化工換熱設(shè)備是在化工生產(chǎn)過程中即化學(xué)反應(yīng)物中實現(xiàn)熱能傳遞的設(shè)備,使熱量從溫度較高的流體傳給另一種溫度較低的流體。
在化肥、化工、煉油工業(yè)生產(chǎn)中,常常進行著各種不同的換熱過程,特別是近年開發(fā)的各種化工工藝,充分進行了熱能的綜合利用,各種型式的高效、節(jié)能換熱設(shè)備不斷推出,應(yīng)用到不同的冷換操作單元中。例如:加熱或冷卻、蒸發(fā)或冷凝。換熱設(shè)備就是在生產(chǎn)過程即化學(xué)反應(yīng)或物理反應(yīng)中實現(xiàn)熱能傳遞的設(shè)備,使熱量從溫度較高的流體傳給另一種溫度較低的流體。
根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同,為達到熱量的充分利用和滿足工藝參數(shù),換熱設(shè)備可以是熱交換器(如兩流體介質(zhì)相互換熱)、冷凝器(如用水蒸汽冷凝)、加熱器(如高溫工藝氣加熱水)、冷卻器(如水或液體氨作冷載體)等。
在化工生產(chǎn)中,換熱設(shè)備不但作為一個單獨的化工設(shè)備,而且在其他設(shè)備中也常附有換熱設(shè)備或換熱部分,如蒸餾設(shè)備中的回流冷凝器,蒸發(fā)設(shè)備中的加熱,高低變爐和氨合成塔中觸媒的換熱等,均為重要的不可缺少的化工操作設(shè)備。
化工生產(chǎn)流程中,用于汽-液、汽-氣、氣-氣、液-液之間的換熱設(shè)備,按熱量的授受方式可分為:
① 表面式換熱器;
② 蓄熱式換熱器;
③ 液體間接式換熱器;
④ 直接接觸式換熱器。
表面式換熱器是溫度不同的兩種流體在被壁面分開的空間里流動,通過壁面的導(dǎo)熱和流體在壁表面對流,兩種流體之間進行換熱。表面式換熱器有管殼式、套管式和其他型式的熱交換器。
蓄熱式換熱器是借助于由固體構(gòu)成的蓄熱體,把熱量從高溫流體傳遞給低溫流體,蓄熱體與高溫流體接觸一定時間,接受和儲蓄了一定熱量,然后與低溫流體接觸一定時間,把熱量釋放給低溫流體。蓄熱式換熱器有用在一段爐對流段上的旋轉(zhuǎn)換熱器,回收煙氣溫度用于預(yù)熱燃燒空氣;還有閥門切換式換熱器等。
流體連接間接式換熱器,是把兩個表面式換熱器由在其中循環(huán)的熱載體連接起來的換熱器,熱載體在高溫流體熱交換器和低溫流體之間循環(huán),在高溫流體換熱器接受熱量,在低溫流體換熱器把熱量釋放給低溫流體。
直接接觸式熱交換器是兩種流體直接接觸進行換熱的設(shè)備,例如:冷水塔、氣體冷凝器等。另外,換熱器按用途還可分為:
① 加熱器—把流體加熱到必要的溫度,但加熱流體沒有發(fā)生相的變化。
② 預(yù)熱器—預(yù)先加熱流體,為后序操作提供標(biāo)準(zhǔn)的工藝參數(shù);
③ 過熱器—用于把流體(工藝氣或蒸汽)加熱到過熱狀態(tài);
④ 蒸發(fā)器—用于加熱流體,達到沸點以上溫度,使其流體蒸發(fā),一般有相的變化。
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