Piikarbidikuori ja putkilämmönsiirrin

Korroosionkestävät piikarbidikuoriset putkilämmönsiirtimet on suunniteltu erittäin syövyttävien kemikaalien jäähdyttämiseen, lauhduttamiseen, lämmittämiseen ja haihduttamiseen. Lämmönvaihtimet on valmistettu suoraan sintratuista piikarbidiputkista, jotka on suljettu PFA/FFKM-vuorattuihin F4- tai teräksisiin keräysputkiin, ja niiden korroosionkestävyys on erinomainen.

TEMA luokittelee lämmönvaihtimet niiden etupään kiinteän pään ja kuoren kokoonpanojen mukaan. Ne voivat toimia joko rinnakkais- tai vastavirralla.

Edut

Vaippalämmönsiirrin koostuu piikarbidiputkista, jotka on suljettu ruostumattomasta teräksestä tai PFA:sta vuoratun vaipan sisään, jossa yksi neste kiertää putkien läpi, kun taas toinen neste virtaa putkien yli ja itse vaipan läpi, jolloin lämpö siirtyy johtumalla nesteestä toiseen. Tällaisen vaihtimen sopivia sovelluksia ovat jäähdytys-, lauhdutus- ja lämmitysprosessit sekä absorptio- tai haihdutussovellukset.

Piikarbidilla on erinomainen korroosionkestävyys, ja se kestää hyvin rikkihappoa, typpihappoa, fosforihappoa, sekahappoja, fluorivetyhappoa ja vahvoja emäksiä. Näin ollen se korvaa erinomaisesti grafiitin erittäin syövyttävissä ympäristöissä. Lisäksi suoraan sintrattu piikarbidi (SSiC) voidaan hitsata helposti verrattuna SiSiC:hen, joka sisältää vapaata piidioksidia, johon kemialliset liuokset voivat hyökätä ja joka voidaan pestä pois lämmönvaihtimesta, koska se voi hyökätä kemiallisesti vapaaseen piidioksidiin, joka on suodatetun piikarbidin (SiSiC) sisällä.

Kuorilämmönsiirtimet ovat pienikokoisempia kuin levylämmönsiirtimet, ja niiden etuna on, että ne voidaan helposti avata tarkastusta varten ilman purkamista. GAB Neumannin SR-tyyppisissä lämmönsiirtimissä on nivelellä tuettu ohjauslevyjärjestelmä, joka mahdollistaa puhdistuksen molemmissa päissä, jolloin huoltoon pääsee helposti molemmista päistä.

Sovellukset

Piikarbidilla on monia käyttökohteita teollisuusympäristöissä, ja se on edullinen vaihtoehto perinteisemmille lämmönsiirtomateriaaleille. Piikarbidi on korroosionkestävyydeltään ja lämmönjohtavuudeltaan ylivoimainen, joten sen käyttöikä on pidempi, huoltokustannukset pienemmät ja energiatehokkuus parempi.

Tämän rakenteen omaavat lämmönvaihtimet koostuvat suljetusta putkipaketista, joka on täytetty yhdellä nesteellä, joka kulkee niiden läpi toisen nesteen kulkiessa niiden yli, jolloin niiden reitit pysyvät erillään toisistaan ilman, että nesteet ovat suoraan kosketuksissa toisiinsa. Kuoressa olevien virtausohjaimien ja putkien sisäisten turbulenssilaitteiden tuottama turbulenssi auttaa parantamaan suorituskykyä poistamalla prosessien kuolleet kohdat.

Keraamisissa putkissa on tiiviit rakenteet, jotka vastustavat luonnostaan likaantumista, mikä pidentää puhdistusjaksojen välistä aikaa ja vähentää seisokkiaikaa. Lisäksi SiC:n erinomainen lämmönjohtavuus ja alhainen CTE tekevät siitä erinomaisen materiaalivalinnan sovelluksiin, joihin liittyy nopeita lämpötilanvaihteluita.

