Теплообменная труба

 

ТЕПЛООБМЕННАЯ ТРУБА с открытыми торцами, содержащая внутреннюю направляющую вставку, размещенную с кольцевым зазором относительно стенки трубы и образованную наклонными перегородками для поочередного изменения направления жидкости на противоположное , отличающаяся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и обеспечения процесса риформинга углеводородов, вставка выполнена в виде пакета параллельных элементов с образованием каналов, наклоненных к оси трубы и соединенных между собой последовательно через кольцевой зазор между вставкой и стенкой трубы. СО

СОЮЗ GOBETCHHX

COLIHAËÈÑÒÜÈЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И1

3(бР F 28 F 1/4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 2979297/24-06 (22) 05.09.80 (31) 7930993 (32) 06.09.79 (33) Великобритания (46) 07.07.84. Бюл. У 25 (72) П.Д.Дэвидсон {Великобритания) (71) Империал Кемикал индастриз

Лимитед (Великобритания) (53) 621 ° 565.94(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 259094, кл. F 28 D 7/10, 1968.

2. Патент Франции Ф 2273252, кл. F 28 F 1/40, 1975. (54) (57) ТЕПЛООБМЕННАЯ ТРУБА с открытыми торцами, содержащая внутреннюю. направляющую вставку, размещенную с кольцевым зазором относительно стенки трубы и образованную наклонными перегородками для поочередного изменения направления жидкости на противоположное, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и обеспечения процесса риформинга углеводородов, вставка вы- полнена в. виде пакета параллельных элементов с образованием каналов, наклоненных к оси трубы и соединенных между собой последовательно через кольцевой зазор между вставкой и стен- I кой труби.

494 2

1 1102

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в химической промышпенности и других областях техники, связанных с производством и эксплуатацией теплообменного оборудования.

Известно теплообменное устройство, содержащее цилиндрический- корпус, установленную в нем концентрично теплообменную трубу и цилиндрические 10 вставки с радиальными отверстиями, размещенные с зазором в кольцевом пространстве между трубой и корпусом. t1j .

Однако поскольку длина пути потока 15 через направляющую конструкцию невелика, возникают сложности при использовании этого устройства для процессов, при которых происходят химические или каталитические воздействия. 20

Известна теплообменная труба с открытыми торцами, содержащая внутреннюю направляющую вставку, размещенную с кольцевым зазором относительно стенки трубы и образованную наклонными пе 25 регородками для поочередного изменения направления жидкости на противоположное (2) .

Недостатками известной трубы являются сложность проведения процесса 0 риформинга углеводородов и недостаточная интенсификация теплообмена при проведении таких процессов.

Цель изобретения — интенсификация теплообмена и обеспечение процесса

35 риформинга углеводородов.

Поставленная цель достигается тем, что в теплообменной трубе с открытыми торцами, содержащей внутреннюю направляющую вставку, размещенную

° с кольцевым зазором относительно стенки трубы и образованную наклонными перегородками для поочередного изменения направления жидкости на противоположное, вставка выполнена в виде пакета параллельных элементов с образованием каналов, наклоненных к оси .трубы и соединенных между собой последовательно через кольцевой зазор между вставкой и стенкой трубы. фиг.11 — вариант выполнения трубы с двумя продольными перемычками.

Теплообменная труба 1 с открытыми торцами содержит внутреннюю направляющую вставку 2, размещенную с кольцевым зазором 3 и образованную наклонными перегородками для поочередного изменения направления жидкости на противоположное. Вставка 2 выполнена в виде пакета параллельных элементов 4 с образованием каналов 5, наклоненных к оси трубы 1 и соединенных между собой последовательно через кольцевой зазор 3 между вставкой и стенкой трубы.

