Sticksäure Rohr Wärmeaustausch nach dem Verkauf

Sticksäure Rohr Wärmeaustausch nach dem Verkauf

Sticksäure Rohr Wärmeaustausch nach dem Verkauf

1. Technisches Prinzip: Effiziente Umsetzung des Wärmeaustausches zwischen Wanden

Die Wärmeaustauschmaschine basiert auf dem klassischen Prinzip des Wärmeaustauschs zwischen den Wärmewänden und trennt durch die Rohrwand das hohe Temperatur-Salzsäuremedium (oder ein Salzsäuremisch) von dem niedrigen Temperaturkühlmedium (wie Kühlwasser, gefrorenes Salzwasser) und nutzt die Temperaturdifferenz zur Wärmeübertragung. Der Wärmeaustauschprozess ist in drei Phasen unterteilt:

Wärmeübertragungsstufe: Hochtemperatursalpetersäuremedium fließt im Inneren des Rohres und überträgt Wärme durch Konvergenz-Wärmeaustausch an die Rohrwand. Beispielsweise bei der Kondensation von Abgasen zur Herstellung von Sticksäure fließt ein hochtemperaturiges Abgas von 150 bis 250 ° C durch ein Rohr und die Wärme wird schnell an die Rohrwand geleitet.

Wärmeleitungsphase: Wärme wird durch korrosionsbeständige Rohrwände wie Siliziumkarbid (SiC), Titanlegierungen oder Hash-Legierungen auf die Tieftemperaturseite geleitet. Der thermische Leitfähigkeit von Siliziumcarbid beträgt 125,6 W/(m·K), das Doppelte des Graphits und widersteht hohen Temperaturen von 1900 ° C und thermischen Schocks, was zu einem idealen Material für konzentrierte Sticksäure (Konzentration > 68%) wird.

Kühlkondensationsphase: Das niedrige Kühlmedium fließt in der Schale, absorbiert die Wärme der Rohrwand und kondensiert den hohen Temperatur-Sticksäure-Dampf in eine Flüssigkeit. Beispielsweise, wenn im Sticksäurekonzentrationsprozess 60% Sticksäure auf über 120 ° C erhitzt wird, kann der Titanlegierungsrohrbündel der Korrosion bei hohen Temperaturen widerstehen und gleichzeitig eine effiziente Kondensation erzielen.

Strukturelle Vorteile: Die Kolumnenkonstruktion hat eine große Wärmeaustauschfläche und kann durch die Anpassung der Anzahl der Kolumnen, der Länge und des Gehäusedesign an verschiedene Behandlungsmengen angepasst werden. Bogenförmige Flussplatten werden vertikal im Gehäuse mit einem festen Abstand montiert, zwingen, dass die Gehäuseflüssigkeit "Z"-förmig fließt, die Turbulenzstärke um 40% erhöht und der Wärmeübertragungskoeffizient um 20% -30% erhöht wird; Die Spiralleiterplatte führt die Flüssigkeit zu einem Spiralstrom, der den Schalendruck um 25% senkt und die Wärmeaustauscheffizienz um 18% erhöht.

Kernmaterialien: Korrosionsbeständigkeit und effiziente Gleichgewichtskunst

Die starke Oxidations- und Korrosionsfähigkeit von Sticksäure stellt strenge Anforderungen an die Materialauswahl dar, wobei die Kernbautelmaterialien die Korrosionsbeständigkeit und die Wärmeleitfähigkeit berücksichtigen müssen:

Siliziumcarbid (SiC): geeignet für konzentrierte Sticksäure (> 68%) Arbeitsbedingungen, hohe Temperaturen, starke Säure und starke Alkali, jährliche Korrosionsrate < 0,005 mm, Lebensdauer ist 3-5 Mal die Metallausrüstung. Zum Beispiel in Küstenchemieparks wurden Siliziumcarbid-Rohre für fünf Jahre ohne Korrosionsleckagen betrieben.

