溶融と化学産業におけるプレート熱交換器の応用

1紹介

2プレート熱交換器の基本作業原理と利点

2.1 基本作業原理

2.2 主要な利点

• 高熱伝送効率:波紋板構造により,容量単位あたりの熱伝送面積が増加し,介質の渦巻が強化されます.シェル・アンド・チューブ式熱交換機よりもはるかに高い溶融と化学産業では,熱交換負荷が大きく,介質が複雑であるため,この利点は効率的に機器の体積を削減し,床面積を節約することができます.
• コンパクトな構造:プレート熱交換器は積み重ねた構造を採用し,容量単位あたりの高熱伝送面積を有する.同じ熱伝送容量下では,その容量は,シェル・アンド・チューブ熱交換器の 1/3-1/5 しかありません工場面積が限られている場合,特に適しています.
• 柔軟な組立:実際の熱交換需要に応じてプレートの数を増加または減少させ,プレートの組み合わせを変更することで流れチャネルを調整できます.生産負荷の変化に強い適応力がある製造条件が変動する鋳造と化学産業では,この柔軟性は企業に生産プロセスを時間内に調整するのを助けます.
• 容易な保守と清掃: プレート熱交換器のプレートは簡単に分解され,プレートの表面は物理的または化学的方法で清掃できます.熱交換過程でスケーリングと汚れの問題を解決するのに便利です溶融と化学産業では,介質が不純物を含んでスケーリングが容易である場合,この利点は,機器の使用寿命を効果的に延長し,生産プロセスの安定した動作を保証することができます..
• 耐腐食性:プレートは,介質の腐食特性に応じて,異なる材料 (チタン合金,ハステロイ,ニッケル合金など) で作ることができます.様々な強い酸の腐食に適応できる溶融と化学産業における高温介質.
• エネルギー節約と消費量の削減:高熱伝達効率により,プレート熱交換器は,生産過程で廃棄熱を完全に回収できます.企業のエネルギー消費を削減する溶融と化学産業におけるグリーン・低炭素開発の要求を満たす.

3鋳造産業におけるプレート熱交換器の応用

3.1 非鉄金属の鋳造における応用

3.1.1 銅の溶融における応用

• 煙ガス廃棄熱回収:銅の融解で生成される高温の煙ガス (800~1000°C) には多くの廃棄熱が含まれます.プレート熱交換器は,燃焼空気を暖めるために煙草ガスの廃棄熱を回収したり,熱水を発生することができます例えば,中国の銅 smelterでは,熱効率が向上し,熱効率が向上します.プレート熱交換器を使用して煙草ガスからの廃棄熱を回収した後銅の1トンあたりのエネルギー消費量は8~10%削減され,標準炭の年間エネルギー節約は約5万トンです.
• 溶融スラグ冷却:銅の溶融で生成される溶融スラグは高温 (1100~1200°C) で,多くの熱を含んでいます.プレート熱交換器は,溶融スラグを適切な温度 (200°C以下) に冷却し,その後処理 (スラグの利用など) を行うことができます.蒸気や熱水を生成するためにスラッグの廃棄熱を回収する.伝統的な水消化方法と比較して,プレート熱交換器はスラッグの廃棄熱の70%以上を回収できる冷却されたスラッグは質が高く,総合利用率は高くなります.
• 電解液冷却:銅の電解過程では,電解液 (硫酸溶液) は電解反応により多くの熱を生成します.そして電解液の温度を60~65°Cで制御し,電解効果を確保する必要があります.プレート熱交換器は,熱伝達係数1500〜2500W/m2°Cで,電解質を効率的に冷却することができる.これは,シェルとチューブ熱交換器の2-3倍である.同時に,プレート熱交換器の掃除が容易で 熱交換過程で電解液のスケーリングの問題が解決できます

