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熱管技術在工業(yè)余熱回收中的利用
熱管及熱管換熱器近年來在石油化工中的應用已愈來愈受到人們的重視。它具有體積緊湊、壓力降小、可以控制腐蝕、一端破壞不會引起兩種換熱流體互混等優(yōu)點。不僅提高了設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如均溫性、熱流密度可變性、可變導性、可異性化等特點更加引人注意。早在70年代,國外一些研究者就已經開始注意到熱管的這些特點可以在化學反應設備和原子反應堆工程中發(fā)揮重要作用,并設計出一系列的熱管式反應器,這些設計的特點是:利用熱管的等溫性均化床層溫度得到較高的轉化率和收率,利用熱管的可變熱導特性控制反應床溫度不使超溫或過冷,利用熱管的源匯分隔特性提高設備使用的可靠性,利用熱管熱流體密度可調的特點改善和強化反應設備的傳熱條件。應當指出的是,熱管化學反應器的開發(fā)研究遠比熱管換熱器的研究困難的多,因為涉及原料的組成、催化劑活性、停留時間等一系列因素,這就使得開發(fā)速度進展緩慢。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展。
石油化工中加熱爐余熱回收
1980年我國臺小型工業(yè)試驗氣-氣熱管換熱器在南京某廠加熱爐的煙氣余熱回收試驗中試運轉成功。該熱管換熱器的試運轉成功,為大型工業(yè)運行奠定了基礎。
目前我國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,對熱管換熱器的設計帶來了困難。此外,不同地區(qū)的氣候條件也是設計中應該注意的問題。
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為原料的生產路線中煤造氣爐所產生的上吹半水煤氣及下吹半水煤氣。由于生產原料不同,上、下行煤氣氣體中所含塵粒及溫度也不相同。
①氣體流動方向為從上到下,減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。同時也減少了流動阻力損耗。
③從煤氣爐出來的上行煤氣先經過旋風除塵器,然后從蒸汽發(fā)生器的上部向下流過熱管管束,溫度從進口的360℃左右降到出口的140℃左右進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經過旋風除塵器仍然從蒸汽發(fā)生器的頂部進入,溫度從300℃以上降至140℃進入洗氣塔,然后去煤氣柜。