راه حل های انتقال حرارت برای تولید مواد شیمیایی: راهنمای طراحی عملی

بخاری فرآیندی که 40 مگاوات کار می کند معمولاً 6 تا 10 مگاوات از آن انرژی را به عنوان گرمای محسوس از پشته خارج می کند. در کارخانه های شیمیایی، مبدلی که آن را بازیابی می کند به ندرت بخش دشوار پروژه است. قسمت‌های دشوار عبارتند از نقطه شبنم اسیدی گاز دودکش، رفتار رسوب‌پذیری جریان فرآیند، و چرخش بین سرعت کامل و حداقل عملکرد پایدار. این سه را به درستی بچینید و سطح انتقال حرارت تقریباً به خود اندازه می شود.

جایی که فرآیندهای شیمیایی در واقع گرما را از دست می دهند

گرمای قابل بازیافت در یک کارخانه شیمیایی از چهار جریان خارج می‌شود: گاز دودکش بخاری، اگزوز کوره و اکسیدکننده، گاز خارج از راکتور گرمازا، و میعانات درجه پایین. هر یک محدودیت های متفاوتی را به همراه دارد و واحدی که برای یک وظیفه طراحی شده است، عملکرد بدی در مورد دیگری دارد.

با یک کمپین اندازه گیری به جای دیتاشیت شروع کنید. ثبت دمای گاز دودکش، بارگیری اکسیژن و گرد و غبار در یک چرخه کامل تولید، از جمله چرخه تمیز کردن مشعل. بخاری که دمای 340 درجه سانتیگراد را با سرعت کامل می خواند، اغلب در شب 290 درجه سانتیگراد می خواند و این نوسان 50 درجه سانتیگراد بیش از هر انتخابی که بعداً می توانید انجام دهید، حاشیه نقطه شبنم را جابجا می کند.

نقطه شبنم اسیدی کف دمای دیوار را تنظیم می کند

دمای محدود کننده در یک مجرای اگزوز شیمیایی، دمای دیواره فلزی است، نه دمای گاز. تری اکسید گوگرد و بخار آب در لایه مرزی ترکیب می شوند و به صورت اسید سولفوریک مایع در هر سطحی زیر نقطه شبنم متراکم می شوند و حمله از نوک باله ها که در آن دیوار سردترین است شروع می شود.

نقطه شبنم آب بسیار پایین تر است، معمولا بین 45 تا 60 درجه سانتیگراد، و بندرت به خودی خود محدودیت اتصال است. جریان های حاوی کلرید یک مشکل جداگانه هستند. کلرید هیدروژن حاصل از خوراک کلردار یا نمک موجود در ضایعات به صورت اسید کلریدریک متراکم می شود و به گریدهای ضد زنگ حمله می کند که در یک گاز دودکش تمیز به مدت یک دهه زنده می مانند.

گزینه های عملی، تقریباً به ترتیب هزینه:

• ورودی آب را با استفاده از یک خط چرخش یا بای پس اکونومایزر، دمای ورودی آب را خنک کنید تا سردترین دیواره لوله 10 تا 15 درجه سانتیگراد بالاتر از نقطه شبنم محاسبه شده باقی بماند.
• لوله های فولادی ND یا پوشش داده شده با لعاب را مشخص کنید که در آن وظیفه دمای دیوار را کمتر از آنچه نقطه شبنم اجازه می دهد، مجبور می کند.
• از سطوح چدنی یا پلیمری برای جریان‌های کلرید هیدروژن و نمک کلرید استفاده کنید، حتی به قیمت بازده انتقال حرارت.
• یک مرحله اکونومایزر دمای پایین را فقط در پشت یک بای پس اضافه کنید که بتواند دمای آب ورودی را در بار جزئی بالا ببرد. را تفاوت بین اکونومایزرهای معمولی و دمای پایین بیشتر در این جزئیات کنترل بنشینید تا در خود بسته لوله.

اکونومایزر یا دیگ بخار حرارتی زباله: واحد را با وظیفه مطابقت دهید

اگر گرمای بازیافتی به عنوان آب تغذیه دیگ از پیش گرم شده یا به عنوان سیال فرآیند گرم شده مورد نیاز است، یک اکونومایزر را مشخص کنید. اگر به عنوان بخار برای اجکتورها، بویلرها یا توربین می‌خواهید، یک دیگ گرمای اتلاف یا مولد بخار بازیابی حرارت را مشخص کنید. این دو قابل تعویض نیستند و یک اکونومایزر که از آن خواسته می شود بخار را بالا ببرد، ظرف چند ماه پس از راه اندازی، شروع به جوشیدن در داخل لوله های خود می کند.

یک بررسی مفید، تعادل بخار سالانه است. اگر سایت بتواند بخاری را که تولید می کند در تمام طول سال مصرف کند، دیگ بخار سریعتر بازپرداخت می کند. اگر تقاضای بخار فصلی باشد، گرمایش آب تغذیه از طریق اکونومایزر سرمایه گذاری با ریسک کمتر است، حتی در جایی که دیگ بخار کیلووات بیشتری را روی کاغذ بازیابی کند.

