Способ работы устройства для закалки синтез-газа Советский патент 1986 года по МПК B01J8/00 

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для закалки синтетических продуктов, например, в производстве аммиака и метанола. .

Цель изобретения - повьппение экономичности за счет стабилизации температуры газа на режимах отличны от номинального.

На чертеже изображено устройство для закалки синтез-газа, осуществляющее предложенный способ.

Устройство для закалки синтез- газА содержит корпус 1 , в котором размещены трубы 2 теплообменной поверхности с входным и выходным коллекторами 3 и 4, снабженными соот- в тственно патрубками 5 и 6 подвода и отвода газа. Выходная часть труб 2 заключена в кожух 7, сообщающийся окном 8 с полостью корпуса 1. Кожух 7 снабжен патрубком подвода охлаждащей воды, а корпус 1 - патрубками 10, 11 и 12 соответственно подвода охлаждающей воды, отвода роводяной смеси и подвода циркуля ционной воды. Патрубки 9 и 10 подвода воды подключены трубопроводами 13 и 14 к коллектору 15 питательного насоса 16 , снабженного регули рующим органом 17, Трубопровод I4 снабжен регулирующим органом IS, исполнительный механизм 19 которого подключен импульсной линией 20 к датчику 21 замера температуры газа на выходе из корпуса 1.

Предложенный способ осуществляется следующим образом.

Синтез-газ через патрубок 5 поступает во входной коллектор 3, проходит по трубам 2, в результате чего происходит его закалка, и через коллектор 4 и патрубок 6 отводится из устройства на дальнейшзпо переработку.

Одна часть воды (основная) из коллектора 15 питательным насосом 16 по трубопроводу 13 через патрубок 9 подается в кожух 7, проходит по нему и через окно 8 попадает в полос ть корпуса 1 . Другу часть воды по трубопроводу 14 подают через патрубок 10, кожух 7, в корпус 1, где она, смешиваясь с находящейся в нем водой, нагревается до температуры насыщения. Ъбразо вавшийся в результате нагрева воды

438022

пар совместно с циркулирующей водой. отводится в сепаратор (не показан), где пар отделяется от воды, которая через патрубок 12 возвращается вновь

5 в корпус. Циркуляционная вода образу ет контур естественной циркуляции. Общий расход воды, поступающей от насоса 16, регулируется в зависимости от количества вырабатываемого

О пара регулирующим органом 17. По

уровню воды в сепараторе при изменении режима (расход или температура синте.з-газа) происходит изменение температуры газа на выходе из уст 5 ройства. При этом от датчика 21 температуры поступает от импульсной линии 20 командный сигнал к исполнительному механизму 19 регулирующего органа 18, который изменяет соотношение расходов воды, поступающей в корпус 1 и кожух 7. Изменение расхода воды, поступающей в корпус 1, приводит к изменению температурного напора (ut) между синтез25 газом и водой в кожухе 7 и, следовательно, к изменению тепла, воспринятому водой от труб 2, заключенных в кожух 7, что обеспечивает поддержание температуры газа на заданном

30 уровне.

Пример 1. В устройство для Закалки газа поступает 140000 синтез-газа при 400°С и давлении

20

329 кгс/см. Пройдя трубы 2, газ 35 выходит из корпуса Г с температурой и направляется на дальнейшую переработку.

Охлаждающая вода с температурой 75°С и давлением 40 кгс/см и в количестве. 36 т/ч, что соответствует тепловому балансу, из коллектора i5 насосом 16 поступает по трубопроводам 13 и 14 через патрубки 9 и 10 соответственно в кожух 7 и корпус 1. В кожух 7 поступает 30 т/ч воды, а в корпус 1 - 6 т/ч, что соответствует соотношению 5:1 (данный режим соответствует номинальной работе устройства). Поток воды, по- ступивщий в кожух, проходит в межтрубном пространстве5 нагревается до температуры насыщения, равной 250 С и через окно 8 выходит в полость корпуса 1, где смешивается с водой, находящейся в этой полости. Второй поток водьт, поступающий непосредственно в корпус 1 , смешивается с водой, выходящей из окна 8,

приобретая температуру насьпцения. При дальнейшем контакте воды с тепло обменными трубами 2, не заключенными в кожух 7, происходит парообразование. Пар в количестве 36 т/ч совместно с водой в виде пароводяной смеси через патрубки 11 отводится в сепаратор, где отделяется от воды, которая возвращается в корпус I через патрубки 12. Так как в кожухе 7 происходит противоточное движение воды и газа, создаются условия для охлаждения его до температуры ниже температуры насыщения воды.

В процессе эксплуатации расход и температура газа на входе в корпус

1

изменяются соответственно до

3 / / J- /ч о

134000 и 390 С. .

Температура газа на выходе из устройства опускается ниже 195 С, а уровень воды в сепараторе повышается . Датчики уровня воды в сепараторе (не указан) и температуры газа на выходе из устройства, воздействуя на регулирующие органы 17 и 18, изменяют общий расход воды, поступающей от-насоса 16, и соЪтношение потоков воды, поступающей соответ1: едактор А.Долинич

Составитель Н.Кацовская . Техред В.Кадар Корректор И.Эрдейи

Заказ 3740/9 Тираж 527Подписное

ВНИР-ШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная,4

0

5

ственно в корпус -1 и кожух 7, до получения нормального уровня в сепараторе и температуры газа на выходе из устройства .

При этом общее количество воды равно 32,8 т/ч, в кожух 7 поступает 26,0 т/ч, а в корпус 1 6,8 т/ч, что соответствует соотношению 3,8:1.

Пример 2. Номинальная работа устройства та же, что и в примере 1 ..

В процессе эксплуатации расход и температура газа на входе в корпус 1 изменяется соответственно до 149000 нм /ч и 415 С, что влечет за собой увеличение температуры газа на выходе из устройства выше 195°С и изменение уровня воды в сепарато-, ре. Датчики уровня и температуры, воздействуя на регулирующие органы 17 и 18, изменяют расходы воды до получения температуры и заданного уровня воды в сепараторе. При этом общее количество воды, поступающее от насоса 16, составляет 39,3 т/4,, в кожух 7 33,9 т/ч, а 3 корпус 1 5,4 т/ч, что соответствует соотношению расходов 6,3:1.