Описание объекта управления
1.1 Пиролиз дихлорэтана в печах R-501А,В,С.
Печь пиролиза R-501 А,В,С представляет собой стальную вертикальную, зауженную вверху камеру с габаритными размерами: нижней части - 15200х1900х6300 мм, верхней части - 15200х1224х5200мм. Тепловая мощность 1,9х106 ккал/ч. Внутри печь пиролиза футерована огнеупорным материалом, на верхней части расположены дымовая труба диаметром 1500мм высотой 26000мм. Общая высота печи пиролиза, вместе с дымовой трубой, составляет 40м.
В печи пиролиза R-501А,В размещен змеевик из 96 горизонтальных труб, в печи пиролиза R-501С из 88 горизонтальных труб, который по потоку условно делится на зоны подогрева, испарения, перегрева паров и реакции (см. рис. 1). Длина змеевика в печи R-501А,В –1308 п.м., в печи R-501С –1199 п.м.
Зона подогрева печи пиролиза R-501А,В состоит из двух рядного встроенного подогревателя, состоящего из 8 горизонтальных труб диаметром 114,3´4 мм по 4 трубы в каждом и десяти рядного подогревателя, состоящего из 40 горизонтальных труб диаметром 114,3´4 мм по 4 трубы в каждом ряду. Общая длина зоны подогрева 654 п.м. Трубы семи верхних рядов имеют оребренную поверхность.
Зона подогрева печи пиролиза R-501С представляет собой десяти рядный подогреватель из труб диаметром 114,3´4 мм по 4 трубы в каждом ряду, общей длиной 544 п.м. Трубы пяти верхних рядов имеют оребренную поверхность.
Зона испарения состоит из 14 горизонтальных труб диаметром 168,3´5,6 мм, общей длиной 191 п.м., размещенных в пять рядов, по 3 трубы в каждом ряду; в пятом 2 трубы.
Зона перегрева паров состоит из 8 горизонтальных труб диаметром 168,3´9,5 мм, общей длиной 109 п.м., размещенных в 2 ряда, по 4 трубы в каждом ряду.
Зона реакции состоит из 26 горизонтальных труб диаметром 168,3´9,5 мм, длиной 354 п.м., размещенных в 13 рядов, по 2 трубы в каждом ряду.
В зоне реакции дихлорэтан нагревается излучением тепла при сгорании топлива на форсунках. В зонах испарения и подогрева дихлорэтан нагревается отходящими дымовыми газами.
По потоку дымовых газов, печь пиролиза разделена на три зоны излучения: радиантную, переходную (шоковая) и конвекции (см. рис.1).
Зона излучения находится в расширенной части печи пиролиза, где расположены в шахматном порядке 128 горелок (64 шт на каждой стенке в 5 рядов по высоте: 1, 2 ряд по 14 шт., 3, 4, 5 – ряды по 12 шт.). В торцевых стенках печи пиролиза R-501 А,В,С расположены смотровые окна, для контроля за горением топлива на форсунках и состоянием труб змеевика.
Вверху расширенной части находится переходная или шоковая зона, предусмотренная для защиты труб конвекционной зоны от шокового эффекта прямого излучения (радиации) горелочной камеры. Зона конвекции размещается в самой верхней части печи, которая заужена для увеличения скорости дымовых газов и улучшения теплообмена.
Верхняя часть печи пиролиза соединена с дымовой трубой двумя дымоходами со встроенными шиберами, для ручного регулирования перепада давления в топке печи.
В печи пиролиза R-501 А,В,С при температуре 350-520оС происходит пиролиз дихлорэтана (дегидрохлорирование дихлорэтана до винилхлорида). Пиролиз – эндотермический процесс (DН298 =73 кДж/моль), который проходит со степенью конверсии не более 55 %, по следующему механизму:
C2H4Cl2 C2H3Cl + HCl; Н298 = 73 кДж/моль
Ниже 350оС скорость этой реакции крайне низкая, а при 250оС – 1,2 дихлорэтан не разлагается, вообще. ............