Titanlegierung: Konzentrierte Sticksäure Korrosionsbeständigkeit ausgezeichnet, hohe Festigkeit, geeignet für mittlere und hohe Temperaturen (≤85 ℃), aber hohe Kosten. Bei der Kondensation von Abgasen zur Herstellung von Sticksäure erhöht der Titanlegierungskondensator die Kondensationseffizienz um 40%, erhöht die Dampfproduktion um 15% und senkt die NOx-Emissionskonzentration auf unter 50 mg / m³.

Hashtag Legierung: wie Hashtag Legierung C-276 (enthält 16% Mo, 15% Cr), beständig gegen Sticksäure, Schwefelsäure Mischsäure, geeignet für korrosive Arbeitsbedingungen. Bei der Abwasserbehandlung mit Nitro-Brennstoff sparen Hash-Legierungswarmetauscher jährlich 1,5 Millionen Yuan an Dampfkosten und reduzieren die Abwasseremissionen von COD auf 300 mg / L.

316L Edelstahl: geeignet für mittlere und niedrige Konzentrationen von Sticksäure (20% -60%), aber die Medientemperatur ≤ 80 ° C zu kontrollieren, um interkristalline Korrosion zu vermeiden. Bei der Abgasbehandlung mit Metallsäure ermöglicht der 316L-Edelstahlkondensator die Rückgewinnung von Sticksäure-Dampf von über 85%.

Anwendungsszenario: Abdeckung der Prozessanforderungen der gesamten Industriekette

Die Anwendungsszenarien von Wärmeaustauschgeräten für Sticksäureleitungen drehen sich um die gesamte Industriekette der "Produktion - Verarbeitung - Recycling" von Sticksäure, die in drei Kategorien unterteilt werden kann:

Sticksäure Produktion:

Abgaskondensation: Im Prozess der Herstellung von Sticksäure durch die Ammoniakoxidierung muss das hochtemperaturige Sticksäuremisch durch den Kondensationsprozess in flüssige Sticksäure umgewandelt werden. Zu diesem Zeitpunkt muss ein Sticksäure-Rohrkondensator verwendet werden, um das Kühlwasser als Kühlmittel zu verwenden, um die Temperatur des Mischgases von 150 bis 200 ° C auf 40 bis 60 ° C zu senken, so dass der Sticksäuredeampf in dünne Sticksäure kondensiert wird (Konzentration von etwa 40% -60%), während das nicht reagierte NOx-Gas getrennt wird (kann zum Absorptionsturm zurückfließen, um weiter zu behandeln). Unter solchen Bedingungen muss der Kondensator eine stark oxidative NOx-haltige Gasmischung widerstehen, die in der Regel Hash- oder Titanlegierungsmaterial verwendet wird.

Konzentrationsprozess: Wenn 60% Sticksäure auf über 120 ° C erhitzt wird, ist ein Wärmetauscher mit hoher Temperaturkorrosionsbeständigkeit erforderlich. Titanlegierungsrohrbündel kann der Korrosion durch Sticksäure bei hohen Temperaturen widerstehen, die Ausrüstung nimmt die Fläche um 40% ab und die Investitionsrückgewinnungszeit ist nur 2 Jahre. Zum Beispiel verwendet ein Sticksäureproduktionsunternehmen einen Titanlegierungsrohrwärmetauscher, um die Sticksäure von 60% auf 90% zu konzentrieren, der Wärmeübertragungskoeffizient beträgt 12000W / (m² · K), die Verdampfungseffizienz um 30% zu verbessern und die jährlichen Dampfkosten von 2 Millionen Yuan zu sparen.

Abgasabwasserbehandlung:

Abwasserbehandlung mit Nitro-Brennstoff: 300 Tonnen Abwasser pro Tag (einschließlich Nitrobenzen 5000 mg / L, Schwefelsäure 8%) eines Projekts, mit Siliziumcarbid + Hash-Legierung Reihenwärmetauscher, jährliche Einsparungen von Dampfkosten von 1,5 Millionen Yuan, Abwasser-Emissionen COD auf 300 mg / L reduziert.

