淺談?chuàng)Q熱器在化工工藝中的作用

高 忍 / 上海三鼎工程技術(shù)咨詢有限公司

淺談?chuàng)Q熱器在化工工藝中的作用

高 忍 / 上海三鼎工程技術(shù)咨詢有限公司

隨著經(jīng)濟(jì)體量的快速增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的逐步升級(jí)，化工工業(yè)自身的生產(chǎn)能力與創(chuàng)新能力得到長(zhǎng)足進(jìn)步，適應(yīng)了經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下，化工生產(chǎn)現(xiàn)代化的基本需求。換熱器作為化工工藝體系的重要構(gòu)成，在熱量傳導(dǎo)，營(yíng)造反應(yīng)環(huán)境方面發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。文章以換熱器為研究中心，從多個(gè)角度出發(fā)，對(duì)換熱器在化工工藝的中作用進(jìn)行全面分析，以期為后續(xù)換熱器在實(shí)際應(yīng)用中的科學(xué)高效準(zhǔn)備了條件。

化工工藝 ；換熱器 ；作用 ；分析

前言

化工企業(yè)作為特殊的產(chǎn)業(yè)部門其對(duì)生產(chǎn)環(huán)境、溫度條件以及操作手段等都有著較為嚴(yán)格的要求。為了有效滿足化工生產(chǎn)的客觀條件，為不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)提供適宜的反應(yīng)條件，各個(gè)企業(yè)不斷進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化與升級(jí)，通過(guò)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，推動(dòng)化工生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的有序進(jìn)行[1]。換熱器作為一種溫度調(diào)節(jié)控制設(shè)備，在化工生產(chǎn)活動(dòng)中發(fā)揮著基礎(chǔ)性的作用，從實(shí)際情況來(lái)看，現(xiàn)階段我國(guó)大多數(shù)化工企業(yè)對(duì)于換熱器的經(jīng)濟(jì)價(jià)值以及使用要點(diǎn)在認(rèn)知上存在著一定的誤區(qū)，導(dǎo)致?lián)Q熱器無(wú)法真正發(fā)揮在化工生產(chǎn)中的溫度調(diào)控作用。文章在對(duì)換熱器進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對(duì)其在化工工藝中的作用進(jìn)行全面分析，深化技術(shù)人員的認(rèn)知，為化工生產(chǎn)活動(dòng)塑造起適宜的反應(yīng)環(huán)境，推動(dòng)化工生產(chǎn)活動(dòng)的安全、穩(wěn)定進(jìn)行。

1.換熱器概念與類型分析

對(duì)換熱器概念與類型的客觀分析，技術(shù)人員能夠從換熱器的工作原理以及工作環(huán)境的層面出發(fā)，對(duì)換熱器形成一個(gè)較為全面的認(rèn)知，為換熱器在化工工藝中作用研究工作的開(kāi)展，提供了方向性的引導(dǎo)。

1.1 換熱器的概念

換熱器作為一種熱量交換設(shè)備，通過(guò)對(duì)液體環(huán)境，將實(shí)現(xiàn)熱量的高效傳導(dǎo)，因此換熱器也被稱之為熱量交換器。從功能性角度來(lái)看，換熱器具有溫度冷卻以及加熱雙重作用，換熱器的冷卻主要是由于其使用冷水或者氟利昂等物料，進(jìn)行熱量的吸收與傳導(dǎo)；換熱器的加熱側(cè)主要通過(guò)換熱器殼程或管程中使用水蒸氣、導(dǎo)熱油等加熱機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。正是通過(guò)換熱器特殊的空間結(jié)構(gòu)以及相關(guān)材料才保證換熱器在化工工藝中的科學(xué)高效應(yīng)用，充分發(fā)揮其在生產(chǎn)中的積極作用。

