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zhq2060345新蟲 (初入文壇)
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[交流]
【交流】粉體流換熱器用于冷卻大顆粒尿素和小顆粒尿素以及其它化肥
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Solex粉體流換熱器用于冷卻大顆粒尿素和小顆粒尿素以及其它化肥 （本文由樓主編譯）
這篇文章將提到，全球近三十年來涉及化肥工業(yè)的150多套應(yīng)用所獲得的經(jīng)驗(yàn)，并著重介紹大顆粒尿素和小顆粒尿素的冷卻應(yīng)用。 主題：應(yīng)用多重板組串聯(lián)以提高冷卻效率，干空氣吹掃防止結(jié)塊和維修通道的重要性。同時(shí)這篇文章簡(jiǎn)要的介紹了Solex粉體流換熱器在其他化肥領(lǐng)域的應(yīng)用。
數(shù)十多年前，Solex粉體流換熱器應(yīng)用于化肥工業(yè)。這是一種冷卻粉體顆粒的新工藝設(shè)備，非常適合冷卻大顆粒尿素和小顆粒尿素。Solex粉體流換熱器是流化床和轉(zhuǎn)鼓冷卻器以外的一種有效選擇，達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。通過回顧Solex粉體流換熱器在化肥工業(yè)中的150多套應(yīng)用，這篇文章闡明了冷卻大顆粒尿素和小顆粒尿素的重要設(shè)計(jì)思路。
Solex粉體流換熱器簡(jiǎn)介 Solex粉體流換熱器是一種概念簡(jiǎn)單的設(shè)備，正如它的名字，是指一種處理粉體流的換熱器。換熱部分是由空心的不銹鋼板片垂直緊密排列組成的板組。粉體流在重力的作用下以密相輸送的形式從換熱板間緩慢通過。在換熱過程中水流和產(chǎn)品流呈逆流，換熱效率高。換熱板下部的出料裝置控制粉體流通過換熱器。 這一設(shè)計(jì)理念與傳統(tǒng)的殼管式換熱器是一樣的，但是換熱器的一側(cè)走的是顆粒狀物料，這就提出以下挑戰(zhàn)： 固體顆粒是熱的不良導(dǎo)體，所以必須要有長(zhǎng)的停留時(shí)間才能達(dá)到充分的冷卻效果。 固體顆粒完全以薄層形式通過換熱器（與大部分液相或氣相換熱器中的湍流相比）。 設(shè)計(jì)的起點(diǎn)是確保固體顆粒以“密相輸送”的形式通過冷卻器。 密相輸送：密相輸送原理是Jenike和Johansen于十九世紀(jì)六十年代發(fā)現(xiàn)的。他們建立了粉體流的特征理論并預(yù)見它們的流動(dòng)能力，使得箱體和筒倉可以被設(shè)計(jì)用于自由下料并可避免產(chǎn)生死區(qū)和物料停滯。典型的密相輸送倉有鋼質(zhì)壁和下料錐。當(dāng)有一點(diǎn)物料從密相輸送倉中通過，倉中的所有物料都會(huì)移動(dòng)。
密相輸送原理是Solex粉體流換熱器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。為了達(dá)到均一的冷卻效果，物料必須以均一的速度通過冷卻器的橫截面。為了達(dá)到密相輸送，必須在換熱器的底部安裝可以提供均一流動(dòng)的下料裝置。底部均一的流動(dòng)可以使物料均一的通過冷卻器的板組橫截面。進(jìn)料倉形成的自然錐體將物料分配到換熱板間。同時(shí)出料裝置對(duì)物料通過換熱器進(jìn)行控制。 對(duì)于化肥工業(yè)的應(yīng)用，我們?cè)O(shè)計(jì)了兩種下料裝置： 振動(dòng)盤式下料裝置 ：下料裝置整個(gè)橫截面以高頻率（30～60Hz）和小振幅（0.5～1.0mm） 振動(dòng)。通過調(diào)節(jié) 頻率對(duì)流量進(jìn)行控制。 鉸鏈門式密相輸送下料倉： 雙“V”型下料斗通過調(diào)節(jié)通經(jīng)來改變流量。 冷卻大顆粒尿素 在典型的流化床造粒工廠，造粒機(jī)的出料溫度在90～100℃。而最佳入庫溫度大約在40℃左右以避免結(jié)塊（根據(jù)工廠的地理位置和工序負(fù)責(zé)人或擁有人的參數(shù)選擇，這一溫度有所差異）。根據(jù)工藝要求，冷卻器可以被設(shè)計(jì)成單級(jí)或兩級(jí)，兩級(jí)由初級(jí)和第二級(jí)組成。在進(jìn)入冷卻器前進(jìn)行篩分并返回造粒機(jī)。 迄今為止，偏向于將Solex粉體流換熱器作為第二級(jí)冷卻器安裝，雖然測(cè)試和在Toyo工序中參考安裝都顯示Solex粉體流換熱器可以成功勝任初級(jí)，甚至可以作為單級(jí)冷卻器使用。但我們著重將其作為第二級(jí)冷卻器使用。
