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पिघलने और रासायनिक उद्योग में प्लेट हीट एक्सचेंजर्स का अनुप्रयोग
सारः प्लेट हीट एक्सचेंजर्स (पीएचई) का उपयोग उनके उच्च गर्मी हस्तांतरण दक्षता, कॉम्पैक्ट संरचना, लचीली असेंबली और आसान रखरखाव के कारण पिघलने और रासायनिक उद्योग में व्यापक रूप से किया जाता है।यह पेपर हीटिंग और रासायनिक उद्योग के प्रमुख लिंक में प्लेट हीट एक्सचेंजर्स के अनुप्रयोग परिदृश्यों पर केंद्रित है।इसमें गैर लौह धातुओं के पिघलने, लौह धातुओं के पिघलने, कोयला रसायन उद्योग, पेट्रोकेमिकल उद्योग और ठीक रसायन उद्योग शामिल हैं।विभिन्न प्रक्रियाओं में प्लेट हीट एक्सचेंजर्स के तकनीकी बिंदु, व्यावहारिक अनुप्रयोग में आने वाली चुनौतियों और संबंधित समाधानों पर चर्चा करता है, और उद्योग में प्लेट हीट एक्सचेंजर के विकास की प्रवृत्ति की प्रतीक्षा करता है।शब्दों की कुल संख्या 4000 के भीतर नियंत्रित है, जो प्रासंगिक इंजीनियरिंग और तकनीकी कर्मियों के लिए एक व्यापक और व्यावहारिक संदर्भ प्रदान करता है।
1परिचय
हीटिंग और रासायनिक उद्योग राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था का एक स्तंभ उद्योग है, जिसमें उच्च तापमान, उच्च दबाव, संक्षारण और चरण परिवर्तन जैसी जटिल भौतिक और रासायनिक प्रतिक्रियाएं शामिल हैं।.ताप विनिमय उत्पादन प्रक्रिया में मुख्य इकाई संचालन में से एक है जो उत्पादन दक्षता, उत्पाद की गुणवत्ता, ऊर्जा खपत,और उद्योग के पर्यावरण संरक्षण के स्तरपारंपरिक हीट एक्सचेंजर उपकरण, जैसे शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर, में कम हीट ट्रांसफर दक्षता, बड़े फर्श स्पेस, कठिन सफाई और खराब लचीलापन के नुकसान हैं।जो अब ऊर्जा संरक्षण के लिए आधुनिक पिघलने और रासायनिक उत्पादन की जरूरतों को पूरा नहीं कर सकते हैं, उत्सर्जन में कमी और कुशल संचालन।
प्लेट हीट एक्सचेंजर्स, एक नए प्रकार के उच्च दक्षता वाले हीट एक्सचेंज उपकरण के रूप में, हाल के वर्षों में पिघलने और रासायनिक उद्योग में तेजी से प्रचारित और लागू किए गए हैं।शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स की तुलना में, प्लेट हीट एक्सचेंजर में उच्च हीट ट्रांसफर गुणांक (2-5 गुना शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर की तुलना में) की विशेषताएं हैं,कॉम्पैक्ट संरचना (एक ही गर्मी हस्तांतरण क्षेत्र के अंतर्गत शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स की मात्रा का 1/3-1/5 हिस्सा), लचीला संयोजन (तापीय विनिमय की मांग के अनुसार बढ़ाया या घटाया जा सकता है), आसान असेंबलिंग और सफाई, और मध्यम के लिए मजबूत अनुकूलन क्षमता।ये फायदे प्लेट हीट एक्सचेंजर्स को ऊर्जा वसूली में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने के लिए बनाते हैं, प्रक्रिया शीतलन, हीटिंग, और अन्य लिंक के पिघलने और रासायनिक उद्योग, उद्यमों को ऊर्जा की खपत को कम करने में मदद, उत्पादन दक्षता में सुधार,और हरित और कम कार्बन विकास प्राप्त करें.