1.2 換熱器的類型

近些年來(lái)，隨著我國(guó)化工工藝的快速發(fā)展，換熱器更新迭代的速度日益增加，呈現(xiàn)出不同的多樣化趨勢(shì)，對(duì)換熱器類型的分析，明確不同換熱器不同的工作特點(diǎn)，為換熱器在化工工藝中作用分析提供了極大的便利?，F(xiàn)階段我國(guó)換熱器可以大致劃分為再沸器、分凝器、蒸發(fā)器、過(guò)熱器以及廢熱鍋爐等幾種類型，再沸器主要應(yīng)用于蒸餾階段，實(shí)現(xiàn)了對(duì)蒸發(fā)過(guò)程中殘留物的有效處理，其可以大致劃分為熱虹式再沸器、動(dòng)力循環(huán)式再沸器等集中再沸器，再沸器對(duì)于生產(chǎn)工程中熱量的吸收有著十分關(guān)鍵性的作用[2]。分凝器主要負(fù)責(zé)蒸餾塔頂部物料的冷凝環(huán)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)不同環(huán)節(jié)的冷卻需求，并且實(shí)現(xiàn)了分離的目的，確保了熱量的有效傳遞；蒸發(fā)器主要用于化工工藝各個(gè)環(huán)節(jié)中溶液內(nèi)部的水分進(jìn)行蒸發(fā)處理，控制溶液濃度，為后續(xù)化工工藝生產(chǎn)活動(dòng)的進(jìn)行提供了便利；過(guò)熱器銜接與蒸發(fā)器之后，對(duì)飽和蒸汽進(jìn)行持續(xù)性加熱，保障整體反應(yīng)環(huán)境；廢熱鍋爐能夠憑借自身的結(jié)構(gòu)功能，對(duì)高溫物料進(jìn)行回收，并對(duì)溫度較低的液體進(jìn)行加熱處理。

2.換熱器在化工工藝中的作用

換熱器在化工工藝中作用的研究，需要從多個(gè)角度出發(fā)，結(jié)合換熱器的基本類型與特點(diǎn)，對(duì)不同環(huán)節(jié)中換熱器在化工工藝中的作用進(jìn)行厘清，為化工工藝在實(shí)踐中的科學(xué)高效應(yīng)用做好充足的條件。

2.1 換熱器傳熱量大時(shí)的作用

換熱器在熱量傳導(dǎo)較大的情況下，具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，換熱器通過(guò)自身結(jié)構(gòu)以及各類材質(zhì)，對(duì)化工工藝不同的環(huán)節(jié)的熱量進(jìn)行科學(xué)處理，保證熱量在短時(shí)間的快速傳輸，將反應(yīng)溫度控制在合理的范圍內(nèi)[3]。對(duì)現(xiàn)階段換熱器傳熱熱量大時(shí)的作用進(jìn)行分析，幫助設(shè)計(jì)人員明確設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)，并以此為基礎(chǔ)，對(duì)換熱器的傳熱面積與傳熱系數(shù)進(jìn)行對(duì)比，使得換熱器的作用得到充分發(fā)揮。同時(shí)在進(jìn)行換熱器使用的過(guò)程中，需要對(duì)傳熱系數(shù)以及傳熱面進(jìn)行分析，使得換熱器的作用得到充分發(fā)揮，確保熱量傳導(dǎo)在短時(shí)間內(nèi)的實(shí)現(xiàn)，例如通過(guò)對(duì)管殼換熱器以及板式換熱器的傳熱系數(shù)以及傳熱面積進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)管殼換熱器的傳熱面積大約可以達(dá)到110m2，板式換熱器的傳熱面積則可以達(dá)到260m2，而板式換熱器在熱量傳遞方面具有較大的優(yōu)勢(shì)，因此在實(shí)際使用的過(guò)程中普遍使用板式換熱器，滿足傳熱量大時(shí)，對(duì)于換熱器的基本要求。

2.2 結(jié)合溫度和壓力的作用

換熱器在化工工藝使用階段，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度與壓力有效銜接，減少化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，化學(xué)工藝對(duì)于溫度與壓力的客觀要求，促進(jìn)化學(xué)生產(chǎn)加工活動(dòng)的順利開(kāi)展。例如對(duì)板式換熱器、板翅式換熱器與管殼式換熱器進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，板式換熱器對(duì)于150℃的化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)有著較強(qiáng)的調(diào)節(jié)作用；板翅式換熱器則較為適用于-200℃-150℃與6.0Mpa的溫度與壓力環(huán)境之中，基本上滿足大多數(shù)化工工藝生產(chǎn)需求；管殼式換熱器則能夠適用450℃以及35Mpa的溫度與壓力環(huán)境。通過(guò)橫向?qū)Ρ?，可以發(fā)現(xiàn)管殼式在溫度與壓力環(huán)境下，其作用得以充分發(fā)揮，有效滿足化工工藝對(duì)于環(huán)境條件的要求[4]。同時(shí)管殼式換熱器具有制作成本低以及維護(hù)費(fèi)用少的特點(diǎn)，因此在現(xiàn)階段化工生產(chǎn)過(guò)程中扮演著關(guān)鍵性的作用，成為我國(guó)換熱器使用的主流。