اکونومایزر گاز دودکش تجهیزات فرآیند برای تقاضای بخار فصلی، آب تغذیه را با استفاده از گازهای دودکش فرآیند گرم می کند و در حین کار با اگزوزهای خورنده یا انفجاری، بار دیگ را کاهش می دهد. مشاهده محصول →

دیگ بازیابی حرارت زباله های صنعتی برای تقاضای بخار در تمام طول سال، گرمای اتلاف فرآیند را برای تولید بخار با طرح‌های سازگار برای گازهای دودکش گرد و غبار یا خورنده جذب می‌کند. مشاهده محصول →

لوله های پره دار تعیین کننده رد پای، از بین رفتن پیش نویس و تمیز کردن هستند

سطح گسترش یافته چیزی است که یک بخش مجرای هشت متری را به یک ماژول دو متری تبدیل می کند، اما هندسه باله تعیین می کند که واحد چقدر باید تمیز شود و هزینه آن سطح اضافی چقدر است.

لوله های پره دار نوع H دو نیم باله را به شکل H در هر طرف لوله جوش می دهند. خطوط گاز مستقیم و باز می مانند، گرد و غبار به جای پل زدن بین باله ها از بین می رود و دمنده های دوده جمع شونده می توانند به عمق کامل کرانه برسند. لوله‌های پره‌دار مارپیچی سطح بیشتری را در هر متر حمل می‌کنند و برای گاز تمیز مناسب هستند، اما در گرد و غبار قلیایی چسبنده، گام نزدیک کور می‌شود و افت فشار در عرض چند هفته بالا می‌رود.

لوله‌های صاف هنوز هم در وظایف بسیار رسوب‌دهنده جایگاهی دارند که در آن میزان خوردگی، نه ضریب انتقال حرارت، ضخامت دیواره را تعیین می‌کند.

سرعت گاز متغیر آرام در هر انتخاب است. زیر حدود 8 متر بر ثانیه گرد و غبار روی ردیف های پیشرو می نشیند. فرسایش بالای 12 متر بر ثانیه در دو ردیف اول شتاب می گیرد و عمر لوله به شدت کاهش می یابد. ترتیبات درون خطی کمتر از ترتیبات پلکانی خراب می شوند، اما حرارت کمی کمتر در هر ردیف منتقل می کنند، که معمولاً معامله درستی در خدمات شیمیایی است.

لوله پره دار نوع H برای گاز دودکش با گرد و غبار باله‌های H شکل رسوب گرد و غبار را محدود می‌کنند و مقاومت در برابر گازهای دودکش را پایین نگه می‌دارند، و مناسب مبدل‌های حرارتی هدر رفته در جایی که رسوب و کنترل سرعت اهمیت دارد. مشاهده محصول →

انطباق با کد و کیفیت جوش از خطرات خرید هستند

انطباق قطعه فشار تصمیم می‌گیرد که چه کسی طرح حرارتی را امضا کرده و در صورت خرابی لوله چه کسی خطر را به عهده دارد. پس از اتمام محاسبات حرارتی، کاغذی نیست که به مبدل حرارتی متصل شود.

• مهر کد طراحی: ASME بخش I برای واحدهای تولید بخار، بخش VIII بخش 1 برای مبدل های بدون آتش.
• گواهی مواد به EN 10204 3.1 با اعداد حرارتی قابل ردیابی به گواهی آسیاب.
• رویه جوشکاری و سوابق صلاحیت جوشکار مطابق استاندارد ISO 3834-2.
• رادیوگرافی یا تصویربرداری با اشعه ایکس در زمان واقعی از اتصالات لوله به سر، با یک کتابخانه فیلم که با نقشه جوش مطابقت دارد.
• سوابق آزمایش هیدرولیک و گزارش ابعادی که قبل از حمل و نقل صادر شده است، نه پس از رسیدن.

سازندگانی که در داخل یک کارخانه جوش، رادیوگرافی و آزمایش هیدرولیک انجام می دهند، می توانند در طول مناقصه به این درخواست پاسخ دهند. یک تامین کننده با خطوط جوش خودکار، تصویربرداری اشعه ایکس در خانه و یک سیستم کیفیت مستند، مانند تیمی که در این توضیح داده شده است. مشخصات قابلیت تولید حسابرسی آسان تر از یک شرکت تجاری است که بسته های چند فروشنده فرعی را مونتاژ می کند.

توالی مشخصاتی که از بازبینی باقی می ماند

بیشتر مشخصات ناموفق ناشی از تعمیر نوع تجهیزات قبل از تسویه داده های فرآیند است. این پنج مرحله را به ترتیب انجام دهید و طراحی حرارتی بدون استدلال دنبال می شود.

1. وظیفه و محدوده چرخش را ثابت کنید. گرمای بازیابی شده بر حسب کیلووات را با نرخ کامل، 70 درصد و با حداقل نرخ پایدار بیان کنید و تأیید کنید که کدام یک از این سه بر مساحت سطح حاکم است.
2. جریان را مشخص کنید. ترکیب، محتوای گوگرد، رطوبت، سطح کلرید و بارگیری گرد و غبار، با محاسبه نقطه شبنم اسید به جای فرض.
3. خرج کردن را تنظیم کنید. دمای گاز خروجی را 10 تا 15 درجه سانتیگراد بالاتر از نقطه شبنم محاسبه شده انتخاب کنید، سپس رویکرد سمت آب را در بار جزئی، نه فقط در نرخ طراحی، بررسی کنید.
4. سطح را انتخاب کنید. نوع باله را از بار گرد و غبار انتخاب کنید، سرعت گاز را بین 8 تا 12 متر بر ثانیه تنظیم کنید و همزمان دمنده های دوده یا دسترسی به آب شستشو را اندازه کنید.
5. بازرسی قفل و تحویل. مقدار رسوب دهی 10 تا 20 درصد سطح اضافی را اضافه کنید و نقشه جوش، محدوده NDT و برنامه آزمایش هیدروژن را در سفارش خرید تأیید کنید.

سوالات متداول مهندسان فرآیند شیمی