इस पेपर में प्लेट हीट एक्सचेंजर्स के विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग का व्यवस्थित रूप से वर्णन किया गया है।अनुप्रयोग विशेषताओं और तकनीकी प्रमुख बिंदुओं का विश्लेषण करता है, और उद्योग में प्लेट हीट एक्सचेंजर्स के तर्कसंगत चयन और अनुप्रयोग के लिए एक संदर्भ प्रदान करता है।
2प्लेट हीट एक्सचेंजर्स के बुनियादी कार्य सिद्धांत और फायदे
2.1 बुनियादी कार्य सिद्धांत
एक प्लेट हीट एक्सचेंजर में एक-दूसरे के क्रम में ढेर की गई लहराती प्लेटों की एक श्रृंखला होती है, जिसमें दो स्वतंत्र प्रवाह चैनलों को बनाने के लिए आसन्न प्लेटों के बीच गास्केट होते हैं।अलग-अलग तापमान के साथ दो गर्मी विनिमय मीडिया क्रमशः दो आसन्न चैनलों के माध्यम से बहते हैं, और हीट ट्रांसफर धातु प्लेटों (आमतौर पर स्टेनलेस स्टील, टाइटेनियम मिश्र धातु, हैस्टेलॉय, आदि) के माध्यम से प्राप्त होता है। प्लेटों की लहरदार संरचना माध्यम की अशांति को बढ़ा सकती है,सीमावर्ती परत की मोटाई कम करें, और इस प्रकार गर्मी हस्तांतरण दक्षता में सुधार। एक ही समय में, दो मीडिया की प्रवाह दिशा गर्मी विनिमय की मांग के अनुसार विपरीत धारा, समवर्ती या क्रॉसफ्लो में व्यवस्थित किया जा सकता है,जिनमें से प्रतिप्रवाह प्रवाह में सबसे अधिक गर्मी हस्तांतरण दक्षता है और इसका उपयोग सबसे व्यापक रूप से पिघलने और रासायनिक उद्योग में किया जाता है।
2.2 मुख्य लाभ
पारंपरिक हीट एक्सचेंजर उपकरण की तुलना में, प्लेट हीट एक्सचेंजर में निम्नलिखित स्पष्ट फायदे हैं,जो विशेष रूप से पिघलने और रासायनिक उद्योग के कठोर कामकाजी परिस्थितियों के लिए उपयुक्त हैं:
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उच्च ताप हस्तांतरण दक्षताः लहरदार प्लेट संरचना प्रति आयतन थर्मल हस्तांतरण क्षेत्र को बढ़ाती है और माध्यम की अशांति बढ़ जाती है,तो गर्मी हस्तांतरण गुणांक खोल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर की तुलना में बहुत अधिक हैपिघलने और रासायनिक उद्योग में, जहां गर्मी विनिमय भार बड़ा है और माध्यम जटिल है, यह लाभ प्रभावी रूप से उपकरण की मात्रा को कम कर सकता है और फर्श की जगह बचा सकता है।
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कॉम्पैक्ट संरचनाः प्लेट हीट एक्सचेंजर एक स्टैक्ड संरचना को अपनाता है, जिसमें प्रति यूनिट वॉल्यूम उच्च गर्मी हस्तांतरण क्षेत्र होता है। एक ही गर्मी हस्तांतरण क्षमता के तहत,इसकी आयतन केवल 1/3-1/5 शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर की है, जो विशेष रूप से उन अवसरों के लिए उपयुक्त है जहां पौधे की जगह सीमित है।
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लचीली असेंबलीः प्लेटों की संख्या को वास्तविक गर्मी विनिमय मांग के अनुसार बढ़ाया या घटाया जा सकता है, और प्लेटों के संयोजन को बदलकर प्रवाह चैनल को समायोजित किया जा सकता है,जो उत्पादन भार के परिवर्तन के लिए मजबूत अनुकूलन क्षमता हैविनिर्माण और रासायनिक उद्योगों में, जहां उत्पादन की परिस्थितियां भिन्न होती हैं, यह लचीलापन उद्यमों को उत्पादन प्रक्रिया को समय पर समायोजित करने में मदद कर सकता है।
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आसान रखरखाव और सफाईः प्लेट हीट एक्सचेंजर की प्लेटों को आसानी से अलग किया जा सकता है, और प्लेटों की सतह को भौतिक या रासायनिक तरीकों से साफ किया जा सकता है,जो गर्मी विनिमय प्रक्रिया में स्केलिंग और फोल्डिंग की समस्या को हल करने के लिए सुविधाजनक है. पिघलने और रासायनिक उद्योग में, जहां माध्यम में अशुद्धियां होती हैं और इसे स्केल करना आसान होता है,यह लाभ उपकरण के सेवा जीवन को प्रभावी ढंग से बढ़ा सकता है और उत्पादन प्रक्रिया के स्थिर संचालन को सुनिश्चित कर सकता है।.
