換熱器廣泛應(yīng)用于廢氣處理領(lǐng)域

發(fā)布者：鎮(zhèn)江南鴻制冷技術(shù)有限公司發(fā)布時(shí)間：2022-4-17 10:05:00 點(diǎn)擊次數(shù)：1670 關(guān)閉

近年來(lái)，各行業(yè)越來(lái)越重視環(huán)境保護(hù)，工業(yè)廢氣處理也越來(lái)越重視。在廢氣處理領(lǐng)域，廢氣處理的幾個(gè)主要焚燒工藝是RTO、RCO和CO，即蓄熱氧化焚燒爐、蓄熱催化焚燒爐和催化焚燒爐，以氧化廢氣。

在廢氣焚燒處理中，如噴涂行業(yè)，當(dāng)甲苯或其他熱值過(guò)高的有機(jī)廢氣濃度過(guò)高時(shí)，釋放的熱量較高。此時(shí)，我們通常使用氣體熱交換器或氣體液體熱交換產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)行余熱利用；在制藥和化工領(lǐng)域，當(dāng)有機(jī)廢氣濃度較低時(shí)，我們通常在前端設(shè)置沸石濃縮輪，濃縮VOCS，將大風(fēng)量和低濃度的VOCS濃縮成小風(fēng)量和高濃度的VOCS，然后將高濃度的VOCS分解成二氧化碳和H2O，產(chǎn)生適量的熱量。

沸石輪分為吸附區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)，以完成VOCS的吸附和再生。脫附區(qū)需要180~220℃的脫附氣體，以脫附吸附在沸石轉(zhuǎn)輪上的VOCS。

對(duì)于這種用于脫附VOCS的氣體，通常有兩種加熱方法：一種是直接使用電加熱器，即再生加熱器加熱，但由于能耗增加，經(jīng)濟(jì)性大大降低；另一種方法是直接從后端RTO排放高溫?zé)煔�，用換熱器加熱脫附氣體。

由此可見(jiàn)，換熱器廣泛應(yīng)用于廢氣處理領(lǐng)域。那什么是換熱器呢？顧名思義，換熱器是一種在兩種或兩種以上不同溫度的流體之間傳熱的設(shè)備，它將熱量從高溫流體傳遞給低溫流體。管殼式換熱器和板式換熱器在換熱器中使用較多，其原理主要是通過(guò)金屬或非金屬將熱介質(zhì)傳遞給冷介質(zhì)。

1、管殼換熱器。

殼式換熱器由殼體、換熱管、管板、折流板和管箱組成。換熱管安裝在殼體內(nèi)，兩端固定在管板上。冷熱兩種流體，一種在管內(nèi)流動(dòng)，稱(chēng)為管程流體；另一種在管外流動(dòng)，稱(chēng)為殼程流體。為了提高管外流體的傳熱系數(shù)，管外流體的傳熱系數(shù)。

擋板可以提高殼流體的流速，迫使流體按照規(guī)定的距離多次橫向通過(guò)管束，增強(qiáng)流體的湍流程度。換熱管可按等邊三角形或方形排列在管板上。根據(jù)等邊三角形排列，結(jié)構(gòu)緊湊，提高管外流體湍流程度，進(jìn)一步提高傳熱分系數(shù)；根據(jù)方形排列，管外清洗更方便，適用于結(jié)垢堵塞的流體。

由于換熱管內(nèi)外流體的溫度不同，管殼換熱器的殼體與換熱管上的溫度不同。如果換熱器殼體與換熱管上的溫差較大，換熱器會(huì)產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，導(dǎo)致?lián)Q熱管彎曲、斷裂或從管板上脫落。

因此，為換熱管與殼體之間的溫差超過(guò)50℃時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償措施，以消除或減少熱應(yīng)力。根據(jù)補(bǔ)償措施，管殼換熱器一般可分為以下類(lèi)型：

①固定管板換熱器：換熱管兩端的管板與殼體連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但只適用于冷熱流體之間的溫差。

