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散装物料的热交换,余热能量的回收利用

Time:2021-09-21 16:46 Click Number:
 

 散装物料的热交换,余热能量的回收利用

In recent years, as the preheating layer of the quenching and tempering tower, 板式换热器广泛应用于压力厂回收余热. 该技术由Desmet公司引入中国,由加拿大Solex公司发明并申请专利.您的完整食用油项目解决方案供应商及技术合作伙伴——中国皇冠365App首页.,Ltd,皇冠365App首页生产的粮油机械充分利用了散料换热和余热回收利用的理论, which achieved remarkable results.
在2021年7月刚刚出版的《皇冠365App首页》杂志上, Solex Thermal Science公司的Gerald Marinitsch介绍了间接热交换技术如何以废热回收的形式为散装固体材料提供一种环保的替代品.

 
移动床热交换器可以通过回收和再利用余热来减少某些工业过程中的碳和能源消耗
In many industrial processes, 块状固体需要热处理以满足或提供最终皇冠365App首页规格. For example, 钙化是一种高温过程,去除氧气和挥发物,生产高质量的水泥和其他耐火材料.
Take the waste produced by metal production as an example. Waste heat is generated during the processing. The metal production process requires a lot of heat. 当废料从熔融物质冷却为粒状固体时, a large amount of unused heat remains in the bulk solid. From 932°F to 1,472°F (500 to 800°C), 能量被浪费或需要额外的能量来更快地冷却皇冠365App首页, 而热堆的产物只能自己慢慢冷却. 在大多数情况下,水被喷到热桩上,造成能量损失.
在现代国际社会中,浪费有用的能源已不再是可接受的, 因为它与日益突出的环保原则背道而驰, social and corporate governance (ESG). ESG principles reflect the work of businesses, 工业和社区以新方法取代能源密集和经常污染的工艺,以实现有效利用所消耗的一次能源,同时尽量减少负面影响.
Bulk solid material heat exchangers, also known as moving bed heat exchangers (MBHE), have been used for decades. 废热回收是一种从颗粒状固体中回收热能并以多种方式重复利用的技术. For example, 固体材料产生的热量可以交换到其他工作流体,如水, steam, thermal oil, air, or even supercritical carbon dioxide (sCO2). 这种热交换使得热能可以在工厂的其他过程中使用. 如果回收的余热不能用于生产或制造过程中, 在超过752°F(400°C)的温度下回收的能量可以用于蒸汽或燃气轮机, 有机朗肯循环(ORC)和超临界二氧化碳循环发电. 发电剩余的低热值热量可以用来加热工厂的其他区域,或者用来操作产生冷水的吸收式冷却器. 在某些情况下,低热值的热量可以为工厂或地区提供供热系统.
However, 在进一步理解这些过程中使用的一些术语和技术之前,有必要了解这些过程中使用的一些术语和技术.
换热器是一种可以在不混合流动流体的情况下进行换热的装置
Overview: Bulk solid materials and heat exchange
大多数人都理解“热传递”和“废热回收”等术语。. 然而,对“大体积固体”的理解是相对陌生的. By definition, bulk solids are mainly loose and dry particles collectively, 这些材料占全球运输货物的80%以上. Each of us is exposed to bulk solids every day, whether it is using salt, sugar, flour, pepper or pet food. From a broader perspective, bulk solids include everything from oilseeds, grains and minerals to chemicals, plastics, cement, metals and sand. The shape and size of individual materials may vary, and they can appear in the form of powders, granules, fragments, tablets, and crystals.
在许多固体最终成为最终皇冠365App首页之前(如糖), 它们通常要经过一些包括加热的加工步骤, cooling, or drying. 这就需要在热交换器中进行某种形式的传热.
固体传热的传统技术包括流化床, drum drying, and fixed or moving bed heat exchangers. For fluidized bed and drum drying techniques, 传热介质或工质与固体直接接触. 在过去,热交换器仅限于“能够将热量从一种液体(液体或气体)转移到另一种液体的部件”。, but indirect bulk solid heat exchangers, 它允许固体和液体(液体或气体)之间的热量传递, are gaining popularity.