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उच्च संक्षारण प्रतिरोधः प्लेटों को विभिन्न सामग्रियों (जैसे टाइटेनियम मिश्र धातु, हैस्टेलॉय, निकल मिश्र धातु, आदि) से बनाया जा सकता है।जो विभिन्न मजबूत एसिड के संक्षारण के अनुकूल हो सकता है, मजबूत क्षार, और उच्च तापमान वाले मीडिया में पिघलने और रासायनिक उद्योग।
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ऊर्जा की बचत और खपत में कमी: उच्च गर्मी हस्तांतरण दक्षता के कारण, प्लेट हीट एक्सचेंजर उत्पादन प्रक्रिया में अपशिष्ट गर्मी को पूरी तरह से पुनर्प्राप्त कर सकता है,उद्यम की ऊर्जा खपत को कम करना, और पिघलने और रासायनिक उद्योग में हरित और कम कार्बन विकास की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
3पिघलने के उद्योग में प्लेट हीट एक्सचेंजर्स का अनुप्रयोग
पीसने के उद्योग को लौह धातुओं के पिघलने और लौह धातुओं के पिघलने में विभाजित किया गया है। दोनों प्रक्रियाओं में उच्च तापमान प्रतिक्रियाएं शामिल होती हैं, और बड़ी मात्रा में गर्मी को स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है,पुनर्प्राप्तप्लेट हीट एक्सचेंजर्स का व्यापक रूप से प्रमुख लिंक में उपयोग किया जाता है जैसे कि पिघलने वाले स्लैग कूलिंग, धुआं गैस अपशिष्ट गर्मी वसूली, समाधान एकाग्रता,और इलेक्ट्रोलाइट शीतलन उनके उच्च दक्षता और कॉम्पैक्टनेस के कारण.
3.1 गैर लौह धातुओं के पिघलने में अनुप्रयोग
गैर लौह धातुओं (जैसे तांबा, एल्यूमीनियम, जिंक, सीसा आदि) के पिघलने में उच्च तापमान, उच्च संक्षारण और बड़े अपशिष्ट गर्मी उत्सर्जन की विशेषताएं हैं।प्लेट हीट एक्सचेंजर्स ऊर्जा वसूली और प्रक्रिया शीतलन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जो ऊर्जा की खपत को प्रभावी ढंग से कम कर सकता है और उत्पादन दक्षता में सुधार कर सकता है।
3.1.1 तांबे के पिघलने में अनुप्रयोग
तांबे के पिघलने में मुख्य रूप से पाइरोमेटलर्जिकल पिघलना और हाइड्रोमेटलर्जिकल पिघलना शामिल है।पिघलने का तापमान 1200-1300°C तक हैप्लेट हीट एक्सचेंजर्स का उपयोग मुख्य रूप से निम्नलिखित लिंक में किया जाता हैः
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धुआं गैस अपशिष्ट गर्मी वसूली: तांबे के पिघलने में उत्पन्न उच्च तापमान वाली धुआं गैस (800-1000°C) में बहुत अधिक अपशिष्ट गर्मी होती है।प्लेट हीट एक्सचेंजर दहन हवा को गर्म करने या गर्म पानी उत्पन्न करने के लिए धुआं गैस के अपशिष्ट गर्मी बहाल कर सकते हैंउदाहरण के लिए, चीन में एक तांबे के पिघलने की कारखाने मेंएक प्लेट हीट एक्सचेंजर का उपयोग करके धुआं गैस की अपशिष्ट गर्मी को पुनः प्राप्त करने के बाद, प्रति टन तांबे की ऊर्जा खपत 8-10% कम हो जाती है और वार्षिक ऊर्जा बचत लगभग 50,000 टन मानक कोयले की होती है।
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पिघलने वाले स्लैग को ठंडा करना: तांबे के पिघलने से उत्पन्न पिघलने वाले स्लैग का तापमान उच्च होता है (1100-1200°C) और इसमें बहुत अधिक गर्मी होती है।प्लेट हीट एक्सचेंजर बाद के प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त तापमान (200°C से नीचे) के लिए पिघलने वाले स्लैग को ठंडा कर सकता है (जैसे स्लैग लाभ)पारंपरिक जल बुझाने की विधि की तुलना में, जल बुझाने की विधि का उपयोग किया जाता है, जो एक ही समय में स्टीम या गर्म पानी उत्पन्न करने के लिए स्लैग की अपशिष्ट गर्मी का पुनर्प्राप्ति करता है।प्लेट हीट एक्सचेंजर स्लैग की अपशिष्ट गर्मी का 70% से अधिक पुनः प्राप्त कर सकता है, और ठंडा स्लैग बेहतर गुणवत्ता और उच्च व्यापक उपयोग दर है।
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इलेक्ट्रोलाइट शीतलन: तांबे के इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया में, इलेक्ट्रोलाइट (सल्फ्यूरिक एसिड समाधान) इलेक्ट्रोलाइटिक प्रतिक्रिया के कारण बहुत गर्मी उत्पन्न करेगा,और इलेक्ट्रोलाइट का तापमान 60-65°C पर नियंत्रित किया जाना चाहिए इलेक्ट्रोलिसिस प्रभाव सुनिश्चित करने के लिएप्लेट हीट एक्सचेंजर इलेक्ट्रोलाइट को कुशलता से ठंडा कर सकता है, जिसमें 1500-2500 W/ ((m2·°C का हीट ट्रांसफर गुणांक होता है, जो शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर का 2-3 गुना होता है।,प्लेट हीट एक्सचेंजर को साफ करना आसान है, जो हीट एक्सचेंज प्रक्रिया में इलेक्ट्रोलाइट के स्केलिंग की समस्या को हल कर सकता है।
