Область применения теплообменных аппаратов в химической технологии и основные требования к теплообменным аппаратам.

В химической промышленности теплообменное оборудование по весу и стоимости составляет порядка 15- 18% от всего оборудования. В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности до 50%.

Применяемое в химической, нефтехимической и смежных с ними производствах теплообменная аппаратура разнообразна как по своему функциональному назначению. Так и по конструктивному назначению. В химической технологии нашли широкое применение для регенерации тепла жидких и газообразных сред.

Холодильники – предназначены для охлаждения среды, каким – либо хладагентом.

Конденсаторы – предназначены для конденсации чистых пород и пара газовых смесей.

Дефлегматоры – предназначены для выделения жидкой фазы и паровой.

Испарители – для выделения паров из жидкой фазы при ее кипении.

По способу передачи тепла, теплообменные аппараты можно разделить на две основные группы:

1. поверхностные теплообменники

2. теплообменники смешанные

В поверхностных теплообменных аппаратах передача тепла от одной среды к другой, происходит через твердую стенку, которую принято называть поверхностью теплообменника. В теплообменниках смешения передача тепла происходит в процессе непосредственного контакта сред.

В свою очередь поверхностные теплообменные аппараты делятся на рекуперативные и регенеративные.

В рекуперативных теплообменных аппаратах теплообмен осуществляется через разделительную стенку, а тепловой поток сохраняет постоянное направление.

Если же два или более теплоносителей попеременно сохраняются с одной и той же поверхностью нагрева, то теплообменный аппарат называют регенеративным.

Период соприкосновения с горячими теплоносителями стенки аппарата аккумулируют теплом, а при последующем контакте стенки с холодным теплоносителем это тепло отдается. Направление теплового потока, таким образом, изменяется на противоположное.

Рекуперативные теплообменники являются, в основном, аппаратами непрерывного действия, регенеративные – периодического. В зависимости от конкретных условий работы, требуемые к промышленным теплообменным аппаратам весьма разнообразны. Можно выделить следующие основные требования, к-ым должны соответствовать современные теплообменные аппараты:

1. Аппараты должны обеспечивать передачу количества тепла от одной среды к другой с получением необходимых конечных температур и при возможно большей интенсивности теплообмена.

2. При заданных термодинамических параметрах рабочих сред (давление, t-ра, объем) и при различных агрегатных состояниях, аппарат должен быть работоспособным и надежным в работе.

3. Аппарат должен работать стабильно при изменении процесса теплообмена физических, а возможно и химических свойств рабочей среды.

4. Поверхность теплообмена и другие элементы конструкции аппарата, омываемые рабочими средами должны обладать достаточной химической стойкостью к агрессивному воздействию среды.

5. Для сохранения продолжительной работоспособности в процессе эксплуатации при обработке загрязненной среды или среды выделяющих отложения на стенках, в конструкции аппарата должна быть предусмотрена возможность осмотра поверхностей теплообменников и доступность периодической очистки.

6. Аппарат должен обладать достаточным запасом прочности, гарантирующим его безопасность состояния при напряжениях возникающих как в результате давления рабочих сред, так и следствие температурных деформаций различных частей теплообменника.

7. При данной тепловой нагрузки и других рабочих параметров, аппарат должен иметь в разумных пределах возможно меньше габариты, возможно меньшую удельную материалоемкость и стоимость.

8. Аппарат должен быть технологичным в изготовлении.