3.1.2 アルミニウム溶融における応用

• 溶けた塩冷却:アルミ電解電池の電解質は,溶けた塩の混合物 (950~970°C) で,製造過程で,溶けた塩は運び回る前に ある温度まで冷却する必要があります高温耐性および腐食耐性のある材料 (ニッケル合金など) で作られたプレート熱交換器は,溶けた塩を効率的に冷却し,冷却効率が90%以上になります.,そして電解電池の安定した動作を保証する.
• 電解電池機器の冷却:電解電池殻,バスバー,その他の機器は,動作中に多くの熱を生成し,機器の損傷を防ぐために冷却する必要があります.プレート熱交換器は,設備の冷却水を冷却することができます構造がコンパクトで床面積が小さいため,電解工房の配置に適しています.
• 煙草の廃棄熱回収: アルミの溶融過程で発生する煙草は200〜300°Cの温度を有する.そしてプレート熱交換器は,生産水や家庭用水を暖めるために煙草ガスからの廃棄熱を回収することができます企業のエネルギー消費を削減する.

3.1.3 亜鉛と鉛の溶融における応用

• 焼却の煙ガス廃棄熱回収:亜鉛と鉛の焼却過程で生成される煙ガスは,温度が600~800°Cである.そしてプレート熱交換器は,蒸気を生成するために廃棄熱を回収することができます例えば,亜鉛溶融工場では,プレート熱交換器が焼却煙ガスからの廃棄熱を回収するために使用されます.生産された蒸気は,企業の生産と国内蒸気需要の30%を満たすことができる.
• 溶液の加熱と冷却: 亜鉛と鉛の水金属鉱業の溶融では,溶液の加熱により溶液の効率が向上します.浄化と電解の前に溶液を冷却する必要がありますプレート熱交換器は,高熱伝送効率と柔軟な操作で,加熱と冷却の両方の機能を実現することができます.
• エレクトロライト冷却: 亜鉛と鉛の電圧加工過程では,電解質の温度を35-45°Cで制御する必要があります.プレート熱交換器は効率的に電解質を冷却することができます.縮小や腐食の問題を解決する電気生産の安定性と製品の質を保証する.

3.2 鉄金属の溶融における応用

3.2.1 高炉製鉄における応用

• 高炉の煙ガス廃棄熱回収:高炉で発生する煙ガスは200~300°Cの温度を有する.そしてプレート熱交換器は,爆発空気を暖めるために煙草ガスの廃棄熱を回収したり,熱水を発生させることができます.廃棄熱を回収した後,爆撃空気の温度を50~80°C上昇させ,鉄の1トンのコックスの消費量を10~15kg削減することができる.そして高炉の生産効率を向上させる.
• 高炉スラグの冷却:高炉スラグは1400〜1500°Cの温度があり,プレート熱交換器は,蒸気を発生させるために廃棄熱を回収しながら,スラグを200°C以下まで冷却することができます.復元された蒸気は,発電または発電の暖房に使用できます.廃棄物資源の包括的な利用を実現し,冷却されたスラッグを建材として使用することができます.
• 循環水の冷却: 高炉の循環水システム (高炉の冷却水,チューエールなど)設備の正常な動作を確保するために冷却する必要があります.プレート熱交換器は冷却効率が高く,循環中の水を必要な温度に迅速に冷却することができ,地面積が小さく,保守が簡単です.

3.2.2 変換鋼鉄製造における応用

• 変換器の煙ガス廃棄熱回収: 変換器によって生成される煙ガスは1200~1400°Cの温度で,プレート熱交換器は,蒸気を生成するために廃棄熱を回収できます.発電または発電暖房に使用される例えば,中国の鉄鋼工場では,プレート熱交換器がコンバーター煙草の廃棄熱を回収するために使用され,生成された蒸気は1日5万kWhの電力を生成することができます.電力消費量を15%削減する.
• 変換装置の冷却: 変換器のシェル,トランニオン,その他の機器は,動作中に多くの熱を生成し,機器の変形や損傷を防ぐために冷却する必要があります.プレート熱交換器は,設備の冷却水を冷却することができます,高熱伝達効率と安定した動作で,コンバーターの正常な動作を保証します.