हाइड्रोमेटलर्जिकल तांबे के पिघलने में, प्लेट हीट एक्सचेंजर्स का उपयोग मुख्य रूप से लीकिंग, निष्कर्षण और इलेक्ट्रोविनिंग लिंक में किया जाता है। उदाहरण के लिए, लीकिंग प्रक्रिया में,विसर्जन दक्षता में सुधार के लिए विसर्जन समाधान को एक निश्चित तापमान (40-60°C) तक गर्म किया जाना चाहिएप्लेट हीट एक्सचेंजर हीटिंग समाधान को गर्म करने के लिए सिस्टम की अपशिष्ट गर्मी का उपयोग कर सकता है, जिससे हीटर की ऊर्जा की खपत कम हो जाती है।इलेक्ट्रोलाइट शीतलन भी प्लेट हीट एक्सचेंजर का उपयोग करता है, जो इलेक्ट्रोविनिंग प्रक्रिया की स्थिरता सुनिश्चित करता है और कैथोड तांबे की गुणवत्ता में सुधार करता है।
3.1.2 एल्यूमीनियम पिघलने में अनुप्रयोग
एल्यूमीनियम पिघलने में मुख्यतः हॉल-हेरोल प्रक्रिया को अपनाया जाता है, जो प्राथमिक एल्यूमीनियम का उत्पादन करने के लिए पिघले हुए नमक इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग करता है।प्रक्रिया में उच्च ऊर्जा की खपत और तापमान नियंत्रण पर सख्त आवश्यकताएं हैंप्लेट हीट एक्सचेंजर्स का उपयोग मुख्यतः निम्नलिखित लिंक में किया जाता हैः
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पिघले हुए नमक को ठंडा करनाः एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइट सेल में इलेक्ट्रोलाइट एक पिघले हुए नमक मिश्रण (मुख्य रूप से क्रायोलाइट-अल्युमिना पिघल) है जिसका तापमान 950-970°C है।परिवहन और पुनर्चक्रण से पहले पिघले हुए नमक को एक निश्चित तापमान तक ठंडा किया जाना चाहिएउच्च तापमान प्रतिरोधी और संक्षारण प्रतिरोधी सामग्रियों (जैसे निकल मिश्र धातु) से बने प्लेट हीट एक्सचेंजर 90% से अधिक की शीतलन दक्षता के साथ प्रभावी ढंग से पिघले हुए नमक को ठंडा कर सकते हैं,और इलेक्ट्रोलाइटिक सेल का स्थिर संचालन सुनिश्चित करें।
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इलेक्ट्रोलाइटिक सेल उपकरण ठंडा करना: इलेक्ट्रोलाइटिक सेल खोल, बसबार और अन्य उपकरण संचालन के दौरान बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न करेंगे, जिसे उपकरण क्षति को रोकने के लिए ठंडा करने की आवश्यकता है।प्लेट हीट एक्सचेंजर उपकरण के शीतलन पानी ठंडा कर सकते हैं, एक कॉम्पैक्ट संरचना और छोटे फर्श स्थान के साथ, जो इलेक्ट्रोलाइटिक्स कार्यशाला के लेआउट के लिए उपयुक्त है।
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धुआं गैस के अपशिष्ट गर्मी वसूलीः एल्यूमीनियम पिघलने की प्रक्रिया में उत्पन्न धुआं गैस का तापमान 200-300°C है,और प्लेट हीट एक्सचेंजर उत्पादन पानी या घरेलू पानी को गर्म करने के लिए धुआं गैस की अपशिष्ट गर्मी बहाल कर सकते हैं, उद्यम की ऊर्जा खपत को कम करता है।
3.1.3 जस्ता और सीसा पिघलने में अनुप्रयोग
जिंक और सीसा के पिघलने में उच्च तापमान प्रतिक्रियाएं और संक्षारक माध्यम भी शामिल होते हैं। प्लेट हीट एक्सचेंजर का व्यापक रूप से रोस्टिंग, लीचिंग और इलेक्ट्रोलिसिस लिंक में उपयोग किया जाता हैः
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रोस्टिंग स्मूक गैस अपशिष्ट गर्मी वसूलीः जिंक और सीसा रोस्टिंग प्रक्रिया में उत्पन्न स्मूक गैस का तापमान 600-800°C है,और प्लेट हीट एक्सचेंजर भाप उत्पन्न करने के लिए अपशिष्ट गर्मी बहाल कर सकते हैं, जिसका उपयोग बिजली उत्पादन या उत्पादन प्रक्रिया को गर्म करने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक जिंक smelter में, प्लेट हीट एक्सचेंजर का उपयोग रोस्टिंग फ्लू गैस की अपशिष्ट गर्मी को पुनः प्राप्त करने के लिए किया जाता है,और उत्पन्न भाप उद्यम के उत्पादन और घरेलू भाप की मांग का 30% पूरा कर सकती है.
