Карбидно-кремниевая теплообменная трубка

В последние десять лет из-за нехватки энергии продолжились работы по энергосбережению. Различные новые и энергосберегающие усовершенствованные типы печей совершенствуются день ото дня, а использование высококачественных изоляционных материалов, таких как новые огнеупорные волокна, значительно снизило потери тепла в печах. Использование современных устройств сгорания улучшило сгорание, уменьшило количество неполного сгорания, а соотношение воздух-топливо также стало разумным. Однако технологии снижения теплопотерь с выхлопными газами и утилизации тепла дымовых газов пока не развиваются быстрыми темпами. Большое количество высокотемпературных печей в промышленности может выбрасывать дымовые газы с температурой до 1300 градусов, а потери тепловой энергии являются серьезными. Для дальнейшего повышения термического КПД нагревательной печи и достижения цели энергосбережения и снижения потребления, рекуперация отходящего тепла дымовых газов также является важным способом экономии энергии.

Обычно существует два способа рекуперации отходящего тепла дымовых газов: один — это предварительный нагрев заготовки; второй — подогреть воздух для горения. Предварительный нагрев деталей дымовыми газами требует большого объема для теплообмена, который часто ограничен местом проведения работ (печи периодического действия не могут использовать этот метод). Сжигание воздуха с предварительным нагревом является лучшим методом, который обычно устанавливается в нагревательной печи и может также улучшить горение, ускорить скорость нагрева печи и улучшить тепловые характеристики печи. Это не только отвечает требованиям процесса, но и в конечном итоге обеспечивает значительный комплексный энергосберегающий эффект.

С 1950-х годов в Китае для подогрева воздуха на промышленных печах используются подогреватели, среди которых основными формами являются трубчатые, цилиндрические радиационные и чугунные блочные теплообменники, однако эффективность обмена невысока. В 1980-е годы в Китае последовательно разрабатывались струйные, струйно-радиационные, композитные и другие теплообменники, главным образом для решения проблемы утилизации отходящего тепла при средних и низких температурах. Значительные результаты были достигнуты в утилизации тепла дымовых газов ниже 100 градусов, а эффективность теплообмена была улучшена. Однако при высоких температурах материал теплообменника по-прежнему ограничен, срок службы низок, объем работ по техническому обслуживанию велик или стоимость высока, что влияет на продвижение и использование.

Большинство используемых в настоящее время теплообменников представляют собой металлические теплообменники, которые можно использовать только при низких температурах. Их нельзя использовать напрямую при высокой температуре газа. Должно проникать большое количество холодного воздуха, а также требуется защита от высоких температур, например, вентилятор охлаждения и система управления. При проникновении холодного воздуха температура рекуперации теплообменника будет низкой.

Керамические теплообменники были хорошо разработаны с учетом ограничений металлических теплообменников, поскольку они лучше решили проблемы коррозионной стойкости и устойчивости к высоким температурам и стали лучшим теплообменником для утилизации высокотемпературного отходящего тепла. Многолетняя производственная практика показала, что керамические теплообменники очень эффективны. Его основными преимуществами являются: высокая жаропрочность, хорошая стойкость к окислению и термостойкость. Длительный срок службы, низкие эксплуатационные расходы, надежная и стабильная работа, простота в эксплуатации. В настоящее время это лучшее устройство для утилизации тепла высокотемпературных дымовых газов.

Впервые разработанная и внедренная в эксплуатацию новая технология теплообменников, заменяющих металл керамикой, включена в программу «Национальный факел». Эта новая технология преобразует холодный воздух, первоначально использовавшийся в промышленных печах, в горячий воздух, что не только повышает эффективность работы, но и экономит много энергии. Поскольку керамические теплообменники являются одним из основных устройств для улучшения использования энергии и имеют широкий спектр промышленного применения, перспективы их продвижения и применения весьма многообещающи.

Керамические теплообменники имеют следующие преимущества:
(1) Использование керамических теплообменников является прямым, простым, быстрым, эффективным, экологически чистым и энергосберегающим. Не требуется защита от холодного воздуха или высоких температур, затраты на техническое обслуживание низкие, работа керамического теплообменника не требуется. Применимо для рекуперации отходящего тепла и использования газовых промышленных печей в различных средах, особенно для решения проблемы, связанной с тем, что отходящее тепло различных высокотемпературных промышленных печей слишком велико для использования;
(2) Государство требует, чтобы температура керамических теплообменников была выше или равна 1000 градусов. Поскольку он устойчив к высоким температурам, его можно размещать в помещениях с высокими температурами. Чем выше температура, тем лучше эффект теплообмена и тем больше экономия энергии;
(3) Замените металлические теплообменники в условиях высоких температур;
(4) Решить проблемы теплообмена и коррозионной стойкости в химической промышленности;
(5) Керамические теплообменники обладают высокой адаптируемостью, устойчивостью к высоким температурам, коррозионной стойкостью, прочностью при высоких температурах, хорошей стойкостью к окислению, стабильной стойкостью к тепловому удару и длительным сроком службы.

Керамические теплообменники широко используются в различных нагревательных печах, печах с горячим воздухом, печах для термообработки, крекинговых печах, обжарочных печах, плавильных печах, печах для замачивания, масляных и газовых котлах и других печах в сталелитейной, машиностроительной, строительной, нефтехимической и других отраслях промышленности. выплавка черных металлов и другие отрасли промышленности. В этой технологии используется реверсивное устройство для поочередного поглощения и выделения тепла в двух теплоаккумулирующих камерах, чтобы максимизировать рекуперацию тепла дымовых газов, а затем нагревания воздуха для горения и газа до температуры выше 1000 градусов. Даже топливо с низкой теплотворной способностью (например, доменный газ) может обеспечить стабильное воспламенение и эффективное сгорание, что позволяет сэкономить 40-70 % топлива. Производительность увеличивается более чем на 15%, потери стальных заготовок при окислении и горении снижаются более чем на 40%, выбросы NOx составляют менее 100 частей на миллион, а температура выбросов дымовых газов ниже 160 градусов, что значительно снижает парниковый эффект Земли.

Обычные теплообменники, изготовленные из кордиерита, муллита, высокоглиноземистого камня, коксового камня и других материалов, имеют плохую теплопроводность и плохую эффективность теплопередачи. Керамические теплообменники из карбида кремния хорошо разработаны с учетом ограничений металлических теплообменников. Основная причина заключается в том, что в дополнение к общим преимуществам керамических теплообменников, таким как устойчивость к высоким температурам, коррозионная стойкость, прочность при высоких температурах, стойкость к окислению, хорошая стойкость к термическому удару, длительный срок службы, стабильная и надежная работа и т. д., они имеют хорошая теплопроводность и высокотемпературные механические свойства (прочность, сопротивление ползучести и т. д.) являются лучшими среди известных керамических материалов, что делает его лучшим теплообменником для утилизации высокотемпературного отходящего тепла.

Керамические теплообменники из карбида кремния могут широко использоваться в различных нагревательных печах, печах с горячим воздухом, печах для термообработки, крекинговых печах, обжарочных машинах, плавильных печах, печах для замачивания, масляных и газовых котлах и других печах в сталелитейной, машиностроительной, строительной, нефтехимической промышленности. , выплавка цветных металлов и другие отрасли промышленности. Его метод использования является прямым, простым, быстрым, эффективным, энергосберегающим (коэффициент энергосбережения 25 ~ 45%), экологически чистым, а срок его службы в десятки раз превышает срок службы металлических теплообменников в том же положении, что не только снижает затраты для предприятий, но и экономит энергию для страны.