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KLAREN Wärmetauscherreinigung

Einführung

Vertikale Rohrbündelwärmeaustauscher, die durch ein Wirbelbett von festen Partikeln in den Rohren durchströmt werden, können mit einer sauberen Oberfläche arbeiten, wo herkömmliche Wärmeaustauscher innerhalb von Wochen, Tagen oder sogar Stunden starken Verschmutzungen in ihren Rohren ausgesetzt sind. Diese festen Partikel aus Glas, Keramik oder Metall (metallischer Draht) mit Durchmessern von 1,5 bis 5 mm erzeugen eine milde Scheuerwirkung auf die Wände der Wärmetauscherrohre. Die dadurch erzielte Reinigungswirkung entfernt die Schmutzablagerungen von den Rohrwänden in einem frühen Stadium der Bildung und hält die Wärmeübertragungsoberflächen sauber. Somit wird ein konstanter Wärmeübertragungskoeffizient aufrechterhalten. Neben dem Reinigungseffekt verbessern die Partikel die Wärmeübertragung bei niedrigeren Fließgeschwindigkeiten und verringern den Druckabfall im Vergleich zu herkömmlichen Wärmetauschern. Ein Null-Fouling ist garantiert, wenn die Rate der Entfernung von Ablagerungen durch die Partikel die Abscheidungsrate von Ablagerungen übersteigt.

Funktionsprinzip

Das Arbeitsprinzip der selbstreinigenden Wirbelschichtwärmetauscher basiert auf der Zirkulation von Feststoffpartikeln durch die Rohre eines vertikalen Rohrbündelwärmetauschers. Die Verschmutzungsflüssigkeit strömt nach oben durch das Rohrbündel des Wärmetauschers, das speziell gestaltete Einlass- und Auslasskanäle enthält. Im Einlasskanal werden die festen Partikel unter Verwendung eines firmeneigenen Verteilungssystems der Flüssigkeit zugeführt, um eine gleichmäßige Verteilung der Partikel über alle Rohre sicherzustellen. Die Partikel werden durch den Aufwärtsfluss von Flüssigkeit fluidisiert, wodurch sie den milden Reinigungseffekt an den Wänden der Wärmetauscherrohre erzeugen und so jegliche Ablagerung in einem frühen Stadium der Foulingbildung entfernen. Nach dem Rohrbündel lösen sich die Teilchen von der Flüssigkeit in dem Separator und werden durch eine externe Abwärtsstrecke in den Einlasskanal zurückgeführt und der Zyklus wird wiederholt.

Um die Menge der dem Einlass zugeführten Partikel zu steuern, wird ein Teil des Einlassflusses zu dem Wärmetauscher dazu verwendet, die Partikel von der unteren Ecke in den Einlasskanal zu drücken. Die Änderung der Partikelmenge ist einer der Parameter, die den Reinigungsmechanismus beeinflussen. Andere Parameter sind Partikelgröße und -material und die Fluidgeschwindigkeit.

Mit diesem selbstreinigenden Wärmetauscher können viele Arten von Ablagerungen wirksam beherrscht werden, ob hart oder weich, die von biologischen, Kristallisations-, chemischen oder partikulären Foulingmechanismen oder einer Kombination von diesen stammen. Eine Vielzahl von Flüssigkeiten kann gehandhabt werden, von wässrigen Lösungen bis hin zu Ölen und Schlämmen.

Bessere Energieleistung

In einem selbstreinigenden Wärmetauscher bleiben die Rohre sauber und somit kann die Wärmeübertragung konstant gehalten werden, was die Energieeffizienz verbessert:

  • Bei einem Rohrbündelwärmetauscher zur Kühlung von Abschreckwasser gab es innerhalb von 20 Tagen nach dem Betrieb eine Abnahme des Wärmeübertragungskoeffizienten von 50 %. Bei einem selbstreinigenden Wärmetauscher blieb der Wärmeübergangskoeffizient konstant.
  • Aufgrund der geringeren Strömungsgeschwindigkeiten und der kürzeren Rohrlänge wird in den meisten Anwendungen die erforderliche Pumpleistung reduziert. In der oben erwähnten Anwendung betrug die Reduktion mehr als 50 %.
  • Durch den Einsatz der selbstreinigenden Wirbelschichttechnologie für einen Verdampfer, der Abwasser konzentriert, können höhere Feststoffkonzentrationen im Umwälzstrom erreicht werden, ohne dass Verschmutzungsprobleme im Vergleich zu Fallfilmverdampfern auftreten. Dies führt zu einer höheren Wasserrückgewinnung und einer drastischen Reduzierung des Abbaus. Wenn ein Sprühtrockner hinzugefügt wird, um zur Null-Flüssigkeits-Entladung zu kommen, beträgt der Gesamtenergieverbrauch der Selbstreinigungseinheit in Kombination mit dem Sprühtrockner