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चूषण समाधान को गर्म करना और ठंडा करनाः जिंक और सीसा के हाइड्रोमेटलर्जिकल पिघलने में चूषण दक्षता में सुधार के लिए चूषण समाधान को गर्म करना आवश्यक होता है।और शुद्धिकरण और इलेक्ट्रोलिसिस से पहले पोंछे गए घोल को ठंडा करने की आवश्यकता हैप्लेट हीट एक्सचेंजर उच्च गर्मी हस्तांतरण दक्षता और लचीले संचालन के साथ हीटिंग और कूलिंग दोनों कार्यों को महसूस कर सकता है।
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इलेक्ट्रोलाइट शीतलनः जिंक और सीसा विद्युत उत्पादन प्रक्रिया में इलेक्ट्रोलाइट तापमान को 35-45°C पर नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। प्लेट हीट एक्सचेंजर इलेक्ट्रोलाइट को कुशलता से ठंडा कर सकता है,स्केलिंग और संक्षारण की समस्या को हल करें, और विद्युत उत्पादन प्रक्रिया की स्थिरता और उत्पाद की गुणवत्ता सुनिश्चित करें।
3.2 लौह धातु के पिघलने में अनुप्रयोग
लौह धातुओं (मुख्य रूप से लोहे और इस्पात के पिघलने) का पिघलना एक उच्च ऊर्जा खपत उद्योग है, जिसमें उच्च भट्ठी लोहे का निर्माण, कनवर्टर इस्पात निर्माण, निरंतर कास्टिंग और रोलिंग प्रक्रियाएं शामिल हैं।उच्च तापमान वाली धुआं गैस की एक बड़ी मात्रा, अपशिष्ट जल और अपशिष्ट गर्मी उत्पादन प्रक्रिया में उत्पन्न होती है। प्लेट हीट एक्सचेंजर्स का उपयोग मुख्य रूप से अपशिष्ट गर्मी वसूली, अपशिष्ट जल उपचार और प्रक्रिया शीतलन में किया जाता है,जो ऊर्जा की बचत और उत्सर्जन में कमी में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं.
3.2.1 उच्च भट्ठी लोहा निर्माण में आवेदन
उच्च भट्ठी लौह निर्माण उच्च तापमान और बड़े अपशिष्ट गर्मी उत्सर्जन के साथ लोहे और इस्पात के पिघलने की मुख्य कड़ी है। प्लेट हीट एक्सचेंजर मुख्य रूप से निम्नलिखित लिंक में उपयोग किए जाते हैंः
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उच्च भट्ठी धुआं गैस अपशिष्ट गर्मी वसूलीः उच्च भट्ठी द्वारा उत्पन्न धुआं गैस का तापमान 200-300°C है,और प्लेट हीट एक्सचेंजर विस्फोट हवा को गर्म करने या गर्म पानी उत्पन्न करने के लिए धुआं गैस की अपशिष्ट गर्मी बहाल कर सकते हैंअपशिष्ट गर्मी को पुनः प्राप्त करने के बाद, विस्फोट हवा का तापमान 50-80°C तक बढ़ाया जा सकता है, जिससे प्रति टन लोहे पर कोक्स की खपत 10-15kg तक कम हो सकती है।और उच्च भट्ठी के उत्पादन दक्षता में सुधार.
