Analiza celowości stosowania wypełnienia siatkowego w wymiennikach ciepła
Przedstawiono wyniki analizy przeprowadzonej pod kątem określenia celowości stosowania wypełnień siatkowych w wymiennikach ciepła. Do analiz wykorzystano wyniki własnych badań doświadczalnych. Głównym przedmiotem badań było określenie i porównanie strumieni ciepła wymienianych przy przepływie powietrza przez ogrzewane kanały z wypełnieniem siatkowym oraz bez wypełnienia. W obydwu przypadkach rejestrowano również opory przepływu. Stwierdzono, że większa ilość ciepła wymieniana jest w kanale wypełnionym. Różnica pomiędzy strumieniami wymienianego ciepła (w kanale pustym i wypełnionym) rekompensuje zwiększone zapotrzebowanie energetyczne na przetłaczanie gazu przez wypełnienie siatkowe. W warunkach prowadzenia badań zysk energetyczny z zastosowania wypełnienia siatkowego przy przepł[...]
Metallic foams as alternative catalyst carriers for highly exothermic processes for catalytic oxidation Piany metalowe jako alternatywny nośnik katalizatora w silnie egzotermicznych procesach utleniania katalitycznego DOI:10.15199/62.2015.10.35
Flow resistance and heat transfer were studied in an air
flow through a tube filled with solid foams. The foams were
recommended as catalyst carriers for the exothermic oxidn.
Przeprowadzono badania oporów przepływu
i współczynników wnikania ciepła dla przepływu
powietrza przez rurę wypełnioną pianami
stałymi, rozważanymi jako nośnik katalizatora
w egzotermicznych procesach selektywnego
utleniania. Stwierdzono intensywny transport
ciepła i niewielkie opory przepływu. Oceniono
piany stałe jako obiecujący nośnik katalizatora
w rozważanych procesach.
Procesy selektywnego utleniania węglowodorów do bezwodników
ftalowego i maleinowego oraz tlenku etylenu są ważnymi syntezami
chemicznymi. Wydzielają się w nich znaczne ilości ciepła ok. 1400 kJ/kg
surowca (węglowodoru). Procesy te, realizowane na katalizatorach
tlenkowych (wanadowych i tytanowych) przebiegają w wysokich
temperaturach i ze znaczną intensywnością. Wspólnym problemem jest
wąski przedział temperatur, w których procesy te można prowadzić.
Poniżej tego zakresu reakcja ustaje a powyżej następuje termiczna
dezaktywacja katalizatora.
Reakcje selektywnego utleniania węglowodorów prowadzone są
w reaktorach wielorurowych, zawierających od kilku do nawet kilkudziesięciu
tysięcy rurek o średnicy ok. 1 cala, wypełnionych złożem
katalitycznym. Katalizatory są wytłaczane (tabletki) lub osadzane na
ceramicznych kształtkach (pierścienie i półpierścienie o wymiarach
do 10 mm). Rurki reaktora są intensywnie chłodzone łaźnią stopionych
soli (tzw. saletra) cyrkulującą w przestrzeni międzyrurowej.
Największy opór cieplny występuje na wewnętrznej powierzchni rurek reaktora, wobec zbyt małego współczynnika wnikania ciepła.
Powoduje to zjawisko piku termicznego (hot-spot) migrującego powoli
w kierunku końca reaktora i prowadzącego do dezaktywacji całego
złoża katalitycznego.
Nowe katalizatory o wyższej odporności termicznej oraz różnicowanie
aktywności katalizatora wzdłuż reaktora nie dały [...]