SiC soojusvahetustoru

Viimase kümne aasta jooksul on energiapuuduse tõttu energiasäästutööd jätkunud. Erinevaid uusi ja energiasäästlikke täiustatud ahjutüüpe on iga päevaga täiustatud ning kvaliteetsete isolatsioonimaterjalide, näiteks uute tulekindlate kiudude kasutamine on oluliselt vähendanud ahjude soojuskadu. Täiustatud põlemisseadmete kasutamine on tõhustanud põlemist, vähendanud mittetäieliku põlemise hulka ning ka õhu-kütuse suhe on kippunud olema mõistlik. Heitgaaside soojuskao vähendamise ja suitsugaaside heitsoojuse taaskasutamise tehnoloogia ei edene aga endiselt kiiresti. Suur hulk kõrge temperatuuriga ahjusid tööstuses võivad suitsugaasid välja lasta kuni 1300 kraadini ja soojusenergia kadu on tõsine. Küttekolde soojusliku efektiivsuse edasiseks parandamiseks ning energiasäästu ja tarbimise vähendamise eesmärgi saavutamiseks on suitsugaaside heitsoojuse taaskasutamine samuti oluline energiasäästu viis.

Suitsugaaside heitsoojuse taaskasutamiseks on tavaliselt kaks võimalust: üks on töödeldava detaili eelsoojendamine; teine ​​on õhu eelsoojendamine põlemiseks. Toorikute suitsugaaside eelsoojendamiseks on vaja suurt mahtu soojusvahetuseks, mida sageli piirab töökoht (vahelduvate ahjude puhul seda meetodit kasutada ei saa). Eelsoojendusõhu põletamine on parem meetod, mis on üldiselt konfigureeritud kütteahjule ja mis võib ka põlemist tõhustada, kiirendada ahju küttekiirust ja parandada ahju soojuslikku jõudlust. See mitte ainult ei vasta protsessi nõuetele, vaid saavutab lõpuks ka märkimisväärse tervikliku energiasäästuefekti.

Hiinas on alates 1950. aastatest kasutatud tööstuslike ahjude õhu eelsoojendamiseks eelsoojendeid, mille hulgas on peamisteks vormideks torukujulised, silindrilised kiirgus- ja malmplokksoojusvahetid, kuid vahetuse efektiivsus on madal. 1980. aastatel töötas Hiina järjest välja reaktiiv-, reaktiiv-, komposiit- ja muud soojusvahetid, peamiselt selleks, et lahendada heitsoojuse taaskasutamise probleem keskmisel ja madalal temperatuuril. Olulisi tulemusi on saavutatud alla 100 kraadise suitsugaaside heitsoojuse taaskasutamisel ning paranenud on soojusvahetuse efektiivsus. Kuid kõrgel temperatuuril on soojusvaheti materjal endiselt piiratud, kasutusiga madal, hooldustöökoormus suur või kulu kõrge, mis mõjutab reklaamimist ja kasutamist.

Enamik praegu kasutatavatest soojusvahetitest on metallist soojusvahetid, mida saab kasutada ainult madalatel temperatuuridel. Neid ei saa otse kasutada, kui gaasi temperatuur on kõrge. Suures koguses külma õhku tuleb imbuda ja vaja on kõrge temperatuuriga kaitset, nagu puhuri jahutusventilaator ja juhtimissüsteem. Külma õhu imbumisel on soojusvaheti taaskasutamise temperatuur madal.

Keraamilised soojusvahetid on metallsoojusvahetite piirangutes hästi välja töötatud, kuna need on paremini lahendanud korrosioonikindluse ja kõrge temperatuurikindluse probleemid ning muutunud parimaks soojusvahetiks kõrgel temperatuuril tekkinud heitsoojuse taaskasutamiseks. Pärast aastatepikkust tootmispraktikat on näidatud, et keraamilised soojusvahetid on väga tõhusad. Selle peamised eelised on: kõrge tugevus kõrgel temperatuuril, hea oksüdatsioonikindlus ja termilise šoki vastupidavus. Pikk kasutusiga, madal hooldus, usaldusväärne ja stabiilne jõudlus ning lihtne töö. See on praegu parim seade kõrge temperatuuriga suitsugaaside heitsoojuse taaskasutamiseks.

Esmakordselt välja töötatud ja kasutusele võetud uus soojusvahetite tehnoloogia, mis asendab metalli keraamikaga, on kaasatud riiklikku tõrviku programmi. See uus tehnoloogia muudab algselt tööstuslikes ahjudes kasutatud külma õhu kuumaks õhuks, mis mitte ainult ei paranda töö efektiivsust, vaid säästab ka palju energiat. Kuna keraamilised soojusvahetid on üks peamisi energiakasutuse parandamise seadmeid ja neil on lai valik tööstuslikku kasutust, on nende edendamine ja kasutusvõimalused väga paljutõotavad.

