Tubo de troca de calor SiC

Nos últimos dez anos, devido à escassez de energia, foram realizados novos trabalhos de conservação de energia. Vários tipos de fornos novos e avançados que economizam energia foram aprimorados dia a dia, e o uso de materiais de isolamento de alta qualidade, como novas fibras refratárias, reduziu significativamente a perda de calor dos fornos. O uso de dispositivos de combustão avançados melhorou a combustão, reduziu a quantidade de combustão incompleta e a relação ar-combustível também tendeu a ser razoável. No entanto, a tecnologia de redução da perda de calor de exaustão e de recuperação do calor residual dos gases de combustão ainda não está progredindo rapidamente. Um grande número de fogões de alta temperatura na indústria pode esgotar os gases de combustão em até 1300 graus, e a perda de energia térmica é grave. A fim de melhorar ainda mais a eficiência térmica do forno de aquecimento e atingir o objetivo de economia de energia e redução do consumo, a recuperação do calor residual dos gases de combustão também é uma forma importante de economizar energia.

Geralmente existem duas maneiras de recuperar o calor residual dos gases de combustão: uma é pré-aquecer a peça de trabalho; a segunda é pré-aquecer o ar para combustão. As peças de pré-aquecimento dos gases de combustão requerem um grande volume para troca de calor, que muitas vezes é limitado pelo local de trabalho (fornos intermitentes não podem usar este método). O pré-aquecimento da combustão do ar é um método melhor, que geralmente é configurado no forno de aquecimento, e também pode aumentar a combustão, acelerar a taxa de aquecimento do forno e melhorar o desempenho térmico do forno. Isto não só atende aos requisitos do processo, mas também alcança efeitos significativos e abrangentes de economia de energia no final.

Desde a década de 1950, a China utiliza pré-aquecedores para pré-aquecimento de ar em fornos industriais, entre os quais as principais formas são trocadores de calor tubulares, de radiação cilíndrica e de bloco de ferro fundido, mas a eficiência de troca é baixa. Na década de 1980, a China desenvolveu sucessivamente trocadores de calor a jato, radiação a jato, compósitos e outros, principalmente para resolver o problema de recuperação de calor residual em temperaturas médias e baixas. Resultados significativos foram alcançados na recuperação do calor residual dos gases de combustão abaixo de 100 graus, e a eficiência da troca de calor foi melhorada. Porém, em altas temperaturas, o material do trocador de calor ainda é limitado, a vida útil é baixa, a carga de trabalho de manutenção é grande ou o custo é alto, o que prejudica a promoção e utilização.

A maioria dos trocadores de calor usados ​​atualmente são trocadores de calor metálicos, que só podem ser usados ​​em baixas temperaturas. Eles não podem ser usados ​​diretamente quando a temperatura do gás estiver alta. Uma grande quantidade de ar frio deve ser infiltrada e é necessária proteção contra altas temperaturas, como um ventilador de resfriamento e um sistema de controle. Quando há infiltração de ar frio, a temperatura de recuperação do trocador de calor será baixa.

Os trocadores de calor cerâmicos foram bem desenvolvidos sob as limitações dos trocadores de calor metálicos porque resolveram melhor os problemas de resistência à corrosão e resistência a altas temperaturas e se tornaram o melhor trocador de calor para recuperar o calor residual de alta temperatura. Após anos de prática de produção, foi demonstrado que os trocadores de calor cerâmicos são muito eficazes. Suas principais vantagens são: alta resistência a altas temperaturas, boa resistência à oxidação e resistência ao choque térmico. Longa vida útil, baixa manutenção, desempenho confiável e estável e fácil operação. Atualmente é o melhor dispositivo para recuperar o calor residual dos gases de combustão de alta temperatura.

A nova tecnologia de trocadores de calor que substituem o metal pela cerâmica, que foi desenvolvida e colocada em uso pela primeira vez, foi incluída no Programa Tocha Nacional. Esta nova tecnologia converte o ar frio originalmente utilizado nos fornos industriais em ar quente, o que não só melhora a eficiência do trabalho, mas também poupa muita energia. Como os trocadores de calor cerâmicos são um dos principais equipamentos para melhorar o aproveitamento de energia e possuem uma ampla gama de utilizações industriais, suas perspectivas de promoção e aplicação são muito promissoras.

