Shell - dan - penukar panas tabung digunakan untuk memanfaatkan panas limbah dari knalpot industri kimia
Gas buang kimia biasanya memiliki suhu tinggi (150-800 derajat), komposisi kompleks (termasuk debu dan gas korosif seperti SO₂ dan HCl), dan fluktuasi laju aliran yang besar. Oleh karena itu, desain struktural ashell - dan - tube heat exchangerMembutuhkan adaptasi yang ditargetkan:
Tabung - sisi dan shell - alokasi samping:
Biasanya, media pemanas bersih (seperti air umpan boiler, air proses, dan udara pendingin) dialihkan melalui sisi tabung (untuk memfasilitasi pembersihan dan mencegah kontaminasi), sedangkan gas buang suhu- yang tinggi dirutekan melalui sisi cangkang (untuk mengakomodasi laju aliran yang lebih besar dan debu {{1,} laden gas, dan ruang sisi cangkang). Jika gas buang berisi komponen yang sangat korosif (seperti dari klor - industri alkali), gas buang harus dialihkan melalui sisi tabung, menggunakan korosi - tabung yang tahan (seperti titanium atau hastelloy), dengan medium pemanas yang mengalir melalui sisi cangkang. Desain Komponen Inti:
Tabung pertukaran panas: Pemilihan material didasarkan pada karakteristik gas buang (misalnya, baja karbon biasa untuk suhu gas buang kurang dari atau sama dengan 400 derajat dan non - lingkungan korosif; 316L stainless steel untuk gas buang yang mengandung sejumlah kecil sulfur dan klorin; tabung titanium untuk lingkungan yang sangat korosif). Tabung sirip dapat digunakan untuk meningkatkan perpindahan panas (meningkatkan area perpindahan panas, terutama untuk koefisien perpindahan panas rendah di sisi pembuangan).
Baffles: Baffles (misalnya, melengkung, disc - berbentuk, atau cincin - berbentuk) dipasang di sisi shell untuk memaksa gas buang untuk mengalir secara horizontal melintasi tabung pertukaran panas, memecah lapisan batas dan meningkatkan efisiensi transfer panas. Mereka juga mengurangi gas buang - bersirku dan memastikan pemulihan panas yang cukup.
Lembar tabung ke koneksi shell: Koneksi pengelasan atau flensa digunakan, dengan pengelasan lebih disukai untuk lingkungan suhu - yang tinggi untuk menghindari kebocoran. Kompensasi tegangan termal juga diimplementasikan (misalnya, struktur tabung berbentuk u - untuk mengakomodasi ekspansi termal yang disebabkan oleh perbedaan suhu).
Anti - desain korosi
Gas limbah kimia (seperti sintesis kimia dan pembuangan insinerasi) sering mengandung gas asam atau kondensat (seperti SO₂ membentuk H₂SO₃ ketika bereaksi dengan air). Risiko korosi dapat dikurangi melalui peningkatan material (seperti dupleks stainless steel atau nikel - paduan berbasis), pelapis (seperti enamel atau non - logam logam - condension poining), atau optimasi pemrosesan lountan.
Anti - desain penyumbatan dan penghilangan debu
Debu - Lima limbah gas (seperti bahan kimia batu bara dan knalpot kiln) dengan mudah mengumpulkan debu di permukaan tabung pertukaran panas, mengurangi efisiensi perpindahan panas. Desainnya membutuhkan:
Mengontrol shell - kecepatan gas buang sisi (umumnya 10-15 m/s) untuk memanfaatkan aliran udara untuk mengurangi akumulasi debu;
Memesan saluran pelepasan debu (seperti blower jelaga uap atau perangkat getaran mekanis);
Menggunakan - yang besar} tabung pertukaran panas diameter atau tabung dengan bagian khusus - (seperti tabung elips) untuk mengurangi probabilitas adhesi debu. Kompensasi stres termal
Perbedaan suhu antara gas buang dan medium yang dipanaskan dapat mencapai lebih dari 500 derajat. Perbedaan ekspansi termal antara tabung pertukaran panas dan cangkang karena perbedaan material dan suhu dapat dengan mudah menyebabkan deformasi lembar tabung atau retak las. Struktur fleksibel (seperti u - penukar panas tabung dan penukar panas kepala mengambang) atau sambungan ekspansi diperlukan untuk meredakan tegangan termal.
Desain redundansi keselamatan
Untuk mengatasi keberadaan potensial komponen yang mudah terbakar dan meledak dalam gas buang (seperti VOC dan pembakaran yang dibakar secara tidak lengkap), ledakan - segel bukti (seperti bellow logam) diperlukan, bersama dengan sensor pemantauan suhu dan tekanan untuk secara otomatis mematikan proses jika tekanan melebihi batas yang ditentukan, mencegah incidens keamanan.
Panasnya pulihshell - dan - penukar panas tabungDalam limbah kimia gas limbah pemanfaatan panas terutama digunakan dalam skenario berikut, mencapai konversi "limbah panas ke energi yang bermanfaat":
Media proses pemanasan awal:
Memulihkan panas dari gas buang reformator (sekitar 600-800 derajat) pada amonia sintetis dan pabrik metanol untuk memanaskan gas umpan lebih dulu (seperti gas atau udara alam), mengurangi konsumsi bahan bakar di tungku pemanas. Air panas/generasi uap:
Gas buang daur ulang dari unit retak katalitik kilang (sekitar 500 - 700 derajat) digunakan untuk memanaskan air desalinasi, menghasilkan uap tekanan rendah (0,5-1,0 MPa) untuk pemanasan proses atau pembangkit listrik.
Panaskan air umpan boiler:
Gas buang Incinerator Taman Kimia (300 - 500 derajat) digunakan untuk memanaskan air umpan boiler melalui cangkang - dan penukar panas tabung, meningkatkan efisiensi boiler dan mengurangi konsumsi bahan bakar.
Mengeringkan Sumber Panas:
Panas ditemukan dari pengeringan gas buang (150-300 derajat) dari industri pestisida dan pewarna untuk memanaskan udara segar untuk digunakan sebagai sumber panas dalam pengering, mengurangi listrik dan konsumsi uap.
