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工业加热载体与冷却剂方法及过程

  
评论: 更新日期:2011年02月17日

  (二)  热水

  热水加热一般用于100~C以下的场合,热水通常可使用锅炉热水和从换热器或蒸发器得到的冷凝水。当要求加热到较高温度而仍然采用热水时,则要使用高压热水。但此时对设备的强度要求和操作费用都会很高,很不经济。

  用热水加热的优点是:可利用二次热源,节约能量。其缺点是:和蒸汽冷凝相比,给热系数低许多,许多加热过程中,温度下降,不能恒定;加热的均匀性不好。

  (三) 高温有机物

  在将工艺流体加热到400°C的范围内,可使用液态(或气态)高温有机物作为加热剂。   

  常用的有机物加热剂有:甘油、萘、乙二醇、联苯与二苯醚的混合物、二甲苯基甲烷、矿物油和有机硅液体等。

  最常用的是由26.5%联苯和73.5%的二苯醚组成的混合物,称为二苯混合物。二苯混合物作为加热剂的主要优点:①不用高温就能够得到高温,当P=0.1MPa时,沸点tb=258°C,汽化潜热r=285kJ/kg;P=0.8MPa时,tb=380°C,r=220kJ/kg;②热稳定性好无爆炸危险,无腐蚀。二苯混合物可以是液态或气态,液态二苯混合物用于加热250°C范围内的场合。气态二苯混合物的加热温度可达到380°C。高温有机物由于具有燃烧爆炸危险、高温结焦和积炭危险,因此运行中密闭性和温度控制必须严格。另外二苯混合物由于具有较强的渗透性,因此系统的密闭问题十分明显。

  甘油作为加热剂,用于加热220—250°C范围内的场合。甘油无毒、无爆炸危险、易得、价格较低(仅为二苯混合物的1/4),且加热均匀。

  (四)  无机熔盐

  当需要加热到550°C时,可用无机熔盐作为加热剂。应用最广的是含40%NaNOz、7%NaN03和53%KN03的熔化物,其熔点是142℃,熔盐加热装置应具有高度的气密性,并用惰性气体保护。由于硝酸盐和亚硝酸盐混合物具有强氧化性,因此,应避免和有机物质接触。

  此外,工业生产中,还可以利用液体金属、烟道气和电等来加热,其中,液态金属可加热到300—800°C,烟道气可加热到1100°C。电加热最高可达到3000C。

  二  冷却剂和冷却过程   

  工业生产中,要得到10一30°C的冷却温度,使用最普遍的冷却剂是水和空气。

  水的主要来源是江河和地下水,江河水的温度与当地气候以及季节有关,通常在10—30~C左右。地下水的温度则较低,大约在4—15℃左右。

  为了节约用水和保护环境,生产上大多使用循环水,在换热器内用过的冷却水,送至凉水塔内,与空气逆流接触,部分汽化而冷却,再重新作为冷却剂使用。冷却水可用于间壁式换热器和混合式换热器中。

  值得注意的是,工业用水常常会被污染,要求在最终排放前,必须进行水质净化,达到排放标准。

  空气作为冷却剂,适用于有通风机的冷却塔和有增大的传热面的换热器(如翅片式换热器)的强制冷却。空气作为冷却剂的优点是不会在传热面产生污垢。其缺点是给热系数小,比热容较低,因此其耗量较大(达到同样的冷却效果,空气的质量流量大约是水的5倍)。

  若要冷却到0°C左右,工业上通常采用冷冻盐水,由于盐的存在,使水的凝固温度大为下降(其具体数值视盐的种类和含量而定),盐水的低温由制冷系统提供。

  此外,为了得到更低的冷却温度或更好的冷却效果,还可使用沸点更低的制冷剂,例如氨和氟里昂,当然,还得借助于制冷技术。

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