Shell - et - Les échangeurs de chaleur de tubes sont utilisés pour utiliser la chaleur des déchets de l'échappement de l'industrie chimique

Le gaz d'échappement chimique a généralement des températures élevées (150 à 800 degrés), une composition complexe (y compris la poussière et les gaz corrosifs tels que SO₂ et HCL) et de grandes fluctuations de débit. Par conséquent, la conception structurelle d'unshell - et - échangeur de chaleur du tubenécessite une adaptation ciblée:
Tube - côté et shell - allocation latérale:
En règle générale, les supports de chauffage propre (tels que l'eau d'alimentation de la chaudière, l'eau de traitement et l'air de refroidissement) sont acheminés à travers le côté tube (pour faciliter le nettoyage et empêcher la contamination), tandis que les gaz d'échappement à température élevés - sont acheminés à travers le côté de la coque (pour accueillir des débits plus grands et des poussières -} Les gaz chargés de la coque offrent un grand espace pour l'installation de Baffles pour améliorer le flux). Si le gaz d'échappement contient des composants hautement corrosifs (comme de l'industrie alcaline de la chlor -), le gaz d'échappement doit être acheminé à travers le côté tube, en utilisant la corrosion - résistant au tube résistant (comme le titane ou le hastelloy), avec le milieu de chauffage à travers le côté de la coque. Conception des composants centraux:
Tubes d'échange de chaleur: La sélection des matériaux est basée sur les caractéristiques des gaz d'échappement (par exemple, l'acier au carbone ordinaire pour les températures de combustion inférieures à des environnements corrosifs ou égaux à 400 degrés et non -; 316L en acier inoxydable pour les gaz d'échappement contenant de petites quantités de soufre et de chlore; tubes en titane pour des environnements hautement corrosifs). Les tubes à ailettes peuvent être utilisés pour améliorer le transfert de chaleur (augmentant la zone de transfert de chaleur, en particulier pour les coefficients de transfert de chaleur faibles du côté de l'échappement).
Baffles: Baffles (par exemple, arquée, disque - en forme, ou anneau -) sont installées du côté de la coque pour forcer les gaz d'échappement à circuler horizontalement à travers les tubes d'échange de chaleur, brisant la couche limite et améliorant l'efficacité de transfert de chaleur. Ils réduisent également les gaz d'échappement courts - et assurent une récupération de chaleur suffisante.
Connexion de feuille de tube à coque: les connexions de soudage ou de bride sont utilisées, avec le soudage préféré pour les environnements de température élevés - pour éviter les fuites. La compensation de contrainte thermique est également mise en œuvre (par exemple, une structure de tube de forme u - pour s'adapter à une expansion thermique causée par des différences de température).

Anti - conception de corrosion
Le gaz des déchets chimiques (comme la synthèse chimique et l'échappement d'incinération) contient souvent des gaz acides ou des condensats (tels que So₂ formant H₂so₃ lorsqu'il réagit avec l'eau). Les risques de corrosion peuvent être réduits par des mises à niveau de matériau (telles que les alliages basés sur de la duplex en acier inoxydable ou nickel -), des revêtements (tels que l'émail ou les revêtements de corrosion non -), ou l'optimisation de l'optimisation du gaz déchet au-dessus du point de vue du désactivation pour prévenir la formation condrente).
Anti - colmatage et conception d'élimination de la poussière
La poussière - des gaz déchets chargés (comme le charbon chimique et l'échappement du four) accumule facilement la poussière à la surface des tubes d'échange de chaleur, réduisant l'efficacité du transfert de chaleur. La conception nécessite:
Contrôlant la coquille - Velocité de gaz d'échappement latéral (généralement 10-15 m / s) pour utiliser le flux d'air pour réduire l'accumulation de poussière;
Réserver les canaux d'élimination de la poussière (tels que les soufflantes de suie à vapeur ou les dispositifs de vibration mécanique);
En utilisant de grands tubes ou tubes d'échange de chaleur - de diamètre avec des sections spéciales - (telles que des tubes elliptiques) pour réduire la probabilité d'adhésion de poussière. Compensation de contrainte thermique
La différence de température entre le gaz d'échappement et le milieu chauffé peut atteindre plus de 500 degrés. Le différentiel d'expansion thermique entre les tubes d'échange de chaleur et la coque en raison des différences de matériau et de température peut facilement entraîner une déformation de la feuille de tube ou une fissuration de soudure. Des structures flexibles (comme U - Les échangeurs de chaleur de tubes et les échangeurs de chaleur à tête flottants) ou des joints d'expansion sont nécessaires pour soulager la contrainte thermique.
Conception de redondance de sécurité
Pour répondre à la présence potentielle de composants inflammables et explosifs dans le gaz d'échappement (tels que les COV et les combustibles incomplètement brûlés), l'explosion - a des joints d'échantillonnage (tels que des soufflets métalliques), ainsi que des capteurs de surveillance de la température et de la pression pour arrêter automatiquement le processus si la pression dépasse la limite spécifiée, empêchant les incidents de sécurité.

La chaleur récupérée parshell - et - échangeurs de chaleur de tubesDans les déchets de déchets chimiques, l'utilisation de la chaleur des déchets est principalement utilisée dans les scénarios suivants, la conversion de «chaleur des déchets à l'énergie utile»:
Préchauffage des médias de processus:
Récupérer la chaleur du gaz d'échappement réformateur (environ 600 à 800 degrés) dans des usines d'ammoniac synthétique et de méthanol pour préchauffer le gaz d'alimentation (comme le gaz naturel ou l'air), réduisant la consommation de carburant dans le four de chauffage. Génération d'eau chaude / vapeur:
Les gaz de combustion recyclés de l'unité de craquage catalytique de la raffinerie (environ 500 -} 700 degrés) sont utilisés pour chauffer l'eau dessinée, générant de la vapeur à basse pression (0,5-1,0 MPa) pour le chauffage de procédé ou la production d'électricité.
Préchauffer l'eau d'alimentation de la chaudière:
Le gaz d'échappement de l'incinérateur de parc chimique (300 - 500 degrés) est utilisé pour chauffer l'eau d'alimentation de la chaudière à travers une coquille - et l'échangeur de chaleur du tube, améliorant l'efficacité de la chaudière et réduisant la consommation de carburant.
Source de chaleur de séchage:
La chaleur est récupérée du séchage des gaz d'échappement (150-300 degrés) des industries des pesticides et des colorants pour préchauffer l'air frais pour une utilisation comme source de chaleur dans les séchoirs, réduisant l'électricité et la consommation de vapeur.