2.3 換熱器在大面積傳熱時(shí)中作用

化工產(chǎn)業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)，與大熱量傳導(dǎo)有所差異，對(duì)于大面積傳熱有著較為特殊的要求。從實(shí)際情況來(lái)看，在化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)一旦需要進(jìn)行大面積的熱量傳導(dǎo)，上文所提及的管殼式換熱器、板式換熱器、板翅式換熱器等幾種常見(jiàn)的換熱器就難以滿足實(shí)際的化工工藝操作的客觀要求。為了進(jìn)一步發(fā)揮換熱器在大面積傳熱中的積極作用，需要結(jié)合大面積傳熱過(guò)程中對(duì)于熱量的基本要求，選取空氣冷卻器這種換熱器，實(shí)現(xiàn)大面積傳熱過(guò)程中對(duì)于換熱器工作機(jī)理與結(jié)構(gòu)的基本需求。空氣冷卻器在進(jìn)行大面積傳熱的過(guò)程中，憑借自身的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，使其能夠適應(yīng)高溫高壓環(huán)境下的生產(chǎn)環(huán)境，并且空氣冷卻器成本較低，實(shí)用性較強(qiáng)，確保了其在實(shí)踐中的廣泛應(yīng)用[5]。但是在進(jìn)行大面積傳熱的過(guò)程中，空氣冷卻器極易受到外部環(huán)境因素的影響，尤其受到溫度因素的影響較大，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的處理，確保空氣冷卻換熱器在化工工藝中的合理化使用。

2.4 換熱器在氣相與液相熱交換模式中的作用

從實(shí)際情況來(lái)看，化工工藝在實(shí)踐的過(guò)程中，對(duì)于氣相與液相熱交換有著較為嚴(yán)苛的要求，以此保障化工生產(chǎn)活動(dòng)在實(shí)踐中的順利開(kāi)展。基于這一要求，技術(shù)人員要對(duì)換熱器在氣相與液相熱交換模式中的作用進(jìn)行客觀分析，在一般情況下，為了有效增強(qiáng)換熱器的實(shí)際使用效率，減少不必要的資源浪費(fèi)與成本支出，最大程度的發(fā)揮換熱器在氣相與液相熱交換中的作用，化工企業(yè)在氣相、液相熱交換之中普遍采取直接接觸式冷卻器，以此確保氣相與液相熱交換模式的順利進(jìn)行。同時(shí)考慮到換熱器的實(shí)際工作場(chǎng)景，技術(shù)人員要根據(jù)氣相、液相的差異對(duì)介質(zhì)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。

3.結(jié)語(yǔ)

文章從多個(gè)層面出發(fā)，對(duì)換熱器的原理與基本類型進(jìn)行分析，明確不同換熱器的不同特點(diǎn)，以此為基礎(chǔ)對(duì)換熱器在化工工藝中作用進(jìn)行客觀分析，理清換熱器在傳熱、溫度壓力結(jié)合、大面積傳熱中的作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)化工工藝中換熱器作用的全面分析。

[1]王建宏.淺談?chuàng)Q熱器在化工工藝中的作用[J].民營(yíng)科技，2014（3）：49-49.

[2]邢斌.淺談?chuàng)Q熱器在化工工藝中的作用[J].民營(yíng)科技，2014（5）：57-58.

[3]趙小強(qiáng).淺析換熱器在化工工藝中的作用[J].石河子科技，2014（3）：26-27.

[4]孫同甲.換熱器對(duì)化工工藝質(zhì)量的影響[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2016（9）：119-121.

[5]劉馳.淺談?chuàng)Q熱器在化工工藝中的作用[J].經(jīng)濟(jì)技術(shù)協(xié)作信息，2015（12）：51-52.

高忍，男，1989.05—，滿族，籍貫遼寧開(kāi)原，助理工程師，本科，主要從事工藝管道設(shè)計(jì)。