Конденсатор-испаритель цикла синтеза аммиака

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5114 Р 28 2, Г 2807/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕЛ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение саторам-испарите денсаторам) цикл тносится к кондем (вторичным консинтеза аммиака риобменнои апхимической ратуры,нефтехимзобретеноемкость нии тепл няемой в шленности.низить металл ескои кон авпозволяет денсатора и уменьшении ег ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Московский институт химическогомашиностроения(72) О.С,Чехов, В,Д.Продан, Л,М,Монахова, Данг Винь Цанг(56) Румянцев О.В. Оборудование цехов синтеза высокого давления в азотной промышленности, М.: Химия, 1970,с. 203. ЯО 14605(54) КОНДЕНСАТОР-ИСПАРИТЕСИНТЕЗА АММИАКА ожет быть использовано при со.лического сопротивления и улучшить условия теплообмена. Циркуляционный газ подается по патрубку 2 в кольцевой канал 12, где охлаждается аммиаком, кипящим в межтрубном пространстве теплаобменных труб 8. Охлаждение газа происходит также путем отвода тепла к потоку газа, проходящему по трубам 7. Конденсат сливается в нижнюю часть корпуса 1, а газ подается в сепаратор 9, где окон.чательно осушается. Конденсат по трубе 19 сливается в нижнюю часть корпуса 1 и отводится через патрубок 6. Газ после сепаратора 9 через патрубок 10 подается в трубы 7 зоны рекуперации холода, где нагревается и отводится по патрубку 3. Жидкий аммиак подводится в межтрубное пространство через патрубок 4, а образовавшийся при его.испарении газообразный аммиак отводится из корИзобретение относится к конденсаторам-испарителям (вторичным конденсаторам) цикла синтеза аммиака и может быть использовано при создании теплообменной аппаратуры, применяе мой в химической, нефтехимической и других отраслях нромьппленности.Целью изобретения является снижение металлоемкости при уменьшении гидравлического сопротивления и улучшение условий теплообмена.На фиг.1 представлен конденсаториспаритель, общий внд; на фиг.2 - узел Х на фиг.1 .Конденсатор-испаритель содержит15 вертикально установленный корпус 1 с патрубком 2 подвода газа и патрубком 3 отвода газа, патрубком 4 подвода жидкого аммиака и патрубком 5 отвода газообразного аммиака. К нижней части корпуса 1 подключен патрубок 6 отвода сконденсированного аммиака. Внутри корпуса 1 размещены теплообменные трубы 7 зоны рекупера 2 ции холода и теплообменные трубы 8 зоны конденсации, Иежтрубное про" странство труб 8 сообщено с патрубками 4 и 5. В нижней части корпуса 1 пуса 1 через патрубок 5. Для увеличения теплоотдачи путем увеличенияскорости движения газа в трубах 7с учетом большего количества газа,проходящего в кольцевом канале 12,по сравнению с обратным количествомгаза, проходящего в трубах 7, соотношение поперечного сечения кольцевого канала и труб 7 составляет1,3-1,8. Заданная степень рекуперацин холода достигается при покрытиинаружной поверхности труб 8 термоизоляцией 13 на входном участке длиной 0,3-0,5 от общей длины труб 8.Снижение металлоемкости достигаетсяза счет исключения толстостенной.оболочки высокого давления выделенных теплообменных труб зоны рекуперации холода, при этом в указанной зоне снижается гидравлическоесопротивление и улучшаются условиятеплообмена, 2 з.п.ф-лы, 2 ил. 2установлен сепаратор 9 с выходным патрубком 10, Он установлен в пространстве 11, сообщенном .с трубами 8 зоны конденсации газа, Теплообменные трубы 7 размещены внутри тепло- обменных труб 8 с образованием кольцевого канала 12 между внутренней поверхностью труб 8 и наружной поверхностью труб 7 (фиг.2)Патрубок 2 подвода газа сообщен с пространством внутри кольцевого канала 1 2, апатрубок 3 отвода газа - с внутренним объемом труб 7, При этом указанный объем труб 7 соединен с выходным патрубком 10 сепаратора 9.Наружная поверхность труб 8 зоны конденсации покрыта термоизоляцией 13 на участке, прилегающем к патрубку 2 подвода газа.