Os trocadores de calor cerâmicos apresentam as seguintes vantagens:
(1) O uso de trocadores de calor cerâmicos é direto, simples, rápido, eficiente, ecologicamente correto e economiza energia. Não é necessária proteção contra ar frio ou alta temperatura, o custo de manutenção é baixo e nenhuma operação do trocador de calor cerâmico é necessária. Aplicável à recuperação e utilização de calor residual de fornos industriais a gás em vários ambientes, especialmente resolvendo o problema de que o calor residual de vários fornos industriais de alta temperatura é muito alto para ser utilizado;
(2) O estado exige que a temperatura dos trocadores de calor cerâmicos seja maior ou igual a 1000 graus. Por ser resistente a altas temperaturas, pode ser colocado em áreas de alta temperatura. Quanto maior a temperatura, melhor será o efeito de troca de calor e maior será a economia de energia;
(3) Substitua os trocadores de calor metálicos sob condições de alta temperatura;
(4) Resolver os problemas de troca de calor e resistência à corrosão na indústria química;
(5) Os trocadores de calor cerâmicos têm forte adaptabilidade, resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão, alta resistência a altas temperaturas, boa resistência à oxidação, resistência estável ao choque térmico e longa vida útil.

Os trocadores de calor cerâmicos são amplamente utilizados em vários fornos de aquecimento, fornos de ar quente, fornos de tratamento térmico, fornos de craqueamento, torrefadores, fornos de fusão, fornos de imersão, caldeiras de óleo e gás e outros fornos nas indústrias siderúrgica, maquinaria, materiais de construção, petroquímica, não- fundição de metais ferrosos e outras indústrias. Esta tecnologia usa um dispositivo de reversão para absorver e liberar calor alternadamente em duas câmaras de armazenamento de calor para maximizar a recuperação do calor dos gases de combustão e, em seguida, aquecer o ar e o gás de combustão acima de 1000 graus. Mesmo combustíveis inferiores com baixo valor calorífico (como gás de alto-forno) podem alcançar ignição estável e combustão eficiente, o que pode economizar 40-70% de combustível. A produção é aumentada em mais de 15%, a oxidação e a perda de queima de tarugos de aço são reduzidas em mais de 40%, a emissão de NOx é inferior a 100 ppm e a temperatura de emissão de gases de combustão é inferior a 160 graus, o que reduz bastante o efeito estufa da terra.

Trocadores de calor comuns feitos de cordierita, mulita, alta alumina, pedras preciosas de coque e outros materiais têm baixa condutividade térmica e baixo desempenho de transferência de calor. Os trocadores de calor cerâmicos de carboneto de silício foram bem desenvolvidos sob as limitações dos trocadores de calor metálicos. A principal razão é que, além das vantagens comuns dos trocadores de calor cerâmicos, como resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas, resistência à oxidação, boa resistência ao choque térmico, longa vida, desempenho estável e confiável, etc., tem boa condutividade térmica e propriedades mecânicas de alta temperatura (resistência, resistência à fluência, etc.) são as melhores entre os materiais cerâmicos conhecidos, tornando-o o melhor trocador de calor para recuperação de calor residual de alta temperatura.

Os trocadores de calor cerâmicos de carboneto de silício podem ser amplamente utilizados em vários fornos de aquecimento, fornos de ar quente, fornos de tratamento térmico, fornos de craqueamento, torrefadores, fornos de fusão, fornos de imersão, caldeiras de óleo e gás e outros fornos na indústria siderúrgica, máquinas, materiais de construção, petroquímica , fundição de metais não ferrosos e outras indústrias. Seu método de uso é direto, simples, rápido, eficiente, economiza energia (taxa de economia de energia 25 ~ 45%), ecologicamente correto e sua vida útil é dezenas de vezes maior que a dos trocadores de calor metálicos na mesma posição, o que não apenas reduz custos para as empresas, mas também poupa energia para o país.