3.2.3 連続鋳造およびロールリングにおける適用

• 鋳造ビレットの冷却:連続鋳造で生成される鋳造ビレットは1000~1200°Cの温度を持ち,ロールする前に一定の温度まで冷却する必要があります.プレート熱交換器は,鋳造ビレットの冷却水を冷却することができます高冷却効率と均質な冷却により,鋳造ビレットの質を向上させ,欠陥の発生を減らすことができます.
• ローリングオイル冷却:ローリングプロセスでは,ローリングオイルは摩擦により多くの熱を生成します.滑滑効果とロール製品の質を確保するために,ロールオイルの温度を30〜40°Cで制御する必要があります.プレート熱交換器は,効率的にローリングオイルを冷却し,高温によって引き起こされるオイル酸化と劣化の問題を解決し,ローリングオイルの使用寿命を延長することができます.

4化学産業におけるプレート熱交換器の応用

4.1 石炭化学産業における応用

4.1.1 石炭ガス化における応用

• 合成ガス冷却:石炭ガス化によって生成される合成ガスは高温 (1000~1200°C) で,その後の浄化と利用前に200~300°Cまで冷却する必要があります.高温耐性および腐食耐性のある材料 (ハステロイなどの) から作られたプレート熱交換器は,効率的に合成ガスを冷却することができます蒸気を発生させるため廃棄熱を回収する.回収された蒸気をガス化反応または発電に使用し,エネルギー利用率を改善することができます.
• 廃棄水処理:石炭ガス化過程で大量の廃棄水が発生し,多くの有機物質と有害物質が含まれています.プレート熱交換器は,無酸素処理のために一定の温度に廃棄水を熱することができます同時に,プレート熱交換器は処理された廃棄水の廃棄熱を回収し,エネルギー消費を削減することができます.

4.1.2 石炭液化における応用

• 反応産物の冷却:石炭液化による反応産物は高温で,分離と浄化のために適した温度まで冷却する必要がある.プレート熱交換器は効率的に反応製品を冷却することができます高熱伝達効率と安定した動作で,分離プロセスのスムーズな進行を保証します.
• 廃棄熱回収: 石炭液化反応で発生する廃棄熱は,原材料を熱したり蒸気を発生させるためにプレート熱交換機で回収できます.プロセスのエネルギー消費を減らす例えば,石炭液化装置では,プレート熱交換器は,反応製品の廃棄熱を回収するために使用されます.液体燃料"トンあたりのエネルギー消費を10~12%削減できる.

4.1.3 石炭から化学品への応用

• 合成反応熱伝達:エチレングリコールとメタノールの合成反応は,外熱反応である.反応によって発生する熱は,反応温度を制御するために時間内に除去する必要があります.プレート熱交換器は,反応熱を効率的に除去し,反応温度の安定性を確保し,反応の変換速度と選択性を改善することができます.
• 分離と浄化熱伝達:製品の分離と浄化過程では,材料を熱したり冷やしたりする必要があります.材料の加熱と冷却を実現することができます,高熱伝達効率と柔軟な操作で,分離プロセスの変更に適しています.

4.2 石油化学産業における応用

4.2.1 原油予熱における応用

4.2.2 製品冷却における適用

4.2.3 廃棄熱回収における応用

4.3 繊細化学産業における応用

4.3.1 合成反応における応用

4.3.2 結晶化および蒸留における応用

5実践的な応用における課題と解決策

5.1 腐食問題と解決策

• 適当なプレート材料を選択する: 介質の腐食特性に応じて,プレートの腐食耐性のある材料を選択する.例えば酸性介質では,チタン合金,ハステロイ塩基媒体の場合は,ステンレス鋼,ニッケル合金,その他の材料を選択できます.プレートの表面は処理できる (消化など)耐腐蝕性を向上させるため
• 適切な密封材を選択する:密封材は媒体の漏れを防ぐための重要な部分であり,その耐腐蝕性はプレート熱交換器の動作安定性に直接影響します.介質の特性と動作温度に応じて耐腐食性や高温性のあるガシケット材料を EPDM,FKM,PTFEなどで選択する耐腐蝕性や高温性のあるPTFEガシケットは選択できます.
• プレート熱交換器に入れる前に,介質内の不純物や腐食性物質 (硫化脱水,脱酸化,フィルタリング材料の腐食を減らすため.

