Sau khi bán thiết bị trao đổi nhiệt ống axit nitric

Sau khi bán thiết bị trao đổi nhiệt ống axit nitric

Sau khi bán thiết bị trao đổi nhiệt ống axit nitric

I. Nguyên tắc kỹ thuật: Thực hiện hiệu quả cao của trao đổi nhiệt giữa tường

Thiết bị trao đổi nhiệt đường ống axit nitric dựa trên nguyên tắc trao đổi nhiệt kiểu trung gian cổ điển, sử dụng chênh lệch nhiệt độ để đạt được truyền nhiệt bằng cách tách môi trường axit nitric nhiệt độ cao (hoặc hỗn hợp khí có chứa axit nitric) với môi trường làm mát nhiệt độ thấp (ví dụ: nước làm mát, nước muối đông lạnh) thông qua thành ống. Quá trình trao đổi nhiệt của nó được chia thành ba giai đoạn:

Giai đoạn truyền nhiệt: Môi trường axit nitric nhiệt độ cao chảy bên trong ống, truyền nhiệt đến thành ống thông qua trao đổi nhiệt đối lưu. Ví dụ, trong quá trình ngưng tụ khí thải sản xuất axit nitric, khí thải nhiệt độ cao 150-250 ° C chảy qua ống và nhiệt được dẫn nhanh đến thành ống.

Giai đoạn dẫn nhiệt của tường ống: Nhiệt được dẫn đến phía nhiệt độ thấp thông qua các bức tường ống chống ăn mòn như silicon carbide (SiC), titan hoặc Hastelloy. Độ dẫn nhiệt của cacbua silic lên đến 125,6W/(mK), gấp 2 lần than chì, và có thể chịu được nhiệt độ cao 1900 ℃ và sốc nhiệt, trở thành vật liệu lý tưởng cho điều kiện làm việc của axit nitric đậm đặc (nồng độ>68%).

Giai đoạn ngưng tụ làm mát: môi trường làm mát nhiệt độ thấp chảy trong quá trình vỏ, hấp thụ nhiệt của thành ống và làm cho hơi axit nitric nhiệt độ cao ngưng tụ thành trạng thái lỏng. Ví dụ, trong quá trình tập trung axit nitric, khi axit nitric 60% được làm nóng trên 120 ℃, các bó hợp kim titan có thể chống ăn mòn nhiệt độ cao trong khi đạt được sự ngưng tụ hiệu quả cao.

Lợi thế cấu trúc: Thiết kế cột có diện tích trao đổi nhiệt lớn và đường chạy hợp lý. Nó có thể phù hợp với khối lượng xử lý khác nhau bằng cách điều chỉnh số lượng cột, chiều dài và thiết kế vỏ. Tấm gấp cong được lắp đặt theo chiều dọc trong thân vỏ với khoảng cách cố định, chất lỏng trong vỏ buộc dòng chảy zig-zag, cường độ nhiễu loạn tăng 40%, hệ số truyền nhiệt tăng 20% -30%; Tấm dẫn hướng xoắn ốc thì hướng dẫn chất lỏng hình thành dòng chảy xoắn ốc, áp suất vỏ giảm 25%, hiệu quả trao đổi nhiệt tăng 18%.

Thứ hai, vật liệu cốt lõi: nghệ thuật cân bằng chống ăn mòn và hiệu quả cao

Tính oxy hóa và ăn mòn mạnh của axit nitric đặt ra các yêu cầu nghiêm ngặt đối với việc lựa chọn vật liệu, vật liệu thành phần cốt lõi cần tính đến khả năng chống ăn mòn và dẫn nhiệt:

Silicon Carbide (SiC): Thích hợp cho điều kiện làm việc của axit nitric đậm đặc (>68%), chịu nhiệt độ cao, axit mạnh và kiềm, tốc độ ăn mòn hàng năm<0,005mm, tuổi thọ gấp 3-5 lần thiết bị kim loại. Ví dụ, trong các công viên hóa chất ven biển, các bó silicon carbide hoạt động liên tục trong 5 năm mà không bị rò rỉ ăn mòn.