В зазоре 3 между вставкой 2 и стенками трубы 1 может быть установлен дистанционирующий элемент (не показан), обеспечивающий заданную величину зазора. Верхний элемент встав.ки 2 может быть выполнен из перфорированнбго материала, например тонкой металлической сетки. Причем размер и. частота отверстий могут изменяться от участка к участку по поверхности вставки, а форма поперечного сечения каналов 5 может быть треугольной, квадратной, прямоугольной, шесткгранной или круглой. Толщина стенок каналов может быть равна 0,022 мм. Труба 1 имеет..длину в 3-5 раз больше ее ширины. Угол наклона каналов 5 к общему направлению потока равен 20-80

На фиг. 1 показан, вариант выполнения теплообменной трубы со вставкой, выполненной из плоских пластинчатых элементов, чередующихся с эллиптическими профилированными элементами, íà 55 фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — вариант выполнения трубы с концентрично расположенной обечайкой и встав ой в виде пакета, полых конических элементов, на фиг.4 — разрез

Б-Б на фиг.3; на фиг.5 ; теплообменная труба с поперечными решетками, делящими вставку на ячейки, содержа-. щие пакеты параллельных плоских элементов с отверстиями; на фиг.6 — то же, вид по оси трубы; на фиг.7 — то же, вид по оси, перпендикулярной плоскости элемента; на фиг.8 — вариант взаимно-перпендикулярного расположения элементов; на фиг.9 — характер движения потоков в каналах вставки на фиг.10 — вариант выполнения трубы с продольной перемычкой; на.

В качестве элементов 4, из которых собрана вставка 2, могут быть использованы: керамические или металлические соты, собранные и сваренные до размещения их в трубе, либо стопки профилированных пластин 6, не имеющих жесткого соединения между собой. При этом пластины 6 могут иметь на поверхности выступы. з 11024

Профилированные пластины 6 (фиг. 1 и 2) могут чередоваться с плоскими пластинами 7. Кроме того, элементы

4 могут быть выполнены в форме спйра" ли, а при выполнении трубы для риформинга с расположенной концентрично внутри нее цилиндрической обечайкой (фиг.3 и 4), элементы 4 могут быть выполнены в виде полых усеченных конусов, причем гладкие поверхности 1О чередуются с профилированными.

Теплообменная труба 1 может быть разделена на секции (фиг. 10), в каж" дой из которых имеются параллельные элементы 4, но размещенные под углом,15

- противоположным углу в смежной секции.

Стенки трубы 1 и другие поверхности могут быть покрыты химически или каталитически активными покрытиями.

Вставка 2 может выполнять функцию 2О катализатора, при этом она содержит . опорный материал, например керамику или металл, несущий каталитически ак. тивный металл и возможно также слой окисляющего материала. 25

В процессе риформинга создаются необходимые условия для проведения эндотермической реакции. Обычно температура на выходе катализатора составляет 600-1000 С,давление 5-100 бар 30 и соотношение пара (моль пара/ атом)

2"8. Труба 1 имеет внутренний диаметр

40-150 мм.

94 4

При выполнении вставки 2 из элементов, представляющих чередующиеся плоские 7 и профилированные 6 эллиптические пластины (фиг.1, 2, 9), поток имеет направления: А- — через каналы между плоскими пластинами 7 и профилированными 6, а затем через зазор 3 меняется на В-С.

При установке внутри трубы полого цилиндрического элемента, размещенно го концентрично (фиг.3 и 4), каналы в конструкции имеют радиальную составляющую направления потока, при этом вставка обеспечивает последовательно центростремительный поток А, поток в контакте с внутренней стенкой В1, центробежный поток А, поток в контакте с внешней стенкой В.

При выполнении вставки 2 в виде пакета пластин с отверстиями (фиг.5), поток проходит последовательно в направлении А-В, далее через зазор 2 и далее в направлении В-С.

Таким образом поток жидкости проходит поочередно через наклонные каналы внутри вставки 2 и зазор 3 между вставкой и стенкой трубы 1.

Применение предлагаемой теплообменной трубы позволяет существенно интенсифицировать теплообмен и нри использовании различных покрытий вставки обеспечить процессы риформин а. углеводородов.

1102494

Риа 1

Фиа 2

1102494

1102494

1102494.Составитель О.Акимова

Редактор С.Патрушева Техред А. Бабинец корректор И.Эрдейи

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4

Заказ 4799/46 .Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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