5.2 スケーリング問題と解決策

• プレート熱交換器に入れる前に,水処理 (軟化,水処理など) を行う必要があります.塩分を淡化する (塩分を淡化する) 方法により,介質内のカルシウムとマグネシウムイオン含有量を減らす汚れを含む媒体の場合は,汚れを除去するためにフィルタリング機器を使用できます.
• 定期清掃: プレート熱交換器を定期的に分解し,プレートの表面を清掃します. 清掃方法は物理清掃 (高圧水洗,化学洗浄 (例えば,漬け込み)プレートの表面のスケールを取り除き,機器の熱伝送効率を回復することができます.清掃サイクルは,介質のスケーリング状況に応じて決定されるべきである..
• 動作パラメータを最適化: 流量と温度を調整し,流量が遅すぎたり,温度が高くなりすぎたりしないようにします.大きさの形成を減らすことができます例えば,介質の流量を増やすことは,渦巻を増加させ,境界層の厚さを減少させ,スケール形成を防ぐことができます.

5.3 高温・高圧耐性問題と解決策

• 高温および高圧耐性のあるプレート材料を選択します.ニッケル合金,ハステロイなどの高温および高圧耐性のあるプレート材料を選択します.他の材料高温と高圧に耐えるし,プレートの変形を防ぐことができる.
• プレート構造を最適化: 強化されたプレート構造 (加厚プレート,プレートの耐圧性と高温耐性を向上させるため同時に,プレート間の距離は,介質の圧力損失を軽減し,機器の動作安定性を向上させるために調整できます.
• 高温・高圧耐性ガシケットを選択する: 高温・高圧耐性のあるガシケットを選択する.例えば金属ガシケート.高温耐性のあるPTFEパケット高温や高圧下でガシケットの老化や漏れを防ぐことができます

6溶融と化学産業におけるプレート熱交換器の発展傾向

• 高効率と省エネ: 溶融と化学産業のエネルギー節約と排出削減の要求が増加しているため,プレート熱交換器の熱伝送効率はさらに向上するプレート構造 (新しい波紋構造など) を最適化し,材料性能を向上させ,流通チャネル設計を最適化することで,プレート熱交換器の熱伝達係数はさらに増加しますエネルギー消費はさらに減少します
• 耐腐食性と高温性: 鋳造と化学産業の応用範囲の拡大とともに,労働条件はますます厳しいものになります.プレート熱交換器の耐腐蝕性や高温性に対する要求はますます高くなっています新しい耐腐蝕性および高温性材料 (新しい合金材料,複合材料など) がプレート熱交換器の生産に広く使用される.設備の使用寿命と運用安定性を向上させる.
• インテリジェントで自動化: インテリジェント製造の発展とともに,プレート熱交換機は,インテリジェントなモニタリングと制御システムで装備されます.動作パラメータをリアルタイムに監視できる (温度など)機器の潜在的故障を予測し,自動清掃と保守を実現します. これにより,機器の運用効率が向上できます.操作者の労力を減らす装置の安定した動作を保証します.
• 大規模とカスタマイズ: 鋳造と化学産業の生産規模拡大とともに,大規模プレート熱交換器の需要は増加しています.同時に,鋳造と化学産業の生産プロセスの多様性によりプレート熱交換器のカスタマイゼーションの要件もますます高くなっています.製造業者は,企業の実際のニーズに応じて,大規模およびカスタマイズされたプレート熱交換機を開発します.異なる生産プロセスのニーズを満たすために
• 統合と多機能性:プレート式熱交換機は,他の機器 (原子炉,分離機など) と統合され,統合された熱交換システムを形成する.熱伝送などの多機能操作を実現できる工場の生産効率を向上させ,設備の床面積を削減する.

7結論