Shell - và - Bộ trao đổi nhiệt ống được sử dụng để sử dụng nhiệt thải từ khí thải ngành công nghiệp hóa chất
Khí thải hóa học thường có nhiệt độ cao (150-800 độ), thành phần phức tạp (bao gồm bụi và khí ăn mòn như SO₂ và HCL), và biến động tốc độ dòng chảy lớn. Do đó, thiết kế cấu trúc của mộtshell - và - bộ trao đổi nhiệt ốngYêu cầu thích ứng được nhắm mục tiêu:
Ống - bên và shell - phân bổ bên:
Thông thường, môi trường làm nóng sạch (như nước cấp nước, nước xử lý và không khí làm mát) được định tuyến qua phía ống (để tạo điều kiện làm sạch và ngăn ngừa ô nhiễm), trong khi độ cao - được định tuyến qua phía bên, để tạo ra tốc độ dòng chảy lớn hơn. Nếu khí thải chứa các thành phần ăn mòn cao (chẳng hạn như từ clor - công nghiệp kiềm), khí thải phải được định tuyến qua phía ống, sử dụng - Thiết kế thành phần cốt lõi:
Ống trao đổi nhiệt: Lựa chọn vật liệu dựa trên các đặc tính khí thải (ví dụ, thép carbon thông thường cho nhiệt độ khí thải nhỏ hơn hoặc bằng 400 độ và không - môi trường ăn mòn; thép không gian cho khí thải chứa một lượng nhỏ lưu huỳnh và clo; Ống cố định có thể được sử dụng để tăng cường truyền nhiệt (tăng diện tích truyền nhiệt, đặc biệt đối với các hệ số truyền nhiệt thấp ở phía ống xả).
Baffles: vách ngăn (ví dụ: hình cong, đĩa - hình hoặc vòng - hình) được lắp đặt ở phía vỏ để buộc khí thải chảy theo chiều ngang trên các ống trao đổi nhiệt, phá vỡ lớp ranh giới và cải thiện hiệu quả truyền nhiệt. Họ cũng giảm đi khí thải ngắn - mạch và đảm bảo thu hồi nhiệt đầy đủ.
Bảng ống để kết nối vỏ: Kết nối hàn hoặc mặt bích được sử dụng, với hàn ưu tiên cho môi trường nhiệt độ- để tránh rò rỉ. Bồi thường ứng suất nhiệt cũng được thực hiện (ví dụ, cấu trúc ống u -} để phù hợp với sự giãn nở nhiệt gây ra bởi sự khác biệt về nhiệt độ).
Chống - Thiết kế ăn mòn
Khí thải hóa học (như tổng hợp hóa học và ống xả đốt) thường chứa khí axit hoặc ngưng tụ (chẳng hạn như hình thành h₂so₃ khi nó phản ứng với nước). Rủi ro có thể giảm được thông qua các nâng cấp vật liệu (như thép không gỉ song lập hoặc niken - hợp kim dựa trên), lớp phủ (như men hoặc không - kim loại chống
Anti - Thiết kế loại bỏ và loại bỏ bụi
Bụi - khí thải Laden (như hóa chất than và khí thải lò nung) dễ dàng tích lũy bụi trên bề mặt của các ống trao đổi nhiệt, giảm hiệu quả truyền nhiệt. Thiết kế yêu cầu:
Điều khiển shell - Vận tốc khí bên (thường là 10-15 m/s) để sử dụng luồng khí để giảm tích lũy bụi;
Đặt các kênh loại bỏ bụi (như máy thổi bồ hóng hơi hoặc thiết bị rung động cơ học);
Sử dụng các ống hoặc ống trao đổi nhiệt đường kính lớn -} với các phần chéo đặc biệt - (như ống hình elip) để giảm xác suất bám dính bụi. Bồi thường ứng suất nhiệt
Chênh lệch nhiệt độ giữa khí thải và môi trường được làm nóng có thể đạt tới hơn 500 độ. Sự khác biệt mở rộng nhiệt giữa các ống trao đổi nhiệt và vỏ do chênh lệch vật liệu và nhiệt độ có thể dễ dàng dẫn đến biến dạng tấm ống hoặc nứt hàn. Các cấu trúc linh hoạt (chẳng hạn như U - trao đổi nhiệt ống và bộ trao đổi nhiệt đầu nổi) hoặc các khớp mở rộng được yêu cầu để giảm căng thẳng nhiệt.
Thiết kế dự phòng an toàn
Để giải quyết sự hiện diện tiềm năng của các thành phần dễ cháy và nổ trong khí thải (chẳng hạn như VOC và các chất dễ cháy bị đốt cháy không hoàn toàn), vụ nổ - Che chứng (như ống thổi kim loại) được yêu cầu, cùng với các cảm biến theo dõi nhiệt độ và áp suất để tự động tắt quá trình nếu áp suất vượt quá giới hạn được chỉ định.
Nhiệt được phục hồi bởishell - và - Bộ trao đổi nhiệt ốngTrong sử dụng nhiệt chất thải khí thải hóa học chủ yếu được sử dụng trong các kịch bản sau, đạt được chuyển đổi "chất thải để năng lượng hữu ích":
Phương tiện truyền thông quá trình làm nóng trước:
Phục hồi nhiệt từ khí thải của nhà cải cách (khoảng 600-800 độ) trong các nhà máy amoniac tổng hợp và metanol để làm nóng khí thức ăn (như khí đốt tự nhiên hoặc không khí), giảm mức tiêu thụ nhiên liệu trong lò sưởi. Nước nóng/thế hệ hơi nước:
Khí ống khói tái chế từ bộ phận nứt xúc tác của nhà máy lọc dầu (khoảng 500 - 700 độ) được sử dụng để làm nóng nước khử muối, tạo ra hơi áp suất thấp (0,5-1.0 MPa) để làm nóng quá trình hoặc phát điện.
Nước nạp nước trước làm nóng nước:
Khí đốt cháy công viên hóa học (300 - 500 độ) được sử dụng để làm nóng nước cấp nước thông qua vỏ - và bộ trao đổi nhiệt ống, cải thiện hiệu quả của nồi hơi và giảm mức tiêu thụ nhiên liệu.
Nguồn nhiệt khô:
Nhiệt được thu hồi từ khí thải sấy (150-300 độ) từ các ngành công nghiệp thuốc trừ sâu và thuốc nhuộm để làm nóng không khí trong lành để sử dụng làm nguồn nhiệt trong máy sấy, giảm tiêu thụ điện và hơi nước.
