Trubice pro výměnu tepla SiC

V posledních deseti letech byly kvůli nedostatku energie dále prováděny práce na úsporách energie. Různé nové a energeticky úsporné pokročilé typy pecí byly každým dnem zdokonalovány a použití vysoce kvalitních izolačních materiálů, jako jsou nová žáruvzdorná vlákna, výrazně snížilo tepelné ztráty pecí. Použití pokročilých spalovacích zařízení zlepšilo spalování, snížilo množství nedokonalého spalování a poměr vzduch-palivo měl také tendenci být rozumný. Technologie snižování tepelných ztrát výfukových plynů a rekuperace odpadního tepla spalin však stále nepokročila rychle. Velké množství vysokoteplotních kamen v průmyslu může odvádět spaliny až do 1300 stupňů a ztráty tepelné energie jsou vážné. Za účelem dalšího zlepšení tepelné účinnosti ohřívací pece a dosažení účelu úspory energie a snížení spotřeby je důležitým způsobem úspory energie také zpětné získávání odpadního tepla spalin.

Obvykle existují dva způsoby, jak získat zpět odpadní teplo spalin: jedním je předehřátí obrobku; druhým je předehřátí vzduchu pro spalování. Obrobky pro předehřev spalin vyžadují velký objem pro výměnu tepla, který je často omezen místem práce (přerušované pece tento způsob nemohou používat). Předehřev spalování vzduchu je lepší metoda, která je obecně konfigurována na ohřívací peci a může také zlepšit spalování, urychlit rychlost ohřevu pece a zlepšit tepelný výkon pece. Tím jsou splněny nejen požadavky procesu, ale také se v konečném důsledku dosáhne významných komplexních efektů úspory energie.

Od 50. let 20. století Čína používá pro předehřívání vzduchu v průmyslových pecích předehřívače, mezi nimiž jsou hlavní formy trubkové, válcové sálavé a litinové blokové výměníky tepla, ale účinnost výměny je nízká. V 80. letech 20. století Čína postupně vyvíjela tryskové, tryskové radiační, kompozitní a další výměníky tepla, především k vyřešení problému rekuperace odpadního tepla při středních a nízkých teplotách. Bylo dosaženo významných výsledků při rekuperaci odpadního tepla spalin pod 100 stupňů a zlepšila se účinnost výměny tepla. Při vysokých teplotách je však materiál výměníku stále omezený, životnost je nízká, údržba je velká nebo náklady jsou vysoké, což ovlivňuje propagaci a použití.

Většina v současnosti používaných výměníků tepla jsou kovové výměníky tepla, které lze používat pouze při nízkých teplotách. Nelze je přímo použít, když je teplota plynu vysoká. Musí být infiltrováno velké množství studeného vzduchu a je nutná ochrana proti vysoké teplotě, jako je chladicí ventilátor dmychadla a řídicí systém. Při infiltraci studeného vzduchu bude teplota rekuperace výměníku tepla nízká.

Keramické výměníky tepla byly dobře vyvinuty v rámci omezení kovových výměníků tepla, protože lépe vyřešily problémy odolnosti proti korozi a vysoké teplotě a staly se nejlepším výměníkem tepla pro zpětné získávání vysokoteplotního odpadního tepla. Po letech výrobní praxe se ukázalo, že keramické výměníky tepla jsou velmi účinné. Jeho hlavní přednosti jsou: vysoká pevnost při vysokých teplotách, dobrá odolnost proti oxidaci a odolnost proti tepelným šokům. Dlouhá životnost, nenáročná údržba, spolehlivý a stabilní výkon a snadná obsluha. V současnosti je to nejlepší zařízení pro zpětné získávání vysokoteplotního odpadního tepla spalin.

Nová technologie výměníků tepla nahrazujících kov keramikou, která byla poprvé vyvinuta a uvedena do provozu, byla zařazena do Národního programu pochodní. Tato nová technologie přeměňuje studený vzduch původně používaný v průmyslových pecích na horký vzduch, což nejen zlepšuje efektivitu práce, ale také šetří spoustu energie. Vzhledem k tomu, že keramické výměníky tepla jsou jedním z hlavních zařízení pro zlepšení využití energie a mají širokou škálu průmyslového využití, jejich propagace a vyhlídky na uplatnění jsou velmi slibné.