Hợp kim titan: Khả năng chống ăn mòn axit nitric đậm đặc là tuyệt vời, độ bền cao, phù hợp với điều kiện làm việc nhiệt độ trung bình và cao (≤85 ℃), nhưng chi phí cao hơn. Trong quá trình ngưng tụ khí thải sản xuất axit nitric, bình ngưng hợp kim titan làm tăng hiệu quả ngưng tụ lên 40%, sản lượng hơi tăng 15% và nồng độ phát thải NOₓ giảm xuống dưới 50 mg/m³.

Hastelloy: chẳng hạn như Hastelloy C-276 (với 16% Mo, 15% Cr), chống axit nitric, axit sulfuric hỗn hợp, thích hợp cho điều kiện làm việc ăn mòn. Trong xử lý nước thải nhiên liệu nitro, bộ trao đổi nhiệt Hastelloy tiết kiệm chi phí hơi nước hàng năm là 1,5 triệu nhân dân tệ và COD xả nước thải giảm xuống 300 mg/L.

Thép không gỉ 316L: Thích hợp cho nồng độ axit nitric trung bình và thấp (20% -60%), nhưng cần kiểm soát nhiệt độ môi trường ≤80 ℃, tránh ăn mòn giữa các hạt. Trong xử lý khí thải tẩy axit kim loại, bình ngưng bằng thép không gỉ 316L cho phép thu hồi hơi axit nitric hơn 85%.

B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)

Kịch bản ứng dụng của thiết bị trao đổi nhiệt ống axit nitric xoay quanh toàn bộ chuỗi công nghiệp "sản xuất - chế biến - tái chế" axit nitric, cụ thể có thể được chia thành ba loại chính:

Liên kết sản xuất axit nitric:

Ngưng tụ khí thải: Trong quá trình sản xuất axit nitric bằng phương pháp oxy hóa amoniac, hỗn hợp axit nitric nhiệt độ cao cần được chuyển đổi thành axit nitric lỏng thông qua quá trình ngưng tụ. Tại thời điểm này, cần sử dụng bình ngưng ống axit nitric, lấy nước làm mát làm môi trường làm mát, nhiệt độ hỗn hợp từ 150-200 ℃ giảm xuống 40-60 ℃, để hơi nước axit nitric ngưng tụ thành axit nitric loãng (nồng độ khoảng 40-60%), đồng thời tách ra khí NOx không phản ứng (có thể quay trở lại tháp hấp thụ để xử lý thêm). Trong những điều kiện làm việc như vậy, bình ngưng cần phải chịu được sự ăn mòn của hỗn hợp oxy hóa mạnh có chứa NOx, và thường chọn vật liệu hợp kim Hastelloy hoặc titan.

Quá trình tập trung: Khi làm nóng axit nitric 60% đến trên 120 ℃, cần sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt có khả năng chống ăn mòn nhiệt độ cao. Titan hợp kim ống bó có thể chống ăn mòn axit nitric nhiệt độ cao, dấu chân thiết bị giảm 40%, thời gian hoàn vốn đầu tư chỉ 2 năm. Ví dụ, một doanh nghiệp sản xuất axit nitric sử dụng bộ trao đổi nhiệt ống hợp kim titan, tập trung axit nitric từ 60% đến 90%, hệ số truyền nhiệt lên tới 12000W/(m² · K), hiệu quả bay hơi tăng 30%, tiết kiệm chi phí hơi nước hàng năm 2 triệu nhân dân tệ.

Liên kết xử lý nước thải khí thải:

Nitro nhiên liệu xử lý nước thải: 300 tấn nước thải thải hàng ngày (chứa nitrobenzen 5000mg/L, axit sulfuric 8%), sử dụng bộ trao đổi nhiệt nối tiếp silicon carbide+hastelloy, tiết kiệm chi phí hơi nước 1,5 triệu nhân dân tệ mỗi năm, COD xả nước thải xuống 300mg/L.

