12.11.3 Теплообмен в аппаратах КС

Проведение каталитических процессов в кипящем слое мелкозернистого катализатора характеризуется высокой интенсивностью теплообмена как внутри самого слоя, так и между слоем и теплообменной поверхностью. Различают три основных вида теплообмена в кипящем слое:

а - труба Фильда; б - U-образные трубки.

Рисунок 210 - Схема конструкции теплообменных элементов.

1) теплообмен между зернами катализатора и газовым потоком;

2) теплоперенос из одного участка кипящего слоя в другой;

3) теплообмен между кипящим слоем и теплообменными поверхностями.

Такими поверхностями теплообмена могут являться стенки аппарата, поверхности охлаждающих или нагревающих теплообменников и т.п.

Высокая интенсивность переноса теплоты от кипящего слоя зерен катализатора к поверхности теплообмена (или в обратном направлении) является большим преимуществом каталитических процессов с кипящим слоем по сравнению с неподвижным.

Возрастание коэффициента теплоотдачи по сравнению с неподвижным слоем объясняется наличием движения твердых частиц около стенки, вследствие чего уменьшается толщина пограничного слоя пленки газа, влияющая на коэффициент теплоотдачи. Интенсивное перемешивание частиц обеспечивает высокий температурный перепад, улучшающий теплопередачу.

Коэффициент теплоотдачи зависит от физических свойств газа и зерен катализатора, а также от конструктивных особенностей поверхности теплообмена.