Metallsäure Wasch Abgas Behandlung: Edelstahl Säure Wasch Abgas nach der vorläufigen Entstaubung, in die Rohr Kondensator, gefrorenes Salzwasser als Kühlmedium (Temperatur ≤ 0 ℃), so dass die Salzsäure Dampf zu verdünnten Salzsäure kondensiert (Konzentration von etwa 10% -20%), die Rückgewinnungsrate kann über 85% erreichen, die übrigen Abgase nach der Adsorption Behandlung erreichen Standard-Emissionen.

Energierückgewinnung:

Raffinerie Wärmerückgewinnungssystem: In Raffinerie Wärmerückgewinnungssystem, Rohöl Wärmeaustausch Effizienz um 25% verbessert, jährliche Einsparungen von mehr als Tausend Tonnen Kraftstoff.

LNG-Verdampfung: In der LNG-Empfangsstation wird LNG verdampft und kalte Energie zurückgewonnen, was die jährlichen Kraftstoffkosten von mehr als 5 Millionen Yuan einspart.

4. Auswahlpunkte: Kernparameter, die den Anforderungen der Arbeitsbedingungen entsprechen

Ob die Auswahl vernünftig wirkt sich direkt auf die Betriebseffizienz und die Lebensdauer des Sticksäure-Rohr-Wärmeaustauschers aus, muss sich auf die folgenden Parameter konzentrieren:

Sticksäurekonzentration und Temperatur:

Konzentration > 68% konzentrierte Sticksäure hat eine starke Oxidationsfähigkeit, Siliziumcarbid oder Hash Legierung zu wählen.

Eine Konzentration von < 20% verdünnter Sticksäure kann leicht Wasserstoffbrüche auslösen, wobei Titanlegierung oder 316L Edelstahl (Temperaturkontrolle erforderlich) verwendet werden müssen.

Medienfluss und Druck:

Der Durchfluss des Rohres und des Gehäuses muss abgestimmt werden, um zu vermeiden, dass eine zu niedrige Durchflussgeschwindigkeit zu einer Verringerung der Wärmeaustauscheffizienz führt (empfohlene Durchflussgeschwindigkeit: Rohr ≥ 1,0 m / s, Gehäuse ≥ 0,5 m / s).

Der Arbeitsdruck des Mediums muss klar sein, und die Wanddicke der Platte und des Gehäuses muss anhand des Drucks berechnet werden (nach GB150 "Druckbehälter" -Standard), um die Druckbeständigkeit der Geräte zu gewährleisten.

Wärmewechselfläche:

Berechnet anhand des Wärmeaustausch- und Wärmeübertragungskoeffizienten (K-Wert) lautet die Formel: A=Q/(KΔtₘ), wobei Δtₘdie logaritmische Durchschnittstemperaturdifferenz ist.

Das Sticksäuremedium bildet leicht Korrosionsprodukte oder Skalierungen in der Rohrwand und muss 10% -20% der Wärmeaustauschfläche reservieren, um den Rückgang der Wärmeaustauschkapazität nach langem Betrieb zu vermeiden.

Flussbahn Design:

Wenn das Sticksäuremedium Verunreinigungen enthält (z. B. Metallionen, Festkörper), wird empfohlen, dass die Sticksäure im Rohr angeordnet wird (leicht zu reinigen), und das Kühlmedium in der Schale angeordnet wird.

Mehrfachstrukturen müssen Flüssigkeitskurzschlüsse vermeiden, um sicherzustellen, dass jede Säule am Wärmeaustausch beteiligt ist.

Sicherheitsanlage:

Ein Sicherheitsventil (zur Verhinderung von Überdruck), ein Druckmesser (zur Überwachung des Eingangs- und Ausgangsdrucks), ein Thermometer (zur Überwachung der Medientemperatur) und ein Füllstandsmessgerät (wenn nach der Kondensation Flüssigkeit gespeichert ist) sind erforderlich.

Bei negativen Druckbedingungen muss auch ein Vakuumventil eingestellt werden, um den sicheren Betrieb der Geräte sicherzustellen.