Équipement d'échange de chaleur de colonne d'acide nitrique après vente

Équipement d'échange de chaleur de colonne d'acide nitrique après vente

Équipement d'échange de chaleur de colonne d'acide nitrique après vente

I. principe technique: réalisation efficace de l'échange de chaleur mural entre

L'équipement d'échange de chaleur de colonne d'acide nitrique est basé sur le principe classique d'échange de chaleur de mur - à - mur, séparant le milieu nitrique à haute température (ou le mélange contenant de l'acide nitrique) du milieu de refroidissement à basse température (par exemple, l'eau de refroidissement, l'eau salée congelée) par la paroi du tube, utilisant la différence de température pour réaliser le transfert de chaleur. Son processus d'échange de chaleur est divisé en trois étapes:

Phase de transfert de chaleur: le milieu nitrique à haute température circule à l'intérieur du tube colonne, transmettant la chaleur à la paroi du tube par échange de chaleur par convection. Par exemple, dans la condensation des gaz d'échappement de production d'acide nitrique, les gaz d'échappement à haute température de 150 à 250 ° C circulent dans le pipeline et la chaleur est rapidement transmise à la paroi du tube.

Phase de conduction thermique de la paroi du tube: la chaleur est conductrice vers le côté cryogénique à travers la paroi du tube résistant à la corrosion comme le carbure de silicium (sic), les alliages de titane ou Hastelloy. Le carbure de silicium a une conductivité thermique de 125,6 W / (M · K), deux fois supérieure à celle du graphite, et peut résister à des températures élevées de 1900 ℃ et à des chocs sismiques thermiques, ce qui en fait un matériau idéal pour les conditions d'utilisation de l'acide nitrique concentré (concentration > 68%).

Phase de condensation refroidie: le fluide de refroidissement à basse température circule dans le processus de coquille, absorbant la chaleur de la paroi du tube et permettant à la vapeur d'acide nitrique à haute température de se condenser à l'état liquide. Par exemple, lorsque l'acide nitrique à 60% est chauffé au - dessus de 120 ° C dans un procédé de concentration d'acide nitrique, le faisceau de tubes en alliage de titane peut résister à la corrosion à haute température tout en réalisant une condensation efficace.

Avantages structurels: la conception tubulaire de colonne a une grande zone d'échange de chaleur et des canaux d'écoulement réguliers, qui peuvent être adaptés à différentes quantités de traitement en ajustant le nombre de tubes de colonne, la longueur et la conception de l'enveloppe. La plaque de flexion en forme d'arc est installée verticalement à l'intérieur de la coquille avec un espacement fixe, le fluide de coquille forcé circule en forme de zigzag « z», l'intensité de la turbulence augmente de 40%, le coefficient de transfert de chaleur augmente de 20% à 30%; Le déflecteur hélicoïdal guide le fluide pour former un flux hélicoïdal, réduisant la chute de pression de la coquille de 25% et augmentant l'efficacité de l'échange de chaleur de 18%.

II. Matériau de base: résistance à la corrosion et l'art de l'équilibre efficace

La forte oxydabilité et la corrosivité de l'acide nitrique imposent des exigences strictes pour le choix des matériaux, les matériaux des composants de base doivent concilier résistance à la corrosion et conductivité thermique:

Carbure de silicium (sic): convient à l'acide nitrique concentré (> 68%), résistant aux hautes températures, aux acides forts et aux alcalis, taux de corrosion annuel < 0005 mm, durée de vie 3 à 5 fois supérieure à celle des équipements métalliques. Par exemple, dans le parc chimique côtier, les faisceaux de carbure de silicium ont fonctionné en continu pendant 5 ans sans fuite de corrosion.

Alliage de titane: excellente résistance à la corrosion par l'acide nitrique concentré, haute résistance, convient aux conditions de travail à moyenne et haute température (≤ 85 ℃), mais à un coût élevé. Dans la condensation des gaz d'échappement de production d'acide nitrique, les condenseurs en alliage de titane augmentent l'efficacité de la condensation de 40%, la production de vapeur de 15% et les concentrations d'émissions de noₓ tombent en dessous de 50 mg / m³.

Hastelloy: comme Hastelloy C - 276 (contient 16% Mo, 15% Cr), résistant à l'acide nitrique, acide sulfurique mélangé acide, adapté aux conditions de travail corrosives. Dans le traitement des eaux usées à base de nitro - combustible, l'échangeur de chaleur Hastelloy économise 1,5 million de yuans par an sur les coûts de vapeur et les émissions d'eaux usées sont réduites à 300 mg / L.

Acier inoxydable 316L: convient à l'acide nitrique à faible et moyenne concentration (20% - 60%), mais doit contrôler la température du milieu ≤ 80 ℃, pour éviter la corrosion intergranulaire. Dans le traitement des gaz d'échappement décapés métalliques, le condenseur en acier inoxydable 316L permet une récupération des vapeurs d'acide nitrique de plus de 85%.

