答:板翅式冷凝蒸發器的板式單元是否采用全浸操作,這個問題也有一個認識和實踐過程。剛從國外引進板翅式冷凝蒸發器時,規定液氧面浸漬率約為70%。當然這樣已能滿足傳熱的要求,不影響精餾工況。隨著板翅式冷凝蒸發器發生過多次氧通道局部爆炸事故,從安全的角度考慮,國外提出了板翅式冷凝蒸發器的板式單元要全浸操作。隨后我國也作了相同的規定。
采用全浸操作的優點是:
1)從氧通道流動的角度來看,板式單元外是液氧面,氧通道內是密度較小的氣液兩相混合物,實際上構成了一個液氧自循環回路。當熱負荷一定時,液氧面越高,氧通道內液氧循環倍率越大。即液氧對通道壁面沖刷的能力越好,使得乙炔等碳氫化合物不容易在壁面析出,二氧化碳顆粒也不容易堵塞通道截面;
2)從傳熱的角度,由于板翅式冷凝蒸發器的液氧側的沸騰傳熱系數與流體的流動有關,流動越好,傳熱系數越大。當液面提高后,氧通道內的流速加快,不斷沖刷壁面的氣泡,將使蒸發側的傳熱系數提高。對于冷凝側的傳熱,由于它的傳熱系數大于蒸發側,并且,當板式單元的高度確定時,冷凝傳熱系數幾乎不變,所以,冷凝蒸發器的總傳熱系數主要取決于蒸發側的傳熱情況,液面高對提高傳熱系數有利。
雖然提高液氧面會使氧的平均飽和溫度略有提高,對傳熱平均溫差不利(略有降低)。但是由于傳熱系數增高的幅度大,所以不必靠提高下塔的壓力來增大傳熱溫差,實際的下塔操作壓力還略有下降。這與長管式冷凝蒸發器的傳熱情況不完全一樣,因為管內沸騰傳熱與槽內沸騰傳熱的機理有所不同的緣故。板式冷凝蒸發器采用全浸操作既安全,又合理。
采用全浸操作的優點是:
1)從氧通道流動的角度來看,板式單元外是液氧面,氧通道內是密度較小的氣液兩相混合物,實際上構成了一個液氧自循環回路。當熱負荷一定時,液氧面越高,氧通道內液氧循環倍率越大。即液氧對通道壁面沖刷的能力越好,使得乙炔等碳氫化合物不容易在壁面析出,二氧化碳顆粒也不容易堵塞通道截面;
2)從傳熱的角度,由于板翅式冷凝蒸發器的液氧側的沸騰傳熱系數與流體的流動有關,流動越好,傳熱系數越大。當液面提高后,氧通道內的流速加快,不斷沖刷壁面的氣泡,將使蒸發側的傳熱系數提高。對于冷凝側的傳熱,由于它的傳熱系數大于蒸發側,并且,當板式單元的高度確定時,冷凝傳熱系數幾乎不變,所以,冷凝蒸發器的總傳熱系數主要取決于蒸發側的傳熱情況,液面高對提高傳熱系數有利。
雖然提高液氧面會使氧的平均飽和溫度略有提高,對傳熱平均溫差不利(略有降低)。但是由于傳熱系數增高的幅度大,所以不必靠提高下塔的壓力來增大傳熱溫差,實際的下塔操作壓力還略有下降。這與長管式冷凝蒸發器的傳熱情況不完全一樣,因為管內沸騰傳熱與槽內沸騰傳熱的機理有所不同的緣故。板式冷凝蒸發器采用全浸操作既安全,又合理。