Закалочно-испарительный аппарат

 

ЗАКАЛОЧНО-ИСПАРИТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ , содержащий цилиндрический корпус с газораспределительной решеткой , обечайку с переточными окнами и поверхности нагрева, о. т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью сокращения потерь целевых продуктов путем сокращения времени закалки газов пиролиза, он снабжен, подвижной цилиндрической вставкой установленной без зазора внутри обечайки , выполненной цилиндрической по всей длине, соосно с ней.

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИН

«е «г) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР (21) 3310683/23-26 (22) 18.06 ° 81 (46) 30.07.83. Бюл. Р 28 (72) С.G.Ãîðèñëàâåö, В.М.Дмитриев, AsE ÀáðàìåHêî, I0.Â.×àïëûãMí и В.Т,Серый (71) Институт газа AH Украинской ССР (53) 662.75(088.8) (56) 1. Патент ФРГ В 1217944, кл. С 106 . 9/16, опублик. 1966..

2. Авторское свидетельство СССР

Р 787449, кл. С 10 С 9/16, 22.05.78.

Зб9 С 10 6 9/16; В 01 8/18у

F 28 0 13/00. (54) (57) ЗАКАЛОЧНО NCGAPHTE3IbHb38 AllПАРАТ, содержащий цилиндрический корпус с газораспределительной- рещеткой,: обечайку с переточными окнами и поверхности нагрева, о. тл и ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения потерь целевых продуктов путем сокращения времени закалки газов пирализа, он снабжен. подвижной цилиндрической вставкой установленной без зазора внутри обечайки, выполненной цилиндрической по всей длине, соосно с ней.

1032012

Изобретение относится к теплообменным аппаратам с промежуточным теплоносителем и может быть использовано для закалки и охлаждения газов пиролиза и термического кре кинга в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Эффективность работы эакалочноиспарительного аппарата в первую очередь обусловлена скоростью охлаждения пирогаэа.или газов крекинга до температуры, при которой прекращаются реакции уплотнения и конденсации. Чем больше время закалки, тем больше потери целевых продуктов, тем больше образуется тяжелых смол и кокса.

Известен эакалочно-испарительный аппарат кожух отрубного типа, сос-. тоящий из корпуса, трубных решеток и газовых трубок, по которым идет пирогаз, а по межтрубному пространству — вода (1).

Закалка и охлаждение пирогаэа происходит эа счет испарения химически очищенной воды.

В кожухотрубных аппаратах процесс закалки относительно растянут во времени (около 0,1 с), что приводит к потерям целевых и образованию нежелательных побочных продуктов (смола, кокс). Образующийся кокс, отлагаясь на внутренних поверхностях газовых трубок, резко ухудшает теплопередачу и тем самым усугубляет упомянутые нежелательные процессы. .Наиболее близким к предлагаемому является закалочно-испарительный аппарат с псевдоожиженным слоем циркулирующего промежуточного теплоносителя, который содержит цилиндрИческий корпус с газораспределительной решеткой в нижней части. Внутри., аппарата сносно ему с зазором размещена обечайка. Нижняя часть обечайки выполнена в виде опрокинутого усеченного конуса и имеет переточные окна трапецеидальной формы.

Внутри цилиндрической части обечайки и кольцевом зазоре, образованном обечайкой и корпусом, размещены поверхности нагрева парогенератора и теплообменника питательной воды. Такая конструкция закалочно-испарительного аппарата позволяет организовать псевдоожижение пирогаэом и циркуляцию частиц промежуточного теплоносителя Причем перед контактом с пирогазом частицы теплоносителя охлаждаются, проходя. зону теплообменника питательной воды в кальцевом пространстве. Это обусловливает относительно малое время. контакта (. 2 ).

Однако в процессе работы пиролиэной печи расход сырья подверженн . дополнительно значительным изменени ям эа относительно короткие сроки.

Колебания расхода сырья на печь (пр производственным данным) могут составлять до ЗОЪ при уменьшении и до 103 при увеличении расхода сырья по сравнению с проектной производительностью печи.

При изменении расхода сырья на печь изменяется массовая и линейная скорость пирогаэа в закалочноиспарительном аппарате.

При увеличении скорости возрастает число псевдоожижения, высота слоя и количество тепла, которое необходимо снять при охлаждении пирогаза до заданной температуры, а свободное сечение переточных окон и, следовательно, кратность циркуляции промежуточного теплоносителя останутся на прежнем уровне, в результате чего градиент температур между слоем и пирогазом уменьшится, а температура слоя возрастет, время охлаждения пирогаза при этом увеличится; при уменьшении скорости пирогаза снизится число псевдоожижения и высота слоя, вследствие чего не будет происходить пересыпание частиц промежуточного теплоносителя через край обечайки и прекратится его циркуляция, в этом случае температура слоя возрастет, а время охлаждения увеличится.