Iii. Scénario d'application: couvrir les besoins de processus de l'ensemble de la chaîne industrielle de l'acide nitrique

Le scénario d'application de l'équipement d'échange de chaleur à tube d'acide nitrique tourne autour de la chaîne industrielle complète de « production - traitement - recyclage» de l'acide nitrique, qui peut être divisée en trois catégories principales:

Chaîne de production d'acide nitrique:

Condensation des gaz d'échappement: dans le processus de production d'acide nitrique par oxydation de l'ammoniac, le mélange d'acide nitrique à haute température doit être converti en acide nitrique liquide par un processus de condensation. À ce stade, il est nécessaire d'utiliser un condenseur à colonne d'acide nitrique avec de l'eau de refroidissement comme milieu de refroidissement, de réduire la température du mélange de 150 à 200 ° C à 40 à 60 ° C, de sorte que les vapeurs d'acide nitrique se condensent en acide nitrique dilué (concentration d'environ 40 à 60%), tout en isolant le gaz NOx qui n'a pas réagi (peut être renvoyé à la colonne d'absorption pour un traitement ultérieur). Dans de tels cas, le condenseur doit résister à la corrosion par un mélange gazeux fortement oxydant contenant des NOx, généralement en Hastelloy ou en alliage de titane.

Procédé de concentration: pour chauffer l'acide nitrique à 60% au - dessus de 120 ° C, il est nécessaire d'utiliser un équipement d'échange de chaleur résistant à la corrosion à haute température. Le faisceau de tubes en alliage de titane peut résister à la corrosion par l'acide nitrique à haute température, l'empreinte de l'équipement est réduite de 40% et la période de récupération des investissements est de seulement 2 ans. Par exemple, une entreprise de production d'acide nitrique utilise un échangeur de chaleur à tubes en alliage de titane pour concentrer l'acide nitrique de 60% à 90%, le coefficient de transfert de chaleur jusqu'à 12 000 W / (m² · K), l'efficacité de l'évaporation est améliorée de 30% et le coût annuel de la vapeur est réduit de 2 millions de yuans.

Traitement des eaux usées des gaz d'échappement:

Traitement des eaux usées de nitro - combustible: un certain projet d'évacuation quotidienne des eaux usées de 300 tonnes (contenant du nitrobenzène 5000mg / L, acide sulfurique 8%), l'utilisation de carbure de silicium + Hastelloy échangeur de chaleur en série, économie annuelle de la dépense de vapeur de 1,5 million de yuans, le COD d'évacuation des eaux usées à 300 mg / L.

Traitement des gaz d'échappement de décapage métallique: les gaz d'échappement de décapage d'acier inoxydable après le dépoussiérage préliminaire, dans le condenseur de colonne, avec de l'eau salée congelée comme milieu de refroidissement (température ≤ 0 ℃), de sorte que la vapeur d'acide nitrique se condense en acide nitrique dilué (concentration d'environ 10% - 20%), le taux de récupération peut atteindre plus de 85%, les gaz d'échappement restants après le traitement par adsorption sont conformes aux émissions.

Le lien de récupération d’énergie:

Système de récupération de chaleur de raffinerie: dans le système de récupération de chaleur de raffinerie, l'efficacité d'échange de chaleur du pétrole brut est augmentée de 25%, économisant plus de 10 000 tonnes de carburant par an.

Vaporisation de GNL: dans la station de réception de GNL, vaporiser le GNL et récupérer l'énergie froide, économisant plus de 5 millions de yuans par an sur les coûts de carburant.

Iv. Points clés de sélection: paramètres de base correspondant aux besoins de la situation

Si l'option peut raisonnablement affecter directement l'efficacité opérationnelle et la durée de vie de l'équipement d'échange de chaleur à tube nitrique, il faut se concentrer sur les paramètres suivants:

Concentration d'acide nitrique et température:

L'acide nitrique concentré à une concentration > 68% est fortement oxydant, il est nécessaire de choisir le carbure de silicium ou Hastelloy.

L'acide nitrique dilué à une concentration < 20% est susceptible d'initier la fragilisation par l'hydrogène et nécessite un alliage de titane ou un acier inoxydable 316L (température contrôlée).

Débit et pression des médias:

Le débit de fluide de la tuyauterie et de la coquille doit être adapté pour éviter une baisse de l'efficacité de l'échange de chaleur causée par un débit trop faible (recommandation de débit: tuyauterie ≥ 1,0 m / s, coquille ≥ 0,5 m / s).

La pression de travail des médias doit être claire, l'épaisseur de la paroi de la plaque tubulaire, du boîtier doit être calculée en fonction de la pression (conformément à la norme gb150 "récipient sous pression"), afin d'assurer la résistance à la pression de l'équipement.

Zone d'échange de chaleur:

Calculé à partir du coefficient d'échange de chaleur par rapport au coefficient de transfert de chaleur (valeur k), la formule est: a = Q / (kΔtₘ), où Δtₘ est la différence de température moyenne logarithmique.

Le milieu nitrique est susceptible de former des produits de corrosion ou de l'Incrustation dans la paroi du tube, il est nécessaire de réserver une marge de surface d'échange de chaleur de 10 à 20% pour éviter une diminution de la capacité d'échange de chaleur après un fonctionnement à long terme.

Conception des canaux:

Si le milieu nitrique contient des impuretés (par exemple, des ions métalliques, des particules solides), il est recommandé de placer l'acide nitrique dans le tube (pour faciliter le nettoyage) et le milieu de refroidissement dans la coquille.

La structure à plusieurs voies doit éviter les courts - circuits de fluide, en veillant à ce que chaque tube de colonne participe à l'échange de chaleur.

Accessoires de sécurité:

Il doit être équipé d'une soupape de sécurité (pour éviter les surpressions), d'un manomètre (pour surveiller la pression à l'entrée et à la sortie), d'un thermomètre (pour surveiller la température du milieu) et d'un indicateur de niveau (si le liquide est stocké après condensation).

Pour les conditions de fonctionnement à pression négative, il est également nécessaire de définir la vanne de destruction du vide pour assurer la sécurité du fonctionnement de l'équipement.