作為第二級(jí)換熱器的典型工藝條件： 產(chǎn)品處理能力 62,500kg/h（1500t/d） 產(chǎn)品進(jìn)料溫度 60℃ 產(chǎn)品出料溫度 40℃ 比熱 0.42kcal/kg﹒℃ 冷卻水溫度 30℃ 粒徑 d50：3.5～5.0mm 環(huán)境條件 35℃或相對(duì)濕度70%（夏季） 設(shè)計(jì)思路 板組：兩套板組串聯(lián)使得這一特定單元能安裝于一套設(shè)備中。換熱板的材質(zhì)是316L不銹鋼，外殼的材質(zhì)是304L不銹鋼。通過上層板組對(duì)下層板組的補(bǔ)償，雙板組換熱器的換熱效率很高。 冷卻水：工廠常規(guī)的涼水塔中的循環(huán)水即可用。冷卻水以串聯(lián)的方式依次通過兩套板組。以冷卻水溫升6℃為基礎(chǔ)，冷卻水設(shè)計(jì)流量應(yīng)為88m3/h；在這一流量下，兩級(jí)板組的壓力降在1.5bar左右。作為原則，氯離子含量必須小于200ppm以降低不銹鋼換熱板應(yīng)力腐蝕裂解的風(fēng)險(xiǎn)。 干空氣吹掃：在夏季溫度高相對(duì)濕度大的地區(qū)，在換熱板間有凝結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)。換熱板上的水分可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品結(jié)塊而削弱冷卻效果，并有可能導(dǎo)致?lián)Q熱器堵塞。為避免凝結(jié)，干空氣吹掃以降低換熱器中空氣的露點(diǎn)，使其低于冷卻水溫度。一般干空氣注入速率為250Nm3/h。 下料裝置：振動(dòng)下料裝置或門式密相輸送下料裝置。最近大部分客戶選擇振動(dòng)下料裝置，因?yàn)樗挠行铝纤俣确秶�，操作彈性更大�?br /> 維修入口：冷卻器后部裝有大鉸鏈門，如果板組的板片需要清理則可以提供足夠大的入口。 冷卻小顆粒尿素 在大部分小顆粒尿素車間里，在造粒塔之后沒有單獨(dú)的冷卻器。所以早期的小顆粒尿素車間設(shè)計(jì)中，足夠高的造粒塔有充裕的空氣來冷卻，以達(dá)到合適的入庫溫度。 如今隨著車間生產(chǎn)能力的普遍提升情況有所改變，很多先進(jìn)的技術(shù)被用于提高尿素車間的產(chǎn)量，如UREA CASALE提供的。隨著產(chǎn)量的增加，尿素車間造粒塔的生產(chǎn)遭遇瓶頸，因?yàn)樵炝Ｋ睦鋮s能力主要是依靠塔的高度。 Solex粉體流換熱器可以解決這個(gè)問題，它可以在產(chǎn)品入庫前對(duì)造粒塔出料進(jìn)行冷卻。
產(chǎn)品處理能力 83,300kg/h（2000t/d） 產(chǎn)品進(jìn)料溫度 85℃ 產(chǎn)品出料溫度 50℃ 比熱 0.42kcal/kg﹒℃ 冷卻水溫度 35℃ 粒徑 d502.0mm 環(huán)境條件 35℃或相對(duì)濕度70%（夏季） 設(shè)計(jì)思路 安裝：Solex粉體流換熱器安裝在造粒塔后部。造粒塔的下料高度低，一般要使用耙子和傳送裝置。同時(shí)需要斗式升降機(jī)給換熱器進(jìn)料。塊狀料偶爾會(huì)形成于造粒塔壁、耙子、傳送裝置等處。所以換熱器進(jìn)口處安裝一個(gè)小型振動(dòng)篩很重要，以防止塊狀料進(jìn)入換熱器。 板組：如大顆粒尿素?fù)Q熱器，兩套換熱板組串聯(lián)安裝在一套單獨(dú)的設(shè)備中以達(dá)到指定換熱負(fù)荷。 冷卻水：從涼水塔來的常規(guī)車間冷卻水即可使用。指定使用海水作為冷卻水也是可行的。使用海水直接進(jìn)入換熱板是不明智的，因?yàn)樾枰褂免伈幕蚬虾辖鹱鳛榘宀�，使用表面積過大會(huì)非常昂貴。更好的解決方法是使用閉環(huán)循環(huán)冷卻水，在初級(jí)端使用換熱器與海水換熱。板式換熱器是冷卻密閉循環(huán)水最好的選擇，它的高換熱效率意味著相對(duì)小的板面積。使用板式換熱器可以輕松的達(dá)到2℃左右。 干空氣吹掃：需要干空氣吹掃；評(píng)析與大顆粒尿素干空氣應(yīng)用相同。 通風(fēng)設(shè)備：小顆粒尿素的機(jī)械強(qiáng)度比大顆粒尿素的低；這將導(dǎo)致產(chǎn)品中出現(xiàn)更多的粉塵。高粉塵含量將增加換熱器結(jié)塊的風(fēng)險(xiǎn)，在換熱器進(jìn)料倉設(shè)置好的通風(fēng)系統(tǒng)可以有效降低粉塵含量改善換熱器性能。 出料裝置：振動(dòng)下料裝置或門式密相輸送下料裝置。評(píng)析與大顆粒尿素應(yīng)用相同。 維修入口：冷卻器后部裝有大鉸鏈門，如果板組的板片需要清理則可以提供足夠的入口。 備注：奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕裂解是受多因素影響的復(fù)雜學(xué)科，包括溫度。文中注明的200ppm的氯離子含量不能保證應(yīng)力腐蝕裂解不再發(fā)生；然而注明的工藝溫度下，經(jīng)驗(yàn)顯示風(fēng)險(xiǎn)較低。 更多信息請(qǐng)?jiān)L問粉體流換熱器中文網(wǎng)：www.solex-thermal.com http://www.solex-thermal.com/library.html [ Last edited by zhq2060345 on 2010-6-1 at 08:40 ] |
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