Применение теплообменников в химической, нефтехимической и пищевой промышленности

Технологические процессы синтеза и разложения на фракции сложных веществ основаны на использовании эндотермических и экзотермических реакций. Перераспределение тепла в замкнутом контуре – принцип работы установки. Теплообменники в химической промышленности являются основным оборудованием, наравне с реакторами и ректификационными колоннами. В пищевой промышленности стерилизация и обеззараживание продуктов происходит при повышенных температурах. Теплообменники для пищевой промышленности отвечают особым требованиям гигиены и безопасности.

Обще-промышленные системы передачи тепла

Теплообменники представляют специальные аппараты, созданные для регулируемого процесса. Достигают нужную температуру смешиванием горячего и холодного агента в определенных пропорциях. Такие аппараты называют смесителями. Аппараты используют при нагревании воды за счет конденсации пара, при охлаждении хлористого метила хлористым метиленом. Используют аппаратуру там, где допустимо смешение ингредиентов.
Если тепло передается через стенку – теплообменник поверхностный. Применение установок в промышленности основано на взаимодействии двух изолированных контуров, под-разделяемых на рекуперативные и регенеративные.
Рекуперативные аппараты передают тепло через стенки только в одном направлении, постоянно. К ним относят кожухотрубные, спиральные, пластинчатые теплообменники. Регенеративные устройства характеризуются нестабильным контактом или поочередным заполнением аппарата.
Существующие аппараты представляют системы:

• трубные;
• змеевиковые;
• пластинчатые.

В зависимости от исполнения, каждый из этих видов имеет множество конструктивных вариантов. Спиральный представляет змеевик с особой формой сечения условного прохода. Многообразны конструкции трубных и пластинчатых т/о.
Классифицируют аппараты теплообмена по рабочим средам:

• парожидкостные – используют теплоотдачу пара при конденсации;
• жидкостно-жидкостные;
• газожидкостные – процессы в системах кондиционирования, в охладителях

Требования к аппаратам в процессах особые, и установки изготавливают с учетом использования.

Теплообменное оборудование для углеводородов

Теплообменники в нефтяной промышленности служат для уменьшения вязкости поднятого из глубины продукта. Нагревают извлечение в кожухотрубных т/о. Аппараты считают простыми в изготовлении и надежными. За счет трубок, поверхность теплообмена развита. В нефтяной промышленности в основном используют многоходовой т/о с жестко закрепленными трубными решетками, противоточный.
Теплообменник для нефтехимической промышленности участвует в процессах крекинга – разгонки нефти по фракциям, синтеза – получения полимеров из элементарных молекул газа. Используют все виды теплообменной аппаратуры.
Установки отвечают требованиям:

• способны работать в экстремальных условиях;
• устойчивы к агрессивной среде;
• компактны;
• работают с 2 фазной средой.

Перечисленными характеристиками обладают пластинчатые и трубные нагреватели. Пластинчатые аппараты, изготовленные для нефтехимии, имеют преимущества:

• Небольшие габариты позволяют уместить больше оборудования на единице площади.
• Материал — высоколегированные стали с высокой теплопроводностью.
• Внутренняя турбулентность снижает способность к засорам.
• Используют для поддержания параметров сжиженного газа.

Пластинчатые т/о для нефтегазовой промышленности составлены из сменных блоков. Замена их не требует оглушения всего аппарата.

Требования к оборудованию в пищевой промышленности

Применение теплообменников в пищевой промышленности зависит от отрасли. Консервация, получение соков, сушка фруктов, пастеризация молочной продукции – каждый из процессов требует специального оборудования. Применяются в переработке продуктов охладители и нагреватели.
Общие требования к поверхностям, соприкасающимся с пищевыми ингредиентами, изложены в СанПиН. Оборудование выполняют из материалов, разрешенных к использованию. Для кислой и щелочной среды применяют нержавеющую сталь. Стандартами предусмотрены материалы изготовления оборудования, гигиенические условия эксплуатации.
В пищевой промышленности чаще применяют пластинчатые нагреватели, как наиболее технологичные.

Резюме

В основе любого теплообменника лежит теплотехнический и гидравлический расчет. Установка учитывает особенности технологии. Нет лучших или худших моделей – есть аппарат, соответствующий параметрам процесса.
Производители разрабатывают новые модели, стремясь повысить КПД т/о и снизить вес, но не в ущерб надежности. Аппарат эффективен, если работает с полной нагрузкой, имеет длительный меж-ремонтный период.

Вас может заинтересовать:

Теплообменное оборудование
Кожухотрубные теплообменники