لوله تبادل حرارتی SiC

در ده سال گذشته، به دلیل کمبود انرژی، کار صرفه جویی در انرژی بیشتر انجام شده است. انواع مختلف کوره های پیشرفته جدید و کم مصرف روز به روز بهبود یافته اند و استفاده از مواد عایق باکیفیت مانند الیاف نسوز جدید اتلاف حرارت کوره ها را به میزان قابل توجهی کاهش داده است. استفاده از دستگاه های احتراق پیشرفته باعث افزایش احتراق، کاهش میزان احتراق ناقص شده و نسبت هوا به سوخت نیز معقول بوده است. با این حال، فناوری کاهش تلفات حرارتی اگزوز و بازیابی گرمای اتلاف گازهای دودکش هنوز به سرعت پیشرفت نمی کند. تعداد زیادی از اجاق گازهای با دمای بالا در صنعت می توانند گاز دودکش را تا 1300 درجه تخلیه کنند و اتلاف انرژی گرمایی جدی است. به منظور بهبود بیشتر راندمان حرارتی کوره گرمایش و دستیابی به هدف صرفه جویی در انرژی و کاهش مصرف، بازیابی گرمای اتلاف گاز دودکش نیز راه مهمی برای صرفه جویی در انرژی است.

معمولاً دو راه برای بازیابی گرمای اتلاف گاز دودکش وجود دارد: یکی پیش گرم کردن قطعه کار. دوم این است که هوا را برای احتراق از قبل گرم کنید. قطعات کار پیش گرمایش گاز دودکش به حجم زیادی برای تبادل حرارت نیاز دارند که اغلب توسط محل کار محدود می شود (کوره های متناوب نمی توانند از این روش استفاده کنند). احتراق هوای پیش گرم روش بهتری است که به طور کلی بر روی کوره گرمایش پیکربندی می شود و همچنین می تواند احتراق را افزایش دهد، سرعت گرمایش کوره را تسریع کند و عملکرد حرارتی کوره را بهبود بخشد. این نه تنها الزامات فرآیند را برآورده می کند، بلکه در پایان به اثرات صرفه جویی انرژی جامع قابل توجهی نیز دست می یابد.

از دهه 1950، چین از پیش گرم کن ها برای پیش گرم کردن هوا در کوره های صنعتی استفاده می کند، که در میان آنها اشکال اصلی لوله ای، تابش استوانه ای و مبدل های حرارتی بلوک چدنی است، اما راندمان تبادل پایین است. در دهه 1980، چین به طور متوالی مبدل های حرارتی جت، تشعشع جت، کامپوزیت و دیگر مبدل های حرارتی را به طور عمده برای حل مشکل بازیابی گرمای اتلاف در دماهای متوسط ​​و پایین توسعه داد. نتایج قابل توجهی در بازیابی گرمای اتلاف گاز دودکش زیر 100 درجه به دست آمده است و راندمان تبادل حرارت بهبود یافته است. با این حال، در دماهای بالا، مواد مبدل حرارتی هنوز محدود است، عمر مفید کم است، حجم کار تعمیر و نگهداری زیاد است یا هزینه آن بالا است، که بر تبلیغ و استفاده تأثیر می گذارد.

اکثر مبدل های حرارتی مورد استفاده در حال حاضر مبدل های حرارتی فلزی هستند که فقط در دماهای پایین قابل استفاده هستند. وقتی دمای گاز بالاست نمی توان مستقیما از آنها استفاده کرد. مقدار زیادی هوای سرد باید نفوذ کند و محافظت در دمای بالا مانند فن خنک کننده دمنده و سیستم کنترل مورد نیاز است. هنگامی که هوای سرد نفوذ می کند، دمای بازیابی مبدل حرارتی پایین خواهد بود.

مبدل‌های حرارتی سرامیکی تحت محدودیت‌های مبدل‌های حرارتی فلزی به خوبی توسعه یافته‌اند، زیرا مشکلات مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر دمای بالا را بهتر حل کرده‌اند و به بهترین مبدل حرارتی برای بازیابی گرمای تلف شده در دمای بالا تبدیل شده‌اند. پس از سال ها تمرین تولید، نشان داده شده است که مبدل های حرارتی سرامیکی بسیار موثر هستند. مزایای اصلی آن عبارتند از: استحکام در دمای بالا، مقاومت در برابر اکسیداسیون خوب و مقاومت در برابر شوک حرارتی. عمر طولانی، تعمیر و نگهداری کم، عملکرد قابل اعتماد و پایدار، و عملکرد آسان. در حال حاضر بهترین دستگاه برای بازیابی گرمای اتلاف گاز دودکش در دمای بالا است.

فناوری جدید مبدل های حرارتی جایگزین فلز با سرامیک که برای اولین بار توسعه یافت و مورد استفاده قرار گرفت، در برنامه ملی مشعل گنجانده شده است. این فناوری جدید هوای سردی را که در اصل در کوره های صنعتی استفاده می شد به هوای گرم تبدیل می کند که نه تنها کارایی کار را بهبود می بخشد بلکه باعث صرفه جویی زیادی در مصرف انرژی می شود. از آنجایی که مبدل های حرارتی سرامیکی یکی از تجهیزات اصلی برای بهبود استفاده از انرژی هستند و دارای طیف گسترده ای از مصارف صنعتی هستند، چشم انداز ارتقا و کاربرد آنها بسیار امیدوار کننده است.

