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熱管技術(shù)在工業(yè)余熱回收中的利用
熱管及熱管換熱器近年來(lái)在石油化工中的應(yīng)用已愈來(lái)愈受到人們的重視。它具有體積緊湊、壓力降小、可以控制腐蝕、一端破壞不會(huì)引起兩種換熱流體互混等優(yōu)點(diǎn)。不僅提高了設(shè)備的熱效率而其可靠性也大為增加,減少了停車次數(shù)。這些特點(diǎn)使得熱管換熱器在余熱回收利用方面具有廣闊的前景,然而作為熱管本身的其他方面的特點(diǎn)如均溫性、熱流密度可變性、可變導(dǎo)性、可異性化等特點(diǎn)更加引人注意。早在70年代,國(guó)外一些研究者就已經(jīng)開始注意到熱管的這些特點(diǎn)可以在化學(xué)反應(yīng)設(shè)備和原子反應(yīng)堆工程中發(fā)揮重要作用,并設(shè)計(jì)出一系列的熱管式反應(yīng)器,這些設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是:利用熱管的等溫性均化床層溫度得到較高的轉(zhuǎn)化率和收率,利用熱管的可變熱導(dǎo)特性控制反應(yīng)床溫度不使超溫或過(guò)冷,利用熱管的源匯分隔特性提高設(shè)備使用的可靠性,利用熱管熱流體密度可調(diào)的特點(diǎn)改善和強(qiáng)化反應(yīng)設(shè)備的傳熱條件。應(yīng)當(dāng)指出的是,熱管化學(xué)反應(yīng)器的開發(fā)研究遠(yuǎn)比熱管換熱器的研究困難的多,因?yàn)樯婕霸系慕M成、催化劑活性、停留時(shí)間等一系列因素,這就使得開發(fā)速度進(jìn)展緩慢。但由于這種開發(fā)前景誘人,廣大研究者始終埋頭于這方面的研究并取得了良好的進(jìn)展。
石油化工中加熱爐余熱回收
1980年我國(guó)臺(tái)小型工業(yè)試驗(yàn)氣-氣熱管換熱器在南京某廠加熱爐的煙氣余熱回收試驗(yàn)中試運(yùn)轉(zhuǎn)成功。該熱管換熱器的試運(yùn)轉(zhuǎn)成功,為大型工業(yè)運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。
目前我國(guó)石油化工的大型加熱爐煙氣余熱回收絕大部分都采用了熱管換熱器,并取得了很好的效果。值得注意的是,近年來(lái)許多加熱爐的燃料改用重油或渣油,由于油品的含硫量不一,對(duì)熱管換熱器的設(shè)計(jì)帶來(lái)了困難。此外,不同地區(qū)的氣候條件也是設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問(wèn)題。
合成氨工業(yè)中上、下行煤氣的余熱回收
上、下行煤氣是指以煤或煤球?yàn)樵系纳a(chǎn)路線中煤造氣爐所產(chǎn)生的上吹半水煤氣及下吹半水煤氣。由于生產(chǎn)原料不同,上、下行煤氣氣體中所含塵粒及溫度也不相同。
①氣體流動(dòng)方向?yàn)閺纳系较拢瑴p少灰塵附著于管壁的可能性;
②熱管的蒸發(fā)段全部采用軸向直翅片。一方面可以擴(kuò)展傳熱表面,另一方面可消除熱管背部的渦流區(qū),從而不使灰塵在此停聚。同時(shí)也減少了流動(dòng)阻力損耗。
③從煤氣爐出來(lái)的上行煤氣先經(jīng)過(guò)旋風(fēng)除塵器,然后從蒸汽發(fā)生器的上部向下流過(guò)熱管管束,溫度從進(jìn)口的360℃左右降到出口的140℃左右進(jìn)入下一工段的洗氣塔,然后去煤氣柜。下行煤氣從煤氣爐的底部出來(lái)經(jīng)過(guò)旋風(fēng)除塵器仍然從蒸汽發(fā)生器的頂部進(jìn)入,溫度從300℃以上降至140℃進(jìn)入洗氣塔,然后去煤氣柜。