АППАРАТ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

Полезная модель относится к области химического машиностроения и может быть использовано в нефтегазодобывающей, нефтеперерабатывающей и химической промышленности для улавливания высококипящих компонентов из газовой смеси с целью получения продуктов, например конденсата или снижения вредных выбросов.
Из уровня техники известны аппараты воздушного охлаждения (АВО), содержащие корпус, трубные решетки, оребренные трубы и вентилятор для подачи охлаждающего воздуха в межтрубное пространство («Аппараты воздушного охлаждения» Н.П.Крюков, Москва, Химия, 1983г.). '
Известен аппарат воздушного охлаждения с горизонтальным расположением оребренных труб и вертикальным направлением движения охлаждающего воздуха (ОСТ 26-02-2018-77). Данный аппарат принят за прототип.
Недостатком прототипа является низкий коэффициент теплопередачи из-за образующейся в процессе охлаждения пленки конденсата на внутренней поверхности оребренных труб, при этом конденсат перекрывает свободное сечение труб и увеличивает гидравлическое сопротивление, снижая пропускную способность аппарата по газу.
Целью полезной модели является увеличение коэффициента теплопередачи, которое достигается путем непрерывного вывода конденсата с поверхности теплообмена, а также за счет очистки газа от капельной жидкости на входе в трубной пучок.
Цель достигается путем того, что трубы выполнены прямоугольного сечения с волнами на боковых стенках и установлены в трубных решетках с уклоном в сторону движения газовой смеси и наклоном боковых стенок и образующих волн к горизонтали, при этом в корпусе аппарата перед трубным пучком и после трубного пучка установлены каплеуловители и устройства для сбора и вывода сконденсированных высококипящих компонентов.
На фиг.1 показан аппарат воздушного охлаждения, состоящий из корпуса 1, трубных решеток 2, трубного пучка 3, вентилятора 4, каплеуловителей 5, устройства 6 в виде камер для сбора и вывода сконденсированных высококипящих компонентов.
На фиг.2 показан один из вариантов расположения прямоугольных труб 3 в трубной решетке 2 с углом наклона к горизонтали а=45°.
На фиг.3 показан вариант расположение волн 7 на боковых стенках 8 прямоугольных труб 3 с углом наклона к горизонтали β≅=30° и уклоном в сторону движения газа γ≅5°.
Аппарат работает следующим образом. Газовая смесь, содержащая высококипящие компоненты и капельную жидкость, поступает в каплеуловитель 5 и далее в трубный пучок 3, где охлаждается до температуры конденсации высококипящих компонентов. По мере прохождения газа по трубам 3 образующаяся пленка конденсата стекает на дно труб по впадинам волн 7. В результате внутренняя поверхность труб освобождается от пленки конденсата, и жидкость увлекается потоком газа, под уклоном движется к выходу, где на трубной решетке установлены устройства 9 для сбора и вывода конденсата. Уносимые газом капли на выходе из трубного пучка улавливаются каплеуловителем 5 и далее стекают в камеру 6.
Охлаждающий воздух нагнетается вентилятором 4 в межтрубное пространство трубного пучка 3.
Расположение прямоугольных труб на решетках и их размеры, а также углы наклона боковых стенок (α) и образующих волн (β) определяется расчетом для конкретных условий работы аппарата.
Предложенная конструкция аппарата обладает рядом преимуществ по сравнению с известными аппаратами воздушного охлаждения.
Наличие волн 7 на трубах 3 способствует турбулизации потока газа внутри труб и воздуха в межтрубном пространстве, что существенно увеличивает общий коэффициент теплопередачи.
Постоянный сток и вывод конденсата из трубного пучка повышает пропускную способность по газу и выход продукта - конденсата.