаталитических газовых процессов. Классификация, назначение, основные показатели работы и конструкция трубчатых печей. Тепловой баланс изотермического реактора

Трубчатые печи получили широкое рас­пространение в нефтехимической – промышленности, где их используют для высокотемпературного нагрева и реакционных превращений жидких и газообразных нефте­продуктов (пиролиза, крекинга). Нашли они применение и в химической промышленности. Трубчатая печь относится к аппаратам непрерывного действия с наружным огневым обогревом.

Печь состоит из двух камер радиантный и конвекционный. В радиантной камере тепло передается нагреваемому сырью за счет радиации и лучеиспускания. В конвекционной, тепло передается за счет теплопередач от дымовых газов к змеевикам конвекционной камеры. Радиантная камера отделена от конвекционной камеры вертикальной вертикальной перегородкой из огнеупорного кирпича (перевал).

в радиантной камере располагаются змеевики. Трубы змеевика расположены в одной плоскости, называется экраном. Различают верхний, боковой и нижний (подовой). Змеевики в рад камере расположены в один ряд использовании в двух ряд экономически не целесообразно. кол-во тепла воспринимаемая сырьем 2-го ряда не более 10% от кол-ва тепла, воспринимаемого 1-го ряда. В конвекционной камере располагается 4-6 рядов в шахматном порядке. Принцип действия: исходное сырье первоначально подается в змеевики конвекц камеры, а затем змеевики радиан камеры, где нагревается до заданной температ. Топливный газ сжигается в гарелках в радиант камере. Проходя ч/з змеевики конвекц камеры и дымоходы выводится в окруж среду ч/з дымовую трубу.

Основные показатели работы трубчатых печей и их классификация.

Работу трубчатой печи хар-ют следующие осн. показатели: производительность, полезная тепловая нагрузка, теплонапряженность и коэффициент полезного действия. Производительность печи – кол-во сырья в тоннах, нагреваемого в печи в ед.времени (сутки). Суточная производительность печей колеблется в широких пределах (от 50 до 2000 т). Зависит она от многих факторов: количества змеевиков в печи, вида сырья, назначения печи (нагрев или разложение сырья), диаметра змеевика, скорости прохождения сырья внутри змеевика. Полезная тепловая нагрузка – количество тепла, к-ое воспринимается сырьем в печи. Полезная тепловая нагрузка трубчатых печей составляет от 6 до 25 кВт. Теплонапряженность поверхности нагрева – количество тепла в кВт (ккал), переданного через 1 м² поверхности змеевика в час. Чем выше значение теплонапряженности труб, тем более эффективно передается тепло. Чем больше термоустойчивы сырье и металл труб, чем меньше вязкость сырья и выше скорость его движения в трубах, тем большую теплонапряженность труб можно допустить. Теплонапряженность в современных трубчатых печах, н.: пиролиза углеводородов. КПД печи численно равен части общего выделившегося в печи тепла, к-ая полезно использована в печи. При полном сгорании топлива КПД печи зависит от ее конструкции, коэффициента избытка воздуха (показывающего, во сколько раз больше подано в печь воздуха, чем это необходимо для полного сгорания топлива) и температуры дымовых газов, покидающих печь. Для трубчатых печей КПД=0,6-0,85. Радиантно-конвекционные трубчатые печи классифицируют: а) конфигурации (односкатные, шатровые и цилиндрические); б) количеству радиантных камер (однокамерные, двухкамерные и многокамерные); в) числу потоков сырья (однопоточные и двухпоточные); г) месту расположения конвекционной камеры (с нижним, верхним и боковым расположением конвекционной камеры); д) способу облучения труб (печи с односторонним или двусторонним облучением труб). а – конвекционная печь; б – однокамерная печь с боковым расположением конвекционной камеры; в – однокамерная печь с нижним расположением кон­векционной камеры; г – однокамерная печь с верхним расположением кон­векционной камеры; д – вертикальная цилиндрическая печь; е – однокамер­ная печь беспламенного горения с панельными горелками; ж – двухкамерная двухпоточная печь с горизонтальным сводом; з – двухпоточная двухкамерная печь с наклонным сводом; 1 – горелки; 2 – радиантный змеевик; 3 – конвекционный змеевик; 4 – дымоход; 5 – перевальная стенка; 6 – панельные горелки.