رسوب زدایی مبدل های حرارتی؛ کاربرد و انواع آن

رسوب گیری پدیده ای بسیار نامطلوب در دنیای انتقال حرارت و انواع مبدل های حرارتی است. در اکثر مبدل‌های حرارتی، سیال در حال جریان کاملا عاری از خاک، روغن، گریس و رسوبات شیمیایی یا آلی نیست. در همه موارد، یک پوشش ناخواسته می تواند روی سطح انتقال حرارت جمع شود و ضریب انتقال حرارت را کاهش دهد. رسوب زدایی مبدل های حرارتی یک اقدام اساسی و پیشگیرانه در جهت افزایش راندمان حرارتی دستگاه و جلوگیری از اتلاف انرژی و فرسودگی آن است. در این مقاله با انواع مواد شیمیایی رسوب زدا و همچنین نحوه حذف رسوب از مبدل های حرارتی آشنا می شویم.

برای آشنایی بیشتر؛ پیشنهاد می کنیم به مطالعه ی مقاله ی رسوب زدایی از تجهیزات صنعتی بپردازید

ضرورت رسوب زدایی مبدل های حرارتی

مبدل حرارتی یا (heat exchangers) وسیله ای است که برای انتقال انرژی حرارتی (آنتالپی) بین دو یا چند محیط با استفاده از یک سیال کار و یک سطح کاری با دماهای متفاوت استفاده می شود. انتقال حرارت می تواند بین سطح جامد و مایع، بین ذرات جامد و مایع و غیره رخ دهد. دستگاه مبادله حرارتی (یا استفاده از گرما) یکی از رایج ترین و مهم ترین عناصر تاسیسات برق، تاسیسات برقی و تکنولوژیکی است. هر گونه تبدیل انرژی از یک نوع به نوع دیگر، و همچنین انتقال انرژی از یک دستگاه به دستگاه دیگر، با انتقال بخش خاصی از انرژی به گرما همراه است. بنابراین تقریبا در همه ماشین‌ها و دستگاه‌ها، انتقال حرارت مهم است.

طبقه بندی انواع مبدل های حرارتی صنعتی

مبدل های حرارتی صنعتی را می توان به سه گروه کلی بر اساس موارد زیر طبقه بندی کرد:

  • نحوه تبادل حرارت
  • حالات فیزیکی سیالات متقابل
  • طراحی یا الگوی جریان مبدل حرارتی

الف) نحوه تبادل حرارت

مبدل های حرارتی صنعتی ممکن است بسته به نحوه تعامل سیالات گرم و سرد طبقه بندی شوند.
♦ مبدل های حرارتی مستقیم هر دو سیال را در یک سیستم لوله ای در تماس مستقیم با یکدیگر قرار می دهند. اگرچه این روش بسیار مؤثر است، اما نمی توان از آن در شرایطی استفاده کرد که این دو سیال ممکن است یک مخلوط فرار ایجاد کنند یا نتایج یک فرآیند صنعتی را تغییر دهند.
♦ مبدل‌های حرارتی غیرمستقیم سیال‌های سرد و گرم شده را از یکدیگر جدا نگه می‌دارند و تبادل حرارت از طریق یک مانع فیزیکی انجام می‌شود.

ب) حالات فیزیکی سیالات متقابل

مبدل های حرارتی نیز ممکن است بر اساس وضعیت فیزیکی رسانه های تعاملی به دسته های مختلفی تقسیم شوند:
♦ مبدل های گاز – جامد
♦ مبدل های مایع – گاز
♦ مبدل های مایع – جامد

ج) طراحی یا الگوی جریان مبدل حرارتی

مبدل های حرارتی صنعتی در طرح های مختلف با الگوهای متنوع جریان تبادل حرارتی عرضه می شوند. انواع اصلی در زیر در نظر گرفته شده است.
♦ مبدل های حرارتی جریان موازی دارای طراحی هستند که به سیالات سرد و گرم شده اجازه می دهد در یک جهت حرکت کنند.
♦ مبدل های حرارتی ضد جریان به گونه ای طراحی شده اند که به سیالات گرم شده و خنک کننده اجازه ورود از انتهای مخالف دستگاه را می دهند. این موثرترین روش تبادل حرارت است. این طراحی کارآمدترین انتقال حرارت را بین سیالات برهم کنش در واحد جرم امکان پذیر می کند.
♦ مبدل های حرارتی جریان متقاطع، سیال فرآیند گرم شده و خنک کننده را در جهت هایی عمود بر یکدیگر هدایت می کنند.

کاربردهای انواع مبدل های حرارتی

مبدل های حرارتی نقش مهمی در فرآیندهای تکنولوژیکی، انرژی، پالایش نفت، تولید، حمل و نقل، تهویه مطبوع، سیستم های برودتی و بازیابی دارند. آنها همچنین به عنوان اجزای اصلی بسیاری از محصولات صنعتی موجود در بازار عمل می کنند. همه مبدل های حرارتی را می توان بر اساس معیارهای مختلف طبقه بندی کرد.
چیلر: مبدل حرارتی که از مبرد برای خنک کردن مایع از طریق سیکل تبرید فشرده سازی یا جذب بخار استفاده می کند.
کندانسور: بخار یا مخلوطی از بخارات را در حضور گازها غیر متراکم می کند.
کولر: مایع یا گاز را خنک می کند، معمولاً از آب استفاده می کند.
مبدل حرارتی: یک مایع را خنک می کند در حالی که مایع دیگر را گرم می کند.
هیتر: گرما را از طریق تماس با سطح گرم شده به مایع یا گاز منتقل می کند.
 Reboiler: از طریق تقطیر جزئی بخار تولید می کند. گرمایش با کمک یک عنصر گرمایش رخ می دهد که در نتیجه تراکم بخار رخ می دهد.
ترموسیفون ریبویلر: گردش طبیعی مایع در حال جوش با فشار کافی حفظ می شود.
بویلر با گردش اجباری: از یک پمپ برای گردش سیال در بویلر استفاده می شود.
سوپرهیتر: بخار را تا دمای بالاتر از نقطه جوش گرم می کند.
اواپراتور یا تبخیرکننده: مبدل حرارتی که بخشی یا تمام جریان مایع را تبخیر می کند.

یکی از مهم ترین کاربردهای مبدل های حرارتی ذکر شده در بالا، در پالایش نفت و گاز است. به دلیل اهمیت این موضوع در کشورمان، در ذیل به بررسی جامعی از انواع و کاربردهای مبدل های حرارتی در صنعت نفت و گاز پرداخته می شود.

این مطلب ادامه دارد…

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.
برای ادامه، شما باید با قوانین موافقت کنید

فهرست