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उच्च भट्ठी के स्लैग का ठंडा होनाः उच्च भट्ठी के स्लैग का तापमान 1400-1500°C है, और प्लेट हीट एक्सचेंजर अपशिष्ट गर्मी को वाष्प उत्पन्न करने के लिए पुनर्प्राप्त करते हुए स्लैग को 200°C से नीचे ठंडा कर सकता है।पुनर्प्राप्त भाप का उपयोग बिजली उत्पादन या उत्पादन हीटिंग के लिए किया जा सकता है, और ठंडा स्लैग का उपयोग निर्माण सामग्री के रूप में किया जा सकता है, जिससे अपशिष्ट संसाधनों का व्यापक उपयोग हो सकता है।
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प्रचलित जल का शीतलन: उच्च भट्ठी का प्रचलित जल प्रणाली (जैसे उच्च भट्ठी शरीर के लिए शीतलन जल, ट्यूयर, आदि)) को उपकरण के सामान्य संचालन को सुनिश्चित करने के लिए ठंडा किया जाना चाहिए।प्लेट हीट एक्सचेंजर में उच्च शीतलन दक्षता होती है और यह छोटे फर्श स्थान और आसान रखरखाव के साथ आवर्ती पानी को आवश्यक तापमान तक जल्दी ठंडा कर सकता है।
3.2.2 कन्वर्टर स्टीलमेकिंग में अनुप्रयोग
कन्वर्टर स्टील निर्माण एक उच्च तापमान ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया प्रक्रिया है, जो उच्च तापमान धुआं गैस और अपशिष्ट गर्मी की एक बड़ी मात्रा उत्पन्न करती है।प्लेट हीट एक्सचेंजर मुख्य रूप से धुआं गैस अपशिष्ट गर्मी वसूली और प्रक्रिया शीतलन में उपयोग किया जाता है:
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कनवर्टर धुआं गैस अपशिष्ट गर्मी वसूलीः कनवर्टर द्वारा उत्पन्न धुआं गैस का तापमान 1200-1400°C है और प्लेट हीट एक्सचेंजर वाष्प उत्पन्न करने के लिए अपशिष्ट गर्मी का वसूली कर सकता है,जिसका उपयोग विद्युत उत्पादन या उत्पादन हीटिंग के लिए किया जाता हैउदाहरण के लिए, चीन में एक इस्पात संयंत्र में, प्लेट हीट एक्सचेंजर का उपयोग कन्वर्टर फ्लू गैस की अपशिष्ट गर्मी को पुनः प्राप्त करने के लिए किया जाता है, और उत्पन्न भाप प्रति दिन 50,000 kWh बिजली उत्पन्न कर सकती है,उद्यम की बिजली की खपत में 15% की कमी.
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कन्वर्टर उपकरण का ठंडा करना: कन्वर्टर शेल, ट्रनीयन और अन्य उपकरण ऑपरेशन के दौरान बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न करेंगे, जिसे उपकरण के विरूपण और क्षति को रोकने के लिए ठंडा करने की आवश्यकता है।प्लेट हीट एक्सचेंजर उपकरण के शीतलन पानी ठंडा कर सकते हैं, उच्च गर्मी हस्तांतरण दक्षता और स्थिर संचालन के साथ, कनवर्टर के सामान्य संचालन को सुनिश्चित करता है।
3.2.3 निरंतर कास्टिंग और रोलिंग में अनुप्रयोग
निरंतर कास्टिंग और रोलिंग इस्पात उत्पादन की मुख्य कड़ी है, जिसमें उच्च तापमान कास्टिंग बिलेट शीतलन और रोलिंग तेल शीतलन शामिल है।प्लेट हीट एक्सचेंजर मुख्य रूप से निम्नलिखित लिंक में उपयोग किए जाते हैं:
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कास्टिंग बिलेट शीतलनः निरंतर कास्टिंग से उत्पन्न कास्टिंग बिलेट का तापमान 1000-1200°C है, और रोलिंग से पहले इसे एक निश्चित तापमान तक ठंडा करने की आवश्यकता होती है।प्लेट हीट एक्सचेंजर कास्टिंग बिलेट के शीतलन पानी ठंडा कर सकते हैं, उच्च शीतलन दक्षता और समान शीतलन के साथ, जो कास्टिंग बिलेट की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है और दोषों की घटना को कम कर सकता है।
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रोलिंग तेल शीतलनः रोलिंग प्रक्रिया में, रोलिंग तेल घर्षण के कारण बहुत गर्मी उत्पन्न करेगा,और लुब्रीकेशन प्रभाव और रोल्ड उत्पाद की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए रोलिंग तेल के तापमान को 30-40°C पर नियंत्रित किया जाना चाहिएप्लेट हीट एक्सचेंजर रोलिंग तेल को कुशलतापूर्वक ठंडा कर सकता है, उच्च तापमान के कारण तेल ऑक्सीकरण और बिगड़ने की समस्या को हल कर सकता है, और रोलिंग तेल के सेवा जीवन का विस्तार कर सकता है।
4रासायनिक उद्योग में प्लेट हीट एक्सचेंजर्स का अनुप्रयोग
रासायनिक उद्योग में विभिन्न प्रकार की प्रतिक्रिया प्रक्रियाएं शामिल हैं, जैसे संश्लेषण, अपघटन, बहुलकरण और पृथक्करण,जो तापमान नियंत्रण और गर्मी हस्तांतरण दक्षता पर सख्त आवश्यकताएं हैंप्लेट हीट एक्सचेंजर्स का उपयोग कोयला रसायन उद्योग, पेट्रो रसायन उद्योग, ठीक रसायन उद्योग में किया जाता है।और अन्य क्षेत्रों में संक्षारक माध्यमों और लचीले संचालन के लिए अपनी मजबूत अनुकूलन क्षमता के कारण.