Цель изобретения — снижение потерь целевых продуктов путем сокращения времени закалки газов пиролиза, Указанная цель достигается тем, что закалочно-испарительный аппарат, содержащий цилиндрический корпус с газораспределительной решеткой, обечайку с переточными окнами и поверхности нагрева, снабжен подвижной цилиндрической вставкой, установленной беэ зазора внутри обечайки, выполненной цилиндрической по всей длине, соосно с ней.

Установка подвижной цилиндрической вставки позволяет изменять фактическую высоту обечайки и свободное сечение переточных окон. Так, при уменьшении расхода пирогаза вставка опускается, а при увеличении поднимается ° При этом сохраняется оптимальное число псевдоожижения, кратность циркуляции и высота слоя.

На чертеже изображен предлагаемый закалочно-испарительный аппарат, разрез.

Аппарат содержит корпус 1, установленную соосно внутри него с зазором цилиндрическую обечайку 2 с переточными окнами трапецеидальной формы, газораспределительную рещетку 3. размещенную в нижней части кОрпуса, Внутри цилиндрической о6ечайки 2 соосно с ней без зазора установлена цилиндрическая вставка 4, которая посредством тяги 5 соедине-, 1032012 на с механизмом 6 перемещения. механизм перемещения цилиндрической вставки соединен посредством червячной передачи с сервомотором испол- . нительного механизма автоматической линии регулирования производительности закалочно-испарительного аппарата.

Цилиндрическая вставка 4 имеет воэможность перемещаться внутри обечайки 2 ° В нижней части кольцевого 1Î зазора, образованного корпусом 1 и цилиндрической обечайкой 2, размещены поверхности нагрева тенлообменника 7 питательной воды, а в верхней части. зазора — поверхности нагрева 15 парогенератора 8.

Закалочно-испарительный аппарат работает следующим образом.

Пирогаз, имеющий на выходе иэ печи температуру 800-850 С, через гаэораспределительную решетку 3 посту пает во внутреннюю часть цилиндрической обечайки 2, где, контактируя с предварительно охлажденным до 100150 С в. зоне теплообменника 7 питательной воды промежуточным теплоносителем псевдоожижает его и охлажФ о дается до 400-500 С. Затем пирогаз поступает на дальнейшее охлаждение.

Время охлаждения пирогаза до температуры, при которой;полностью прекращаются вторичные реакции с участием целевых продуктов (560-650 С в зависимости от вида сырья), составляет около 10 с и зависит от скорости истечения пирогаза, размера частиц промежуточного теплоносителя и кратности их циркуляции.

Циркуляция частиц промежуточного теплоносителя осуществляется следую- 40

nlHM обРазом.

Частицы псевдоожижаются пирогаэом, поднимаются вверх, огибают верхний край цилиндрической встав- 45 ки 4- и,опускаясь по кольцевому за- . зору между корпусом 1 и обечайкой 2, отдают тепло на испарение и нагрев питательной воды, затем через переточные окна в цилиндрической обечайке 2 вновь попадают в поток пирогаза над распределительной решеткой 3. При изменении расхода сырья и скорости парогазовой смеси в предлагаемом закалочно-испарительном аппарате сохранятся оптимальные значения параметров работы посредством перемещения цилиндрической вставки 4. При увеличении скорости пирогаза в аппарате увеличится ко личество .тепла, которое необходимо снять при его охлаждении до заданной температуры, для чего цилиндри- ческая вставка поднимается, увеличи ° вая при этом фактическую высоту псевдоожиженного слоя и свободное сечение переточных окон, вследствие чего возрастет кратность циркуляции промежуточного теплоносителя пропорционально увеличению расхода сырья и время охлаждения пирогаза сохранится на прежнем уровне; при уменьшении скорости пирогаза в аппарате высота псевдоожиженного слоя уменьшится, но при опускании цилиндрической вставки, частицы промежуточного теплоносителя пересыпаются через край обечайки в кольцевой зазор, одновременно уменьшая свободное сечение переточки окон. При этом. циркуляция теплоносителя со- . хранится, а ее кратность уменьшит-. ся пропорционально снижению расхода сырья и время охлаждения не изменится.

Таким образом, наличие подвижной цилиндрической вставки позволяет стабилизировать время закалки пирогаэа при ивменении расхода сырья на печь. Оптимальное время закалки при этом составляет 0,004 с. При уменьшении расхода сырья на 30%

:время закалки пирогаза в предлагаемом аппарате не изменится, а в ап-. парате-прототипе возрастет до 0,01 с, при этом количество разложившегося этилена (относительно к полученному в пиролиэной печи) в аппарате-прототипе составит 0,84%, в предлагаемом аппарате - 0,303.

1032012

АЪрагау

I /ъюогаг

Составитель В.Кудряшов

Редактор A.Âëàñåíêî Техред И.Гайду Корректор Ю.Макаренко

Заказ 5328/30 Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ъ

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4