Shell - i - Els intercanviadors de calor del tub s'utilitzen per utilitzar la calor residual de l'escapament de la indústria química

El gas d’escapament químic té normalment temperatures altes (150-800 graus), composició complexa (incloent pols i gasos corrosius com SO₂ i HCl) i fluctuacions de cabal de gran cabal. Per tant, el disseny estructural d'unshell - i - intercanviador de calor del tubRequereix una adaptació orientada:
Tube - lateral i shell - assignació lateral:
Típicament, els mitjans de calefacció nets (com l’aigua d’alimentació de la caldera, l’aigua del procés i l’aire de refrigeració) s’encaminen pel costat del tub (per facilitar la neteja i evitar la contaminació), mentre que el gas d’escapament de temperatura alta - s’encamina a través del costat de la closca (per adaptar -se a cabals més grans i pols {{1} gasos Laden i el costat de la closca ofereix un ampli espai per instal·lar baffles per millorar el flux). Si el gas d’escapament conté components altament corrosius (com per exemple de la indústria alcalí de clor -), el gas d’escapament s’ha d’encaminar pel costat del tub, utilitzant la corrosió - tubs resistents (com el titani o el hastelloy), amb el medi de calefacció que flueix pel costat de Shell. Disseny de components bàsics:
Tubs d’intercanvi de calor: la selecció de materials es basa en les característiques del gas d’escapament (per exemple, acer de carboni ordinari per a temperatures de gas de combustió inferiors o iguals a 400 graus i no - ambients corrosius; 316L d’acer inoxidable per a gasos d’escapament que contenen petites quantitats de sofre i clor; titanium tubs per a entorns altament corrosius). Els tubs alineats es poden utilitzar per millorar la transferència de calor (augmentant la zona de transferència de calor, particularment per a coeficients de transferència de calor baix al costat d’escapament).
Baffles: els defenses (per exemple, arquejades, disc - en forma, o anell - en forma) s’instal·len al costat de la closca per forçar el gas d’escapament a fluir horitzontalment a través dels tubs d’intercanvi de calor, trencant la capa del límit i millorant l’eficiència de transferència de calor. També redueixen els circuits curts de gas d’escapament - i asseguren la recuperació de calor suficient.
Full de tubs a la connexió de shell: s'utilitzen connexions de soldadura o brida, amb la soldadura preferida per a ambients de temperatura alts - per evitar fuites. També s’implementa una compensació d’estrès tèrmic (per exemple, una estructura de tubs en forma de U - per adaptar -se a l’expansió tèrmica causada per les diferències de temperatura).

Anti - disseny de corrosió
El gas de residus químics (com la síntesi química i l’escapament d’incineració) sovint conté gasos àcids o condensats (com ara So₂ formant h₂so₃ quan reacciona amb l’aigua). Els riscos de corrosió es poden reduir a través de les actualitzacions de material (com ara acer inoxidable dúplex o níquel - aliatges basats), recobriments (com ara esmalt o no - anti - recobriments de corrosió) o optimització de processos (com ara controlar la temperatura dels gasos de residus per sobre de la cèntrica per evitar la formació del condensat).
Anti - Disseny d'obstrucció i eliminació de pols
La pols - El gas residual carregat (com el producte químic del carbó i el forn de forn) acumula fàcilment la pols a la superfície dels tubs d’intercanvi de calor, reduint l’eficiència de transferència de calor. El disseny requereix:
Controlar la closca - la velocitat del gas d'escapament lateral (generalment de 10-15 m/s) per utilitzar el flux d'aire per reduir l'acumulació de pols;
Reservar canals d’eliminació de pols (com ara bufadors de sutge de vapor o dispositius de vibració mecànics);
Utilitzant grans - diàmetre tubs o tubs d'intercanvi de calor amb seccions especials de creu - (com ara tubs el·líptics) per reduir la probabilitat d'adhesió de pols. Compensació de l'estrès tèrmic
La diferència de temperatura entre el gas d’escapament i el medi s’escalfa pot arribar a superar els 500 graus. El diferencial d’expansió tèrmica entre els tubs d’intercanvi de calor i la closca a causa de les diferències de material i temperatura pot provocar fàcilment la deformació de la xapa de tubs o l’esquerdament de soldadura. Estructures flexibles (com ara U - Els intercanviadors de calor del tub i els intercanviadors de calor del cap flotant) o les juntes d’expansió són necessàries per alleujar l’estrès tèrmic.
Disseny de redundància de seguretat
Per abordar la presència potencial de components inflamables i explosius en els gasos d’escapament (com ara COV i combustibles incomplets), es requereixen explosió - a prova (com la manxa metàl·lica), juntament amb els sensors de control de temperatura i pressió per tancar automàticament el procés si la pressió supera el límit especificat, prevenint els incidents de seguretat.

La calor recuperada pershell - i - intercanviadors de calor del tubEn els residus químics, la utilització de la calor dels residus de gas s'utilitza principalment en els escenaris següents, aconseguint la conversió de "calor residual a energia útil":
Preescalfar el procés de procés:
Recuperar la calor del gas d’escapament del reformador (aproximadament 600-800 graus) en plantes d’amoníac sintètic i metanol per escalfar gas d’alimentació (com gas natural o aire), reduint el consum de combustible al forn de calefacció. Generació d'aigua calenta/vapor:
El gas de combustió reciclat de la unitat d’esquerda catalítica de la refineria (aproximadament 500 - 700 graus) s’utilitza per escalfar aigua dessalinitzada, generant vapor de baixa pressió (0,5-1,0 MPa) per a escalfament de processos o generació d’energia.
Preescalfar aigua d’alimentació de la caldera:
El gas d’escapament de l’incinerador químic del parc químic (300 - 500 graus) s’utilitza per escalfar l’aigua d’alimentació de la caldera a través d’una closca - i un intercanviador de calor de tub, millorant l’eficiència de la caldera i la reducció del consum de combustible.
Font de calor assecat:
La calor es recupera de l’assecat gas d’escapament (150-300 graus) de les indústries de pesticides i tintures per preescalfar l’aire fresc per utilitzar-lo com a font de calor en assecadors, reduint l’electricitat i el consum de vapor.