碳化硅管壳式热交换器

耐腐蚀碳化硅管壳式热交换器设计用于冷却、冷凝、加热和蒸发高腐蚀性化学品。这些热交换器采用直接烧结碳化硅管，密封在内衬 PFA/FFKM 的 F4 管座或钢管座中，具有出色的耐腐蚀性。

TEMA 根据热交换器的前端固定封头和壳体结构对其进行分类。它们可以采用并流或逆流运行。

优势

管壳式热交换器由碳化硅管组成，管壳由不锈钢或 PFA 内衬，一种流体在管中循环，另一种流体流过管子并流过管壳，热量通过传导从一种流体传递到另一种流体。这种交换器的适用范围包括冷却、冷凝和加热过程以及吸收或蒸发应用。

碳化硅具有出色的耐腐蚀性，能很好地耐受硫酸、硝酸、磷酸、混合酸、氢氟酸和强碱。因此，在高腐蚀性环境中，碳化硅是石墨的理想替代品。此外，直接烧结碳化硅（SSiC）很容易焊接，而碳化硅（SiSiC）含有游离二氧化硅，可能会受到化学溶液的侵蚀，并通过对渗入碳化硅（SiSiC）中的游离二氧化硅的化学侵蚀而被冲出热交换器。

壳管式热交换器比板式热交换器更紧凑，而且具有无需拆卸即可轻松打开检查的优点。GAB Neumann 的 SR 型热交换器采用耳轴支撑挡板系统，可在两端进行清洁，便于在任何一端进行维护。

应用

碳化硅在工业环境中应用广泛，是传统传热材料的经济替代品。碳化硅具有优异的耐腐蚀性和导热性，可延长使用寿命，降低维护成本，提高能源效率。

采用这种设计的热交换器由一束封闭的管子组成，管子内充满一种流体，另一种流体从管子上方流过，流体之间没有直接接触。壳体中的挡流板和管子内部的涡轮产生的湍流消除了过程中的死角，有助于提高性能。

陶瓷管具有紧密的结构，自然不易结垢，从而延长了清洁周期之间的间隔时间，减少了停机时间。此外，SiC 还具有出色的导热性和低 CTE，是涉及快速温度波动的应用领域的绝佳材料选择。

Umax 热交换器采用卫生设计，使清洁和维修变得简单，而不会影响装配中的其他管子，也无需拆卸部件。这大大缩短了停机时间，降低了成本，同时在压力清洗或化学清洗时不会损坏固有的防污表面；同时在管板和二级反板上使用双 O 形圈密封，进一步提高了可靠性。

设计

碳化硅管壳式热交换器使用封装在圆柱形钢壳内的管子在热流体和冷流体之间传递热量。此类热交换器的一个关键要求是能够处理较大的温度变化和较高的压力水平；挡板有助于管理流体，而内部涡轮则确保管侧湍流均匀，以提高传热效率，同时减少结垢问题。

耐腐蚀性是碳化硅管壳式热交换器设计中不可或缺的组成部分，这些设备经常被集成到使用高腐蚀性物质的化学或制药工艺中。为了保持其处理各种化学物质的能力，通常会在其管子和外壳上使用 F4 或 PFA 内衬。

与热传导应用中常用的其他材料相比，SiC 陶瓷管的紧密结构使其具有固有的抗污垢能力，这大大延长了维护停机之间的运行时间，提高了生产率。此外，这种陶瓷还具有高导热性、低 CTE 值和优异的强度，使其几乎不受热冲击的影响。

安装

碳化硅管壳式热交换器的设计在很大程度上取决于工艺条件，因此选择合适的设备类型和尺寸在很大程度上取决于流速、温度范围、设计压力/温度范围、材料兼容性/防污问题以及许多其他考虑因素。TEMA 还通过对各种管壳式热交换器类型的具体识别/分类来规范其结构设计。

热设备通常由一个外壳和一个装有挡板的通道盖组成。通道内衬有管板，管板上装有管子。每个管片都有自己的固定座，固定座上装有圆形同轴座，用于安装碳化硅管的末端部分。

碳化硅管采用全氟弹性体 (PFKM) O 形圈密封，同时压在两块管板上，形成双重密封，以保护热交换器免受腐蚀性化学品以及高温和高压的影响。Corresic 的 SR 管壳式热交换器和 SE 块式热交换器系列为高腐蚀性或高磨损性工业流程（包括稀释浓硫酸浓度）提供了充足的解决方案。