4.1 कोयला रसायन उद्योग में अनुप्रयोग
कोयला रसायन उद्योग स्वच्छ कोयला के उपयोग की एक महत्वपूर्ण दिशा है, जिसमें कोयला गैसीकरण, कोयला द्रवीकरण, कोयला से रसायन (जैसे कोयला से एथिलीन ग्लाइकोल, कोयला से मेथनॉल),और अन्य प्रक्रियाएंइन प्रक्रियाओं में उच्च तापमान, उच्च दबाव और संक्षारक माध्यम (जैसे कोयला गैस, सिंथेटिक गैस, एसिड-बेस समाधान) शामिल हैं।और प्लेट हीट एक्सचेंजर गर्मी हस्तांतरण और अपशिष्ट गर्मी वसूली में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं.
4.1.1 कोयले के गैसीकरण में अनुप्रयोग
कोयला गैसकरण कोयला रसायन उद्योग का मुख्य अंग है, जिसमें कोयला उच्च तापमान (1300-1500°C) पर ऑक्सीजन और भाप के साथ प्रतिक्रिया करके सिंथेटिक गैस (CO + H2) उत्पन्न करता है।प्लेट हीट एक्सचेंजर्स का उपयोग मुख्य रूप से निम्नलिखित लिंक में किया जाता है:
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सिंथेटिक गैस शीतलन: कोयले के गैसीकरण से उत्पन्न सिंथेटिक गैस का उच्च तापमान (1000-1200°C) होता है, और बाद में शुद्धिकरण और उपयोग से पहले इसे 200-300°C तक ठंडा करने की आवश्यकता होती है।उच्च तापमान प्रतिरोधी और संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री (जैसे हैस्टेलॉय) से बने प्लेट हीट एक्सचेंजर कुशलता से सिंथेटिक गैस को ठंडा कर सकते हैंवसूली की गई भाप का उपयोग गैसीकरण प्रतिक्रिया या बिजली उत्पादन के लिए किया जा सकता है, जिससे ऊर्जा उपयोग दर में सुधार होता है।
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अपशिष्ट जल उपचार: कोयला गैसीकरण प्रक्रिया में अपशिष्ट जल की एक बड़ी मात्रा उत्पन्न होती है, जिसमें बहुत अधिक कार्बनिक पदार्थ और हानिकारक पदार्थ होते हैं।प्लेट हीट एक्सचेंजर अनायरोबिक उपचार के लिए एक निश्चित तापमान के लिए अपशिष्ट जल गर्म कर सकते हैंएक ही समय में, प्लेट हीट एक्सचेंजर उपचारित अपशिष्ट जल की अपशिष्ट गर्मी को पुनः प्राप्त कर सकता है, जिससे ऊर्जा की खपत कम हो जाती है।
4.1.2 कोयला द्रवीकरण में अनुप्रयोग
कोयला द्रवीकरण कोयला को तरल ईंधन (जैसे गैसोलीन, डीजल) और रासायनिक कच्चे माल में परिवर्तित करने की प्रक्रिया है।प्रक्रिया में उच्च तापमान (400-500°C) और उच्च दबाव (10-20MPa) शामिल है, और प्लेट हीट एक्सचेंजर मुख्य रूप से निम्नलिखित लिंक में उपयोग किए जाते हैंः
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प्रतिक्रिया उत्पाद शीतलन: कोयला द्रवीकरण के प्रतिक्रिया उत्पाद का तापमान उच्च होता है और इसे पृथक्करण और शुद्धिकरण के लिए उपयुक्त तापमान तक ठंडा करने की आवश्यकता होती है।प्लेट हीट एक्सचेंजर कुशलता से प्रतिक्रिया उत्पाद ठंडा कर सकते हैं, उच्च गर्मी हस्तांतरण दक्षता और स्थिर संचालन के साथ, जुदाई प्रक्रिया की सुचारू प्रगति सुनिश्चित करता है।
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अपशिष्ट ताप वसूली: कोयला द्रवीकरण प्रतिक्रिया में उत्पन्न अपशिष्ट ताप को कच्चे माल को गर्म करने या भाप उत्पन्न करने के लिए प्लेट हीट एक्सचेंजर द्वारा पुनः प्राप्त किया जा सकता है।प्रक्रिया की ऊर्जा खपत को कम करनाउदाहरण के लिए, कोयले के द्रवीकरण संयंत्र में, प्लेट हीट एक्सचेंजर का उपयोग प्रतिक्रिया उत्पाद की अपशिष्ट गर्मी को पुनः प्राप्त करने के लिए किया जाता है,जो प्रति टन तरल ईंधन पर ऊर्जा खपत को 10-12% तक कम कर सकता है.