②浮頭換熱器：換熱管兩端的管板只有一端固定在殼體上，另一端可與殼體自由移動(dòng)，稱(chēng)為浮頭。浮頭由浮管板、鉤圈、浮頭端蓋組成。熱應(yīng)力被消除，因?yàn)閾Q熱管與殼體之間的熱變形不受限制。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高于固定管板換熱器，操作中無(wú)法檢查浮頭端蓋，制造時(shí)密封要求較高。適用于殼體與換熱管溫差大的場(chǎng)合；

③U型管殼式換熱器：換熱管設(shè)計(jì)成U形，其兩端固定在同一管板上，借助于管箱內(nèi)的隔板分成進(jìn)出口兩室。此種換熱器也消除了熱應(yīng)力，而且結(jié)構(gòu)比浮頭式簡(jiǎn)單，但管程不易清洗。

④渦熱膜換熱器：采用渦熱膜傳熱技術(shù)，通過(guò)改變流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)提高傳熱效果。當(dāng)介質(zhì)通過(guò)渦管表面時(shí)，可強(qiáng)烈沖洗管表面，提高換熱效率。

2、板式換熱器。

板式換熱器是一組具有一定波紋形狀的金屬屬片組成的換熱器。板之間形成薄矩形通道，兩種流體通過(guò)板進(jìn)行熱交換。板式換熱器的類(lèi)型主要包括框架式和釬焊式，主要包括人字波紋板、水平直波紋板和腫瘤板。

框架熱交換器由多組沖壓波紋板按一定間隔，框架和壓力螺旋重疊壓力，同時(shí)通過(guò)墊片密封，板和墊片四角形成流體分配管和收集管，冷熱流體分離，通過(guò)板兩側(cè)流道流動(dòng)。

3.板式換熱器與管殼式換熱器(對(duì)板式換熱器)的比較

①傳熱系數(shù)高。

由于不同的波紋板相互倒置，形成復(fù)雜的流道，流體在波紋板之間的流道中旋轉(zhuǎn)，在較低的雷諾數(shù)（雷諾數(shù)是流體力學(xué)中粘度影響的相似標(biāo)準(zhǔn)）下產(chǎn)生湍流，因此傳熱系數(shù)較高，一般是管殼熱交換器的3-5倍。

②占地面積小。

板式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積內(nèi)的換熱面積是管式換熱器的2~5倍，不需要像管殼式換熱器那樣預(yù)留換熱管的維護(hù)場(chǎng)所。因此，板式換熱器占地面積約為管殼式換熱器的1/5~1/8。

③換熱面積和工藝組合容易改變。

為了適應(yīng)新的換熱條件，可以增加或減少換熱板的數(shù)量。管殼換熱器的傳熱面積不能增加。

④重量輕。

板式換熱器的板厚僅為0.4~0.8mm，而管殼式換熱器的板厚為2.0~2.5mm，實(shí)現(xiàn)相同的換熱，板式換熱器一般只有管殼式換熱器重量的1/5左右。

⑤價(jià)格低

板式換熱器在相同的換熱面積下，價(jià)格比管式低。

⑥易清洗。

框架板式換熱器只需松開(kāi)壓緊螺栓，即可松開(kāi)板束，拆下板進(jìn)行機(jī)械清洗。

⑦工作壓力不宜過(guò)大。

板式換熱器用墊片密封，工作壓力一般不超過(guò)2.5MPa，否則介質(zhì)可能會(huì)泄漏。

⑧易堵塞。

由于板間通道狹窄，一般只有2~5mm，當(dāng)換熱介質(zhì)含有大顆�；蚶w維時(shí)，板間通道容易堵塞。

4、結(jié)論。

可以看出，在設(shè)計(jì)RTO支撐沸石輪或使用熱交換器進(jìn)行余熱利用時(shí)，根據(jù)不同的工作條件選擇合適的熱交換器尤為重要，我們?cè)谶x擇熱交換器時(shí)也需要提供一些參數(shù)。

例如，在冷側(cè)標(biāo)準(zhǔn)條件下，保證整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性和可行性。以上是廢氣處理領(lǐng)域常用的換熱器介紹。如有不合理之處，請(qǐng)溝通糾正。

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