For indirect bulk solid heat exchangers, 热交换是通过对板或管表面的传导来实现的. In the moving bed heat exchanger, there is no contact between the solid and the working fluid, 而颗粒状固体通过自身重力通过热交换器. 这种进料卸料方式可以与连续进料卸料筒仓相比较. In principle, 板式换热器可以用任何传热介质进行加热或冷却, including water, hot oil and steam. 该间接散装固体换热器不包括除卸料装置以外的任何运动部件. 出料装置可保证物料流量均匀,从而保证固体的均匀加热或冷却.
Indirect bulk solid heat exchangers use heat conduction, 当颗粒状固体通过自身重力流过热交换器时,固体和工作流体之间没有接触.
Waste heat utilization of heating solid particles
余热利用的机会并不局限于工厂的其他部分. 通过热处理步骤(如烧结机)从热皇冠365App首页或气流中回收的热量可以通过重复利用能源大大提高工艺的热效率. It can also help to open the bottleneck of the equipment.
这种能量回收方法在油籽加工工业中很常见. 油在常温下由加工过程中产生的蒸汽或其他工艺产生的蒸汽产生的余热加热. For this preheating step, 将油籽从环境温度加热到所需温度, usually 140 to 194 ° f (between 60 and 90 ° C), 减少预热的整体能耗,并为安装mbe提供良好的投资回报.
In addition, 可以从冷却固体块状材料中回收热能,并用于需要加热固体块状材料的另一个工艺步骤. 在许多工艺应用中,温度水平和热负荷不匹配. By integrating the heat pump into the system, 系统热侧或冷侧所需的温度水平都可以调整,以满足两端所需的工艺条件. 这种操作不仅取决于热泵系统的确切温度和性能系数(COP). 它们可以提供有效的双作用能量促进:降低冷侧的温度和提高热侧的温度.
图中显示的是一种常用的能量回收循环设计,用于冷却高温固体(如灰), petroleum coke or graphite)
Heat exchange efficiency of solid materials
任何热交换器周围的热量平衡都很简单:进入固体热交换器的热量与离开热交换器的热量相同. Therefore, if the heat exchanger is completely insulated, 换热效率或热效率是最理想的. 从壳体或外墙散热是降低热效率的唯一途径, which is affected by the insulation around the heat exchanger.
传热的有效性是指能从固体和工作流体传递或转移到固体和工作流体的能量. No difference from other heat exchangers, 是传热表面积决定了传递的能量量(和传热的有效性). 间接式块状物质-固体热交换器通常配置为逆流传热,以最大限度地提高传热效率.
固体与工质之间的可达到的温差是评价效率的一个重要考虑因素. 假设低温加热器或冷却器的工作温度不超过302 ~ 392°F(150 ~ 200°C). 固体与工作流体之间的温差通常在18 - 27°F(10 - 15°C)之间。.
适用于皇冠365App首页温度为752°F(400°C)及以上的场合, 工作流体温度差通常在90 ~ 180°F(50 ~ 100°C)左右, but may be higher. For example, 如果用水冷却进入热交换器1的固体颗粒,832°F (1,000°C), 与水的温差可轻易达到1440°F(800°C).
为了达到预期的效果,任何体积固体的热交换过程, 换热器选型时必须仔细考虑,必须考虑相关的技术要求以及经济可行性和投资回报.
In the oil press plant, 采用三个热回收回路,将余热充分回收再利用,对油进行预热
Example: feasibility of energy recovery
So, when is energy recovery? There is no universal answer to this question, 但一个简单的例子可以说明主要能源成本的潜力.
Considering approximately 100,000 kcal/hour (~120KW) of waste heat, this heat can be recovered from bulk solid cooling. 利用一个每年连续运行约320天的生产工厂的余热,将产生约780克/小时(920MWh)的可用能源
能源的成本取决于能源的主要来源. Taking into account that the average energy cost of 1 MCAL (0.042∈/kWh) per hour is approximately us $0.2005年,使用现有能源每年将为工厂节省46,000美元(39,000欧元)的直接成本. 对于较大的工厂来说,这些数字很容易计算出来,从而节省更多成本. 利用余热除了省钱外,还有一个非常现实的环境因素. By reducing input, especially when the input energy comes from fossil fuels, 它对减少温室气体排放也有重大影响. 如果被取代的主要皇冠365App首页来自石油或天然气, 每年减少温室气体排放约500吨二氧化碳.
移动床热交换器是一种成熟的技术,在应用过程中尚未充分发挥其潜力. 这种技术可以有效地回收利用固体冷却或加热产生的余热.您的完整食用油项目解决方案供应商及技术合作伙伴——中国皇冠365App首页.,Ltd,皇冠365App首页生产的粮油机械充分利用了散料换热和余热回收利用的理论, which achieved remarkable results.

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