 |
|
Охлаждение до обычных температур
Для охлаждения до обыкновенных температур (примерно 10-30 °С) наиболее широко используют воду и воздух.
Вода имеет большую теплоемкость и более высокие коэффициенты теп- лоотдачи, чем воздух. В зависимости от времени года и климатических ус- ловий, температура воды природных водоемов достигает значений 12-25 °С. Артезианская вода имеет температуру 4-5 °С. Вода из водоемов дешевле ар- тезианской, но ее температура выше и подвержена сезонным колебаниям [2].
Для экономии воды и решения вопросов охраны окружающей среды на предприятиях вводится система водооборота, которая позволяет резко сокра- тить потребление свежей воды и уменьшить количество воды, сбрасываемой в водоемы.
Оборотную воду, т. е. отработанную охлаждающую воду из теплообмен- ных устройств, охлаждают в градирнях (башнях с размещенным внутри слоем насадки, по которой стекает вода) за счет частичного испарения в движущий- ся противотоком воздух и снова направляют на использование в качестве охлаждающего агента. Оборотная вода в летних условиях имеет температуру порядка 30 °С, это учитывается при проектировании и эксплуатации тепло- обменной аппаратуры.
Вода используется для охлаждения смесей в поверхностных и смеситель- ных теплообменниках.
Использование воды промышленными предприятиями часто приводит к
необходимости ее сброса в водоемы и приводит к загрязнению последних. По- этому необходимо осуществление комплекса мероприятий по очистке воды пе- ред ее сбросом.
Атмосферный воздух как охлаждающий агент используется при его принудительной циркуляции с помощью вентиляторов в градирнях и в теп- лообменных аппаратах с оребренными трубками [8].
Достоинством использования воздуха, как охлаждающего агента, яв- ляется его доступность и тот факт, что он практически не приводит к загрязне- нию наружной поверхности охлаждения.
К недостаткам использования воздуха следует отнести сравнительно низкий коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха и низкую удельную теплоемкость, вследствие чего требуемый массовый расход воздуха должен быть значителен.
Охлаждение льдом применяют для охлаждения рабочей среды до тем- пературы около 0 °С. Если добавить ко льду или к снегу кристаллическую пова- ренную соль (NаС1), то температура таяния этой смеси будет ниже 0 °С и бу- дет зависеть от количества соли в смеси. Наиболее низкую температуру смеси (минус 21,2 °С) можно получить при массовой доле соли около 29 %.
В качестве промежуточных хладоносителей в холодильной технике при- меняются рассолы NаСl и СаСl.
Для охлаждения до температуры ниже 0 °С применяются такие хлада- генты, как аммиак и хладоны, имеющие низкие температуры кипения.
Конденсация
Конденсация паров и газов в химической промышленности осуществ- ляется за счет их охлаждения. Этот процесс используется при выпаривании растворов, в процессах ректификации, сушки и др. Объем получаемого кон- денсата примерно в 1000 раз меньше объема исходного конденсируемого па- ра, в результате чего при проведении этого процесса создается разрежение.
В зависимости от свойств и назначения конденсируемых продуктов процесс проводится в конденсаторах смешения или в поверхностных конден- саторах. В конденсаторах смешения отработанные пары смешиваются с во- дой, подаваемой на охлаждение, конденсируются, а затем выбрасываются в канализацию. В поверхностных конденсаторах теплообмен происходит через теплообменную поверхность, что позволяет удалять получаемый конденсат и охлаждающую воду раздельно. Конденсация с отбором теплоты через тепло- обменную поверхность может проводиться в любом поверхностном тепло- обменнике. Конструкции этих аппаратов рассмотрены в пунктах 1.1 и 1.2. Процесс конденсации насыщенного пара, а также принцип работы конденса- тора и конденсатоотводчика рассмотрены в пункте 2.1.1.