Классификация трубчатых печей, Конструкция печей - Технологический расчет теплообменника

Трубчатые печи имеют следующую классификацию:

    1. Технологическая (нагревательные и реакционно-нагревательные); 2. Теплотехническая (конвективные, радиационные и радиационно-конвективные); 3. Конструктивная:
      - по форме каркаса (коробчатые, ширококамерные, узкокамерные, цилиндрические, кольцевые и секционные); - по числу камер радиации (одно-, двух - и многокамерные); - по расположению трубчатого змеевика (горизонтальные и вертикальные); - по расположению горелок (боковые и подовые); - по топливной системе (жидкое, газообразное и смешенное); - по способу сжигания топлива (факельное и беспламенное); - по расположению дымовой трубы (вне трубчатой печи и над камерой конвекции);
Конструкция печей

В промышленности распространение получили трубчатые реакторы пиролиза. Печи пиролиза состоят из двух отсеков - радиантной и конвекционной. Именно в радиантной секции находятся трубчатые реакторы пиролиза (пирозмеевики), обогреваемые теплом сгорания топливного газа на горелках этой секции. В конвекционной части печи происходит предварительный нагрев сырья, водяного пара разбавления до температуры начала пиролиза конвективным переносом тепла с дымовыми газами из радиантной секции. Для возможности более точной регулировки температуры в обеих секциях на выходе из печи установлен вытяжной вентилятор с шибером для регулирования скорости движения дымовых газов. Кроме нагрева сырья и разбавления пара, в конвекционной части происходит нагрев котловой питательной воды, которая используется для охлаждения продуктов пиролиза на выходе из печи - в закалочно-испарительных аппаратах. Полученный насыщенный пар используется для получения пара высокого давления, который в свою очередь используется для вращения паровой турбины компрессора пирогаза. Для повышения селективности процесса и выходов продуктов при пиролизе время пребывания сырья в реакционной зоне необходимо сокращать, а температуру повышать. По такому пути и развивалось изменение этих параметров на промышленных печах пиролиза. На данный момент время контакта на современных печах составляет порядка 0,2 сек., а температура пиролиза достигает 870-900 °C. Необходимо учитывать предельно допустимую температуру современных сплавов, из которых изготавливаются змеевики, и резкое повышение коксообразования на стенках этих сплавов при повышении температур. Не увеличивая градиент температур между стенкой пирозмеевика и паросырьевым потоком быстрый нагрев можно обеспечить, увеличив удельную поверхность пирозмеевика, то есть поверхности на единицу объема паросырьевого потока. Изначально пирозмеевики представляли собой длинную трубу постоянного диаметра, согнутую на равные части (в змеевик) для уменьшения конструкционных размеров печи, но теперь пирозмеевики изготавливаются из большого количества входных труб (10 - 20) малого диаметра, которые объединяются, и, в итоге, на выходе змеевик состоит из 1 - 2 трубы значительно большого диаметра. В таких пирозмеевиках достигается высокая теплонапряженность на начальном участке и низкая - на конце, где температура стенки играет высокую роль в процессе коксообразования. Для резкого предотвращения протекания нежелательных вторичных реакции, на выходе из печи устанавливают закалочно-испарительные аппараты. В трубном пространстве происходит резкое охлаждение продуктов реакции до температур 450-550 °C.

Похожие статьи




Классификация трубчатых печей, Конструкция печей - Технологический расчет теплообменника

Предыдущая | Следующая