مبدل های حرارتی سرامیکی دارای مزایای زیر هستند:
(1) استفاده از مبدل های حرارتی سرامیکی مستقیم، ساده، سریع، کارآمد، سازگار با محیط زیست و صرفه جویی در انرژی است. نیازی به حفاظت هوای سرد یا دمای بالا نیست، هزینه نگهداری کم است و نیازی به کارکرد مبدل حرارتی سرامیکی نیست. قابل استفاده برای بازیابی گرمای زباله و استفاده از کوره های صنعتی گازسوز در محیط های مختلف، به ویژه حل این مشکل که گرمای اتلاف کوره های صنعتی با دمای بالا بسیار زیاد است که قابل استفاده نیست.
(2) دولت ایجاب می کند که دمای مبدل های حرارتی سرامیکی باید بزرگتر یا مساوی 1000 درجه باشد. از آنجایی که در برابر دماهای بالا مقاوم است، می توان آن را در مناطق با دمای بالا قرار داد. هرچه دما بالاتر باشد، اثر تبادل حرارت بهتر و صرفه جویی در انرژی بیشتر است.
(3) مبدل های حرارتی فلزی را در شرایط دمای بالا جایگزین کنید.
(4) حل مشکلات تبادل حرارت و مقاومت در برابر خوردگی در صنایع شیمیایی؛
(5) مبدل های حرارتی سرامیکی دارای سازگاری قوی، مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر حرارت بالا، مقاومت در برابر اکسیداسیون خوب، مقاومت در برابر شوک حرارتی پایدار و عمر طولانی هستند.

مبدل های حرارتی سرامیکی به طور گسترده ای در کوره های گرمایشی مختلف، کوره های هوای گرم، کوره های عملیات حرارتی، کوره های ترک خوردگی، روسترها، کوره های ذوب، کوره های خیساندن، دیگهای بخار نفت و گاز و سایر کوره ها در فولاد، ماشین آلات، مصالح ساختمانی، پتروشیمی، غیره استفاده می شود. ذوب فلزات آهنی و سایر صنایع. این فناوری از یک دستگاه معکوس استفاده می کند تا به طور متناوب گرما را در دو محفظه ذخیره گرما جذب و آزاد کند تا گرمای گاز دودکش را به حداکثر برساند و سپس هوا و گاز احتراق را تا دمای بالای 1000 درجه گرم کند. حتی سوخت‌های پایین‌تر با ارزش کالری پایین (مانند گاز کوره بلند) می‌توانند به احتراق پایدار و احتراق کارآمد دست یابند که می‌تواند 40-70 درصد سوخت را ذخیره کند. خروجی بیش از 15 درصد افزایش می یابد، تلفات اکسیداسیون و سوختن بیلت های فولادی بیش از 40 درصد کاهش می یابد، انتشار NOx کمتر از 100 ppm است، و دمای انتشار گاز دودکش کمتر از 160 درجه است که به شدت کاهش می دهد. اثر گلخانه ای زمین

مبدل های حرارتی معمولی ساخته شده از کوردیریت، مولیت، آلومینا بالا، سنگ جواهر کک و سایر مواد دارای هدایت حرارتی ضعیف و عملکرد انتقال حرارت ضعیف هستند. مبدل های حرارتی سرامیکی کاربید سیلیکون تحت محدودیت های مبدل های حرارتی فلزی به خوبی توسعه یافته اند. دلیل اصلی آن این است که علاوه بر مزایای رایج مبدل های حرارتی سرامیکی مانند مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر حرارت بالا، مقاومت در برابر اکسیداسیون، مقاومت در برابر شوک حرارتی خوب، عمر طولانی، عملکرد پایدار و قابل اعتماد و غیره، دارای رسانایی حرارتی خوب و خواص مکانیکی با دمای بالا (استحکام، مقاومت در برابر خزش و غیره) بهترین در میان مواد سرامیکی شناخته شده است که آن را به بهترین مبدل حرارتی برای بازیابی گرمای اتلاف در دمای بالا تبدیل می کند.

مبدل های حرارتی سرامیکی کاربید سیلیکون را می توان به طور گسترده در کوره های گرمایش مختلف، کوره های هوای گرم، کوره های عملیات حرارتی، کوره های ترک خوردگی، روسترها، کوره های ذوب، کوره های خیساندن، دیگهای بخار نفت و گاز و سایر کوره ها در فولاد، ماشین آلات، مصالح ساختمانی، پتروشیمی استفاده کرد. ، ذوب فلزات غیر آهنی و سایر صنایع. روش استفاده مستقیم، ساده، سریع، کارآمد، صرفه جویی در انرژی (نرخ صرفه جویی در انرژی 25 ~ 45%)، سازگار با محیط زیست است و عمر مفید آن ده ها برابر مبدل های حرارتی فلزی در همان موقعیت است، که نه تنها کاهش می دهد. برای شرکت ها هزینه می کند، بلکه باعث صرفه جویی در انرژی برای کشور می شود.