Shell - ja - putken lämmönvaihtimia käytetään kemianteollisuuden pakokaasun jätealueen hyödyntämiseen

Kemiallisella pakokaasulla on tyypillisesti korkeat lämpötilat (150-800 astetta), kompleksi koostumus (mukaan lukien pöly ja syövyttävät kaasut, kuten SO₂ ja HCl) ja suuret virtausnopeuden vaihtelut. Siksi a: n rakennesuunnitteluShell - ja - putken lämmönvaihdinvaatii kohdennettuja sopeutumista:
Putki - sivu ja kuori - sivujako:
Tyypillisesti puhdas lämmitysväliaine (kuten kattilan syöttövettä, prosessivesi ja jäähdytysilma) johdetaan putken puolen läpi (saastumisen puhdistuksen helpottamiseksi ja estämiseksi), kun taas korkea - lämpötilan pakokaasu reititetään kuoren puolella (suurempien virtausnopeuksien ja pölyn mukaisesti - kuormitetut kaasut ja kuoren puolet tarjoavat amputilaa baffealien parantamiseksi). Jos pakokaasu sisältää erittäin syövyttäviä komponentteja (kuten kloorista - alkaliteollisuutta), pakokaasu on ohjattava putken puolen läpi käyttämällä korroosiota - kestävä letku (kuten titaani tai Hastelloy), kun lämmitysväliaine virtaa kuoren puolen läpi. Ydinkomponenttien suunnittelu:
Lämmönvaihtoputket: Materiaalin valinta perustuu pakokaasuominaisuuksiin (esim. Tavallinen hiiliteräs savukaasun lämpötiloissa, jotka ovat alle 400 astetta ja - syövyttäviä ympäristöjä; 316L ruiskuttamattomasta teräksestä poistokaasulle, joka sisältää pieniä määriä rikki- ja kloori; Finned -putkia voidaan käyttää lämmönsiirron parantamiseksi (lämmönsiirto -alueen lisääminen etenkin pienen lämmönsiirtokertoimien suhteen pakokaasupuolella).
Baffles: Baffles (esim. Kaarevat, levy - muotoiltu tai rengas - muotoiltu) asennetaan kuoren puolelle pakokaasun pakottamiseksi vaakasuoraan lämmönvaihtoputkien yli, hajottaen rajakerroksen ja parantamaan lämmönsiirtotehokkuutta. Ne vähentävät myös pakokaasun lyhyttä - kiertämistä ja varmistavat riittävän lämmön talteenotto.
Putkilevy kuoriyhteyteen: Hitsaus- tai laippayhteyksiä käytetään, hitsaus on suositeltavaa korkealle - lämpötilaympäristölle vuotojen välttämiseksi. Lämpörasituksen kompensointi toteutetaan myös (esim. A U - -muotoinen putkirakenne lämpötilaerojen aiheuttamien lämpölaajennuksen mukauttamiseksi).

Anti - korroosiosuunnittelu
Kemiallisen jätteen kaasu (kuten kemiallinen synteesi ja polttamisen pakokaasu) sisältää usein happamia kaasuja tai kondensaattia (kuten niin muodostaen h₂so₃, kun se reagoi veden kanssa). Korroosioriskiä voidaan vähentää materiaalien päivitysten (kuten duplex -ruostumattomasta teräksestä tai nikkeli - -pohjaisista seoksista), pinnoitteet (kuten emali tai ei - metallinen anti - korroosion päällysteet) tai prosessin optimointia (esimerkiksi hallitsemalla jätteiden kaasun lämpötilaa DEW -pisteen estämisen estämisessä).
Anti - tukkeutumisen ja pölynpoistosuunnittelu
Pöly - kuormattu jätteen kaasu (kuten hiilemikaali ja uuni pakokaasu) kertyy helposti pölyä lämmönvaihtoputkien pinnalle vähentäen lämmönsiirtotehokkuutta. Suunnittelu vaatii:
Kuoren - sivukaasunopeuden (yleensä 10-15 m/s) hallinta ilmavirran hyödyntämiseksi pölyn kertymisen vähentämiseksi;
Pölynpoistokanavien (kuten höyryjen nokipuhaltimien tai mekaanisten värähtelylaitteiden) varaaminen;
Käyttämällä suuria - Halkaisijaltaan lämmönvaihtoputkia tai putkia, joilla on erityiset ristit - -osat (kuten elliptiset putket) pölyn tarttumisen todennäköisyyden vähentämiseksi. Lämpöjännityksen kompensointi
Pakokaasun ja lämmitetyn väliaineen lämpötilaero voi saavuttaa yli 500 asteen. Lämmönvaihtoputkien ja kuoren välinen lämpölaajennuserot materiaalien ja lämpötilaerojen takia voi helposti johtaa putken levyjen muodonmuutokseen tai hitsaushalkeamiseen. Lämpöjännityksen lievittämiseksi tarvitaan joustavia rakenteita (kuten u - putken lämmönvaihtimia ja kelluvia pään lämmönvaihtimia) tai laajennusliitoksia.
Turvallisuuden redundanssisuunnittelu
Syttyvien ja räjähtävien komponenttien mahdollisen läsnäolon ratkaisemiseksi pakokaasussa (kuten VOC -laitteet ja puutteellisesti poltetut polttoaineet) tarvitaan räjähdys - todisteiden tiivisteitä (kuten metallipalkkeja) sekä lämpötilan ja paineenvalvonta -anturit sammuttaa prosessi automaattisesti, jos paine ylittää määritetyn rajan, estäen turvallisuusvarastot.

Lämpö, ​​joka on saatu talteenShell - ja - putken lämmönvaihtimetKemiallisessa jätteessä kaasujätteen lämmön käyttöä käytetään ensisijaisesti seuraavissa skenaarioissa, ja "jätelämpö hyödylliseen energiaan" -muuntaminen:
Esilämmitysprosessin media:
Lämpöä uudistajan pakokaasusta (noin 600-800 astetta) synteettisissä ammoniakki- ja metanolikasveissa esilämmityskaasun (kuten maakaasun tai ilman) esilämmittämiseksi vähentäen polttoaineen kulutusta lämmitysuunissa. Kuuma vesi/höyryn tuotanto:
Kierrätettyä savukaasua jalostamon katalyyttisestä halkeamisyksiköstä (noin 500 - 700 astetta) käytetään suolanveden lämmittämiseen, mikä tuottaa matalapaineista höyryä (0,5-1,0 MPa) prosessin lämmittämiseen tai sähköntuotantoon.
Kattilan syöttöveden esilämmitys:
Kemian puiston polttolaitoksen pakokaasua (300 - 500 astetta) käytetään kattilan syöttöveden lämmön avulla kuoren - ja putken lämmönvaihtimen läpi, kattilan tehokkuuden parantaminen ja polttoaineen kulutuksen vähentäminen.
Kuivaavan lämmönlähde:
Lämpö otetaan talteen kuivuneesta pakokaasusta (150-300 astetta) torjunta-aine- ja väriaineistoimistosta raikkaan ilman esilämmittämiseen käytettäväksi lämmönlähteenä kuivaimissa, vähentäen sähkön ja höyryn kulutusta.