Umax-lämmönvaihtimissa on saniteettirakenne, joka tekee puhdistamisesta ja korjaamisesta helppoa ilman, että niiden kokoonpanossa olevia muita putkia tarvitsee häiritä tai osia ottaa pois. Tämä vähentää seisokkiaikaa ja kustannuksia merkittävästi ja jättää samalla luontaisesti likaantumista kestävän pinnan, joka voidaan puhdistaa painepesulla tai kemiallisesti vahingoittumatta; luotettavuutta lisäävät entisestään kaksinkertaiset O-rengastiivisteet, joita käytetään samanaikaisesti sekä putkilevyissä että toissijaisessa vastalevyssä.

Suunnittelu

Piikarbidikuoriset putkilämmönsiirtimet siirtävät lämpöä kuumien nesteiden ja kylmien nesteiden välillä käyttämällä sylinterimäisen teräskuoren sisään koteloituja putkia. Yksi tällaisten lämmönvaihtimien tärkeimmistä vaatimuksista on niiden kyky käsitellä suuria lämpötilavaihteluita ja korkeita painetasoja; ohjauslevyt auttavat hallitsemaan virtausta, kun taas sisäiset turbulenssit varmistavat tasaisen turbulenssin putken puolella lämmönsiirron tehokkuuden parantamiseksi ja samalla vähentävät likaantumisongelmia.

Korroosionkestävyys on olennainen osa piikarbidikuorisen putkilämmönsiirtimen suunnittelua, ja näitä yksiköitä voidaan usein nähdä integroituna kemiallisiin tai farmaseuttisiin prosesseihin, joissa käytetään erittäin syövyttäviä aineita. Jotta niiden kyky käsitellä erilaisia kemikaaleja säilyisi ehjänä, sekä putkissa että kuoressa käytetään usein F4- tai PFA-vuorta.

SiC-keramiikkaputkien tiiviin rakenteen ansiosta ne ovat luonnostaan vastustuskykyisiä likaantumiselle verrattuna muihin lämmönsiirtosovelluksissa yleisesti käytettyihin materiaaleihin, mikä pidentää merkittävästi huoltoseisokkien välistä toiminta-aikaa ja lisää tuottavuutta. Lisäksi tämäntyyppisillä keraamisilla putkilla on korkea lämmönjohtavuus, alhaiset CTE-arvot ja poikkeuksellinen lujuus, jotka tekevät niistä käytännössä immuuneja lämpöshokille.

Asennus

Piikarbidikuorisen putkilämmönsiirtimen suunnittelu määräytyy pitkälti prosessiolosuhteiden mukaan, joten sopivan laitetyypin ja -koon valitseminen riippuu pitkälti sellaisista tekijöistä kuin virtausnopeus, lämpötila-alue, paine-/lämpötila-alueet, materiaalin yhteensopivuus ja likaantumisongelmat sekä lukuisista muista seikoista. TEMA säätelee myös rakennesuunnittelua erilaisten kuorilämmönsiirtimien erityisten tunnistusten/luokitusten avulla.

Lämpölaite koostuu tyypillisesti kuoresta, jossa on kanavan kansi, joka on varustettu ohjauslevyillä. Kanavan sisällä on putkilevy, jonka päällä on putket. Kussakin putkilevyssä on oma pitopaikka, joka on varustettu piikarbidiputkien päätyosien vastaanottamiseen suunnitelluilla pyöreillä koaksiaalisilla pitopaikoilla.

Piikarbidiputket on tiivistetty perfluorielastomeeristen (PFKM) O-renkaiden avulla, jotka on puristettu samanaikaisesti molempiin putkilevyihin, mikä luo kaksinkertaisen tiivisteen, joka suojaa lämmönsiirrintä aggressiivisilta kemikaaleilta sekä korkeilta lämpötiloilta ja paineilta. Corresicin SR-kuoriputkilämmönsiirtimien ja SE-lohkolämmönsiirtimien valikoima tarjoaa riittävät ratkaisut erittäin syövyttäviin tai kuluttaviin teollisuusprosesseihin, mukaan lukien väkevien rikkihappopitoisuuksien laimentaminen.