Отношение площади поперечного сечения кольцевого канала 12 к площади поперечного сечения теплообменной трубы 7 зоны рекуперации холода составляет 1,3-1,8, Отношение длины участка трубы 8, покрытого термоизоляцией 13, к общей длине трубы 8 зоны конденсации газа составляетОр 3 05Трубы 7 закреплены в трубной решетке 14, а трубы 8 - в трубках решетках 15 и 16, В центральной частисепаратора 9 размещены кольца Рашига 17, На наружной поверхноститруб 7 могут быть выполнены кольцевые ребра 18, Сепаратор 9 снабжентрубой 19 слива конденсата, нижнийконец которой расположен под уровнемконденсата в нижней части корпуса 1,Устройство работает следующимобразом,Циркуляционный газ после первичной конденсации с температурой 2830 С через патрубок 2 поступает вкольцевой канал 12. Проходя по немусверху вниз, газ охлаждается аммиаоком, кипящим при температуре40 Св межтрубном пространстве теплообменных труб 8 эоны конденсации газа.Охлаждение газа происходит также путем отвода тепла к потоку газа, проходящему по трубам 7. При охлаждении газа происходит конденсация паров аммиака. Конденсат сливается внижнюю часть корпуса 1, а газ с каплями конденсата подается в сепаратор 9, где окончательно осушается,проходя через кольца Рашига 17, Отсепарированный конденсат по трубе19 сливается в нижнюю часть корпуса 1 и отводится через патрубок б.Газ после сепаратора 9 через патрубок 10 подается в трубы 7 зонырекуперации холода, Проходя внутритруб 7, гаэ нагревается до температуры 18-20 С и через патрубок 3 отводится из корпуса 1,Жидкий аммиак подводится в межтрубное пространство труб 8 черезпатрубок 4, образовавшийся при егоиспарении газообразный аммиак отводится из корпуса через патрубок 5,Выбор отношения площади поперечного сечения кольцевого канала 12к площади поперечного сечения труб7, составляющий 1,3-1,8, обусловленбольшим количеством газа, проходящего в кольцевом канапе 12, по сравнению с количеством обратного пото. -ка газа, проходящего внутри труб 7.Необходимо также увеличение скорости движения газа в трубах 7 для увеличения теплоотдачи к обратному потоку газа, что способствует .болееполной рекуперации холода,Покрытие наружной поверхноститруб 8 термоизоляцией 13 на входном510 15 О поверхность труб зоны конденсации55 покрыта термоизоляцией на участке,2 г 30 З 5 40 45 50 участке необходимо для более полной рекуперации холода, Расчетные исследования показали, что заданная степень рекуперации холода (60-70 Х) достигается при отношении длины участка трубы с термоиэоляцией .13 к общей длине трубы 8 0,3-0,5,Предложенный конденсатор-испаритель цикла синтеза аммиака позволяет снизить металлоемкость аппарата за счет исключения толстостенной обо-. лочки высокого давления выделенныхтеплообменных труб эоны рекуперациихолода, При этом снижается гидравлическое сопротивление потоку газа иулучшаются условия теплообмена в зоне рекуперации холода,Формула изобретения 1, Конденсатор-испаритель цикла синтеза аммиака, содержащий вертикально установленный корпус с патрубками подвода и отвода газа, патрубками подвода жидкого аммиака и отво да газообразного аммиака, патрубком отвода сконденсированного аммиака, подключенным к нижней части корпуса, и размещенными внутри корпуса тепло- обменными трубами зоны рекуперации холода и зоны конденсации газа, причем межтрубное пространство последних сообщено с патрубками подвода жидкого аммиака и отвода газообразного аммиака, и сепаратор - с выход ным патрубком, установленный в нижней части корпуса в пространстве, сообщенном с трубами зоны конденсации газа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения металло- емкости при уменьшении гидравлического сопротивления и улучшения условий теплообмена, теплообменные трубы зоны рекуперации холода размещены внутри теплообменных труб зоны конденсации с образованием кольцевых каналов, патрубок подвода газа сообщен с указанными кольцевыми каналами, а патрубок отвода газа - с внут. ренним объемом труб рекуперации холода, подключенным к выходному патрубку сепаратора, причем наружная прилегающем к патрубку подвода газа 2, Конденсатор-испаритель по п,.1о т л и ч а ю щ и й с я тем, что5 1460570 6отношение площади поперечного сече, Конденсатор-испаритель по п,1, ния кольцевого канала к площади по- о т л и ч а ю щ и й с я тем, что перечного сечения теплообменной тру- длина участка трубы зоны конденсации, бы зоны рекуперации холода составля-покрытого термоизоляцией, составляет 1,3-1,8, ет 0,3-0,5 общей длины трубы,Составитель Г.Рябов Редактор Л.Гратилло Техред Я.Сердюковаончако ррект каз 531/4 Подписно Тираж 5 етениям и открытиям при ГКНТ СССРушская наб., д. 4/5 НИИПИ Государственного комитета по из113035, Москва, Ж,тельский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина, 101 оизводствен