ПОДОГРЕВАТЕЛЬ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ

Полезная модель относится к химическому машиностроению, а именно к химическим технологическим установкам, и может применяться при модернизации используемых в настоящее время для получения слабой азотной кислоты подогревателей выхлопных газов (ПВГ).
При производстве слабой азотной кислоты используются неочищенные выхлопные газы, которые в ПВГ нагреваются примерно с 50°С до 500°С очищенными газами от выхлопа газовой турбины и продуктами сгорания природного газа. Указанный технологический подогрев газов осуществляется в настоящее время на установке ПВГ-1200 (см. техническое описание установки «Подогреватель выхлопных газов ПВГ-1200»), содержащий футерованный корпус, включающий конвективную и радиантную зоны нагрева газов, при этом в конвективной зоне расположены коллекторы неочищенных и очищенных выхлопных газов и расположенный между ними трубчатый оребренный спиральный змеевик, переходящий далее в однорядный оребренный змеевик из вертикальных труб, проходящий через подогреваемую горелками радиантную зону нагрева газов. За счет наличия оребрения у труб в конвективной и радиантных зонах, разработчиками установки планировалось увеличить эффективность теплообмена, а значит, повысить температуру подогреваемых газов.
Однако в процессе эксплуатации установки выяснилось, что оребренные трубы заполняется нагаром от проходящих в межтрубном пространстве газов от сжигании природного газа горелками, что ухудшают их тепловой контакт с окружающей средой.
Кроме того, оребрение труб повышает массу змеевика, а, значит, и требования к надежности устройств для его крепления. При этом стоимость самого змеевика тоже увеличивается в несколько раз из-за трудоемкости изготовления оребрения на трубах.
Задачей заявляемого технического решения является устранение указанного недостатка, а именно повышение эффективности работы подогревателя выхлопных газов при одновременном удешевлении его конструкции.
Указанная задача в подогревателе выхлопных газов, содержащем футерованный корпус, включающий конвективную и радиантную зоны нагрева газов, при этом в конвективной зоне расположены коллекторы неочищенных и очищенных выхлопных газов и трубчатый спиральный змеевик, переходящий далее в однорядный змеевик из вертикальных труб, проходящие через радиантную зону нагрева газов, решена тем, что змеевик выполнен из гладкой трубы круглого сечения из нержавеющей стали.
За счет гладкой наружной поверхности трубы змеевика устраняются зоны, в которых скапливаются различные загрязняющие отложения, ухудшающие тепловой контакт трубы с конвективной средой, при этом уменьшается вся масса змеевика и упрощается его крепление.
На фиг.1 представлена конструкция заявляемого ПВГ, состоящая из термоизолированного корпуса состоящего из двух частей - верхней части корпуса 1 с конвективной зоной и нижней части корпуса 2 с радиантной зоной. В конвективной зоне установлен входной коллектор 3 и коллектор выхлопных очищенных газов 4, а также спиральный змеевик 5, переходящий в однорядный змеевик из вертикальных труб 6. В радиальной зоне установлены горелки 7. Змеевик 6 соединен с выходным коллектором 8. Для повышения теплоемкости корпуса и защиты его стенок, они защищены футировкой 9.
Устройство работает следующим образом. Рабочий газ в виде неочищенных выхлопных газов поступает в конвективную зону 1 через входной коллектор 3 с температурой около 50°С, а через коллектор 4 туда же поступают очищенные выходные газы от выхлопа газовой турбины. Проходя через спиральный змеевик 5 газы нагреваются до температуры около 320°С и далее поступают в радиантную часть подогревателя, однорядный змеевик из вертикальных труб 6. В радиантной зоне нагрева работают горелки 7, которые нагревают боковые стенки с футировкой 9 до температуры около 900°С, за счет чего происходит дальнейший нагрев труб 6 однорядного змеевика до температуры около 500°С. За счет этого температура выхлопных газов на выходе из радиантной части подогревателя достигает 480-500°С. За счет того, что трубы спирального змеевика 5 и однорядного змеевика 6 выполнены из гладкой трубы круглого сечения из нержавеющей стали, на них не скапливаются нагар от сжигании природного газа горелками, а значит, обеспечиваются условия для оптимизации теплопередачи между контактирующими поверхностями.