Keraamilistel soojusvahetitel on järgmised eelised:
(1) Keraamiliste soojusvahetite kasutamine on otsene, lihtne, kiire, tõhus, keskkonnasõbralik ja energiasäästlik. Ei ole vaja külma õhu ega kõrge temperatuuri kaitset, hoolduskulud on madalad ja keraamilise soojusvaheti kasutamine pole vajalik. Kohaldatav heitsoojuse taaskasutamisel ja gaasiküttel tööstuslike ahjude kasutamisel erinevates keskkondades, eelkõige lahendades probleemi, et erinevate kõrgtemperatuursete tööstusahjude heitsoojus on kasutamiseks liiga kõrge;
(2) Riik nõuab, et keraamiliste soojusvahetite temperatuur peaks olema suurem kui 1000 kraadi või sellega võrdne. Kuna see on vastupidav kõrgetele temperatuuridele, saab seda paigutada kõrge temperatuuriga kohtadesse. Mida kõrgem on temperatuur, seda parem on soojusvahetuse efekt ja seda suurem on energiasääst;
(3) Asendage metallist soojusvahetid kõrge temperatuuri tingimustes;
(4) lahendada keemiatööstuse soojusvahetuse ja korrosioonikindluse probleeme;
(5) Keraamilistel soojusvahetitel on tugev kohanemisvõime, kõrge temperatuurikindlus, korrosioonikindlus, kõrge kõrge temperatuuri tugevus, hea oksüdatsioonikindlus, stabiilne termilise šoki vastupidavus ja pikk kasutusiga.

Keraamilisi soojusvahetiid kasutatakse laialdaselt erinevates küttekolletes, kuumaõhuahjudes, kuumtöötlusahjudes, krakkimisahjudes, röstides, sulatusahjudes, leotusahjudes, õli- ja gaasikateldes ning muudes terase-, masina-, ehitusmaterjali-, naftakeemia-, muudes ahjudes. mustmetallide sulatamine ja muud tööstused. See tehnoloogia kasutab tagurdusseadet, et neelata ja vabastada vaheldumisi soojust kahes soojussalvestuskambris, et maksimeerida suitsugaaside soojuse taaskasutamist, ning seejärel soojendada põlemisõhku ja -gaasi temperatuurini üle 1000 kraadi. Isegi madala kütteväärtusega kütused (nt kõrgahjugaas) võivad saavutada stabiilse süttimise ja tõhusa põlemise, mis võib säästa 40-70% kütust. Tootlikkust suurendatakse rohkem kui 15%, terasest toorikute oksüdatsiooni- ja põlemiskadu väheneb rohkem kui 40%, NOx emissioon on alla 100 ppm ja suitsugaaside emissiooni temperatuur on madalam kui 160 kraadi, mis vähendab oluliselt maa kasvuhooneefekt.

Tavalistel kordieriidist, mulliidist, kõrge alumiiniumoksiidist, koksi vääriskivist ja muudest materjalidest valmistatud soojusvahetitel on halb soojusjuhtivus ja halb soojusülekanne. Ränikarbiidist keraamilised soojusvahetid on metallsoojusvahetite piirangute tõttu hästi välja töötatud. Peamine põhjus on see, et lisaks keraamiliste soojusvahetite ühistele eelistele, nagu kõrge temperatuurikindlus, korrosioonikindlus, kõrge kõrge temperatuuri tugevus, oksüdatsioonikindlus, hea termilise šoki vastupidavus, pikk kasutusiga, stabiilne ja usaldusväärne jõudlus jne, on sellel hea soojusjuhtivus ja kõrge temperatuuriga mehaanilised omadused (tugevus, roomamiskindlus jne) on tuntud keraamiliste materjalide hulgast parimad, mistõttu on see parim soojusvaheti kõrgel temperatuuril heitsoojuse taaskasutamiseks.

Ränikarbiidist keraamilisi soojusvahetiid saab laialdaselt kasutada erinevates kütteahjudes, kuumaõhuahjudes, kuumtöötlusahjudes, krakkimisahjudes, röstides, sulatusahjudes, leotusahjudes, õli- ja gaasikateldes ning muudes terase-, masina-, ehitusmaterjalide, naftakeemiatööstuse ahjudes. , värviliste metallide sulatamine ja muud tööstused. Selle kasutusviis on otsene, lihtne, kiire, tõhus, energiasäästlik (energiasäästumäär 25–45%), keskkonnasõbralik ning selle kasutusiga on kümneid kordi pikem kui samas asendis metallist soojusvahetitel, mis mitte ainult ei vähenda kulusid ettevõtetele, aga säästab ka riigi energiat.