Xử lý khí thải tẩy rửa bằng kim loại: Khí thải tẩy rửa bằng thép không gỉ sau khi loại bỏ bụi ban đầu, đi vào bình ngưng ống, lấy nước muối đông lạnh làm môi trường làm mát (nhiệt độ ≤0 ℃), làm cho hơi nước axit nitric ngưng tụ thành axit nitric loãng (nồng độ khoảng 10% -20%), tỷ lệ thu hồi có thể đạt trên 85%, khí thải còn lại sau khi xử lý hấp phụ được thải ra theo tiêu chuẩn.

Liên kết thu hồi năng lượng:

Hệ thống thu hồi nhiệt nhà máy lọc dầu: Trong hệ thống thu hồi nhiệt nhà máy lọc dầu, hiệu suất trao đổi nhiệt dầu thô tăng 25% và tiết kiệm hơn 10.000 tấn nhiên liệu mỗi năm.

LNG bay hơi: Trong trạm tiếp nhận LNG, LNG bay hơi và thu hồi năng lượng lạnh, tiết kiệm chi phí nhiên liệu hàng năm trên 5 triệu nhân dân tệ.

B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)

Việc lựa chọn loại có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả hoạt động và tuổi thọ của thiết bị trao đổi nhiệt ống axit nitric hay không, cần tập trung vào các thông số sau:

Nồng độ axit nitric và nhiệt độ:

Nồng độ>68% axit nitric đậm đặc có tính oxy hóa mạnh, cần chọn cacbua silic hoặc hastelloy.

Nồng độ<20% axit nitric loãng dễ gây ra hydro giòn, cần hợp kim titan hoặc thép không gỉ 316L (cần kiểm soát nhiệt độ).

Lưu lượng phương tiện và áp suất:

Lưu lượng trung bình của ống và vỏ cần phải phù hợp để tránh tốc độ dòng chảy quá thấp dẫn đến giảm hiệu suất trao đổi nhiệt (tốc độ dòng chảy đề nghị: ống ≥1,0m/s, vỏ ≥0,5m/s).

Áp suất làm việc của môi trường cần được xác định rõ ràng, độ dày của tường của tấm ống và vỏ cần được tính toán theo áp suất (theo tiêu chuẩn GB150 "bình áp lực"), để đảm bảo hiệu suất nén của thiết bị.

Khu vực trao đổi nhiệt:

Dựa trên hệ số trao đổi nhiệt và truyền nhiệt (giá trị K), công thức là: A=Q/(KΔtₘ), trong đó Δtₘlà chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit.

Môi trường axit nitric dễ dàng hình thành các sản phẩm ăn mòn hoặc quy mô trong thành ống, cần phải dành 10-20% phụ cấp diện tích trao đổi nhiệt để tránh giảm khả năng trao đổi nhiệt sau khi hoạt động lâu dài.

Thiết kế Runner:

Nếu môi trường axit nitric chứa tạp chất (ví dụ: ion kim loại, hạt rắn), nên sắp xếp axit nitric trong quy trình ống (dễ làm sạch) và môi trường làm mát trong quy trình vỏ.

Cấu trúc đa đoạn cần tránh ngắn mạch chất lỏng, đảm bảo mỗi cột đều tham gia trao đổi nhiệt.

Phụ kiện an toàn:

Cần có van an toàn (để ngăn chặn quá áp), đồng hồ đo áp suất (để theo dõi áp suất đầu vào và đầu ra), nhiệt kế (để theo dõi nhiệt độ môi trường) và đồng hồ đo mức (nếu có lưu trữ chất lỏng sau khi ngưng tụ).

Đối với điều kiện làm việc áp suất âm, cũng cần thiết lập van phá hủy chân không để đảm bảo hoạt động an toàn của thiết bị.