Keramické výměníky tepla mají následující výhody:
(1) Použití keramických výměníků tepla je přímé, jednoduché, rychlé, účinné, ekologické a energeticky úsporné. Není vyžadována žádná ochrana proti studenému vzduchu nebo vysoké teplotě, náklady na údržbu jsou nízké a není vyžadován žádný provoz keramického výměníku tepla. Použitelné pro rekuperaci odpadního tepla a využití plynových průmyslových pecí v různých prostředích, zejména řešení problému, že odpadní teplo různých vysokoteplotních průmyslových pecí je příliš vysoké na to, aby se dalo využít;
(2) Stát vyžaduje, aby teplota keramických výměníků tepla byla větší nebo rovna 1000 stupňům. Protože je odolný vůči vysokým teplotám, může být umístěn v oblastech s vysokou teplotou. Čím vyšší teplota, tím lepší efekt výměny tepla a úspora energie;
(3) Vyměňte kovové výměníky tepla za podmínek vysoké teploty;
(4) Řešit problémy výměny tepla a odolnosti proti korozi v chemickém průmyslu;
(5) Keramické výměníky tepla mají silnou přizpůsobivost, vysokou teplotní odolnost, odolnost proti korozi, vysokou pevnost při vysokých teplotách, dobrou odolnost proti oxidaci, stabilní odolnost proti tepelným šokům a dlouhou životnost.

Keramické výměníky tepla jsou široce používány v různých topných pecích, horkovzdušných pecích, pecích na tepelné zpracování, krakovacích pecích, pražírnách, tavicích pecích, prohřívacích pecích, olejových a plynových kotlích a dalších pecích v oceli, strojích, stavebních materiálech, petrochemických, ne tavení železných kovů a další průmyslová odvětví. Tato technologie využívá reverzní zařízení, které střídavě absorbuje a uvolňuje teplo ve dvou tepelných akumulačních komorách, aby se maximalizovalo zpětné získávání tepla spalin, a následně ohřívá spalovací vzduch a plyn na více než 1000 stupňů. Dokonce i paliva s nízkou výhřevností (jako je vysokopecní plyn) mohou dosáhnout stabilního zapálení a účinného spalování, což může ušetřit 40-70 % paliva. Výkon se zvýší o více než 15 %, ztráta oxidací a spalováním ocelových předvalků se sníží o více než 40 %, emise NOx jsou nižší než 100 ppm a teplota emisí spalin je nižší než 160 stupňů, což výrazně snižuje skleníkový efekt Země.

Běžné výměníky tepla vyrobené z cordieritu, mullitu, oxidu hlinitého, drahokamů koksu a dalších materiálů mají špatnou tepelnou vodivost a špatný přenos tepla. Keramické tepelné výměníky z karbidu křemíku byly dobře vyvinuty v rámci omezení kovových výměníků tepla. Hlavním důvodem je, že kromě běžných výhod keramických výměníků tepla, jako je vysoká teplotní odolnost, odolnost proti korozi, pevnost při vysokých teplotách, odolnost proti oxidaci, dobrá odolnost proti tepelným šokům, dlouhá životnost, stabilní a spolehlivý výkon atd. dobrá tepelná vodivost a vysokoteplotní mechanické vlastnosti (pevnost, odolnost proti tečení atd.) jsou nejlepší ze známých keramických materiálů, což z nich dělá nejlepší výměník tepla pro zpětné získávání vysokoteplotního odpadního tepla.

Keramické výměníky tepla z karbidu křemíku mohou být široce používány v různých topných pecích, horkovzdušných pecích, pecích na tepelné zpracování, krakovacích pecích, pražírnách, tavicích pecích, máčecích pecích, olejových a plynových kotlích a dalších pecích v oceli, strojích, stavebních materiálech, petrochemii , tavení neželezných kovů a další průmyslová odvětví. Způsob jeho použití je přímý, jednoduchý, rychlý, účinný, energeticky úsporný (míra úspory energie 25~45%), šetrný k životnímu prostředí a jeho životnost je desítkykrát delší než u kovových výměníků tepla ve stejné poloze, což nejen snižuje náklady pro podniky, ale také šetří energii pro zemi.