4.1.3 कोयले से रसायनों में अनुप्रयोग
कोयला से रासायनिक प्रक्रिया (जैसे कोयला से एथिलीन ग्लाइकोल, कोयला से मेथनॉल) में, प्लेट हीट एक्सचेंजर मुख्य रूप से संश्लेषण, पृथक्करण और शोधन लिंक में उपयोग किए जाते हैंः
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संश्लेषण प्रतिक्रिया गर्मी हस्तांतरणः एथिलीन ग्लाइकोल और मेथनॉल की संश्लेषण प्रतिक्रिया एक एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया है,और प्रतिक्रिया द्वारा उत्पन्न गर्मी प्रतिक्रिया तापमान को नियंत्रित करने के लिए समय में हटा दिया जाना चाहिएप्लेट हीट एक्सचेंजर प्रतिक्रिया की गर्मी को कुशलता से हटा सकता है, प्रतिक्रिया तापमान की स्थिरता सुनिश्चित कर सकता है, और प्रतिक्रिया की रूपांतरण दर और चयनशीलता में सुधार कर सकता है।
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पृथक्करण और शुद्धिकरण गर्मी हस्तांतरणः उत्पाद की पृथक्करण और शुद्धिकरण प्रक्रिया में, सामग्री को गर्म या ठंडा करने की आवश्यकता होती है।प्लेट हीट एक्सचेंजर सामग्री के हीटिंग और शीतलन का एहसास कर सकते हैं, उच्च गर्मी हस्तांतरण दक्षता और लचीला संचालन के साथ, जो जुदाई प्रक्रिया के परिवर्तन के लिए उपयुक्त है।
4.2 पेट्रोकेमिकल उद्योग में अनुप्रयोग
पेट्रोकेमिकल उद्योग में कच्चे तेल को पेट्रोल, डीजल, एथिलीन, प्रोपीलीन और अन्य उत्पादों में परिष्कृत किया जाता है, जिसमें जटिल प्रक्रियाएं और कठोर कार्य परिस्थितियां होती हैं।प्लेट हीट एक्सचेंजर का व्यापक रूप से कच्चे तेल के प्रीहीटिंग में उपयोग किया जाता है, उत्पाद शीतलन, अपशिष्ट गर्मी की वसूली और अन्य लिंक, जो ऊर्जा की खपत को प्रभावी ढंग से कम कर सकते हैं और उत्पादन दक्षता में सुधार कर सकते हैं।
4.2.1 कच्चे तेल के प्रीहीटिंग में अनुप्रयोग
डिस्टिलिंग से पहले कच्चे तेल को एक निश्चित तापमान (200-300°C) तक प्रीहीट करने की आवश्यकता होती है।पारंपरिक पद्धति में शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर का उपयोग किया जाता है ताकि आसवन उत्पाद की अपशिष्ट गर्मी के साथ कच्चे तेल को पूर्व-गर्म किया जा सकेहालांकि, शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर में कम हीट ट्रांसफर दक्षता है और इसे स्केल करना आसान है। प्लेट हीट एक्सचेंजर आसवन उत्पाद (जैसे गैसोलीन,डीजल, भारी तेल) कच्चे तेल को प्रीहीट करने के लिए, जिसमें 2000-3000 W/ ((m2·°C का हीट ट्रांसफर गुणांक होता है, जो शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर की तुलना में 2-3 गुना होता है।प्लेट हीट एक्सचेंजर को साफ करना आसान हैउदाहरण के लिए, एक रिफाइनरी में, एक प्लेट हीट एक्सचेंजर का उपयोग करके कच्चे तेल को प्रीहीट करने के बाद,कच्चे तेल के टन प्रति ऊर्जा खपत 5-8% कम हो जाती है, और वार्षिक ऊर्जा बचत लगभग 30,000 टन मानक कोयले है।
4.2.2 उत्पाद शीतलन में अनुप्रयोग
पेट्रोकेमिकल उत्पादन प्रक्रिया में, डिस्टिलिंग, क्रैकिंग,और अन्य प्रक्रियाओं में उच्च तापमान होते हैं और उन्हें भंडारण और परिवहन के लिए उपयुक्त तापमान पर ठंडा करने की आवश्यकता होती हैप्लेट हीट एक्सचेंजर्स का उपयोग उत्पाद शीतलन में उनकी उच्च शीतलन दक्षता और कॉम्पैक्ट संरचना के कारण व्यापक रूप से किया जाता है। उदाहरण के लिए, एथिलीन क्रैकिंग प्रक्रिया में,क्रैक्ड गैस का तापमान 800-900°C है, और प्लेट हीट एक्सचेंजर क्रैक गैस को कम समय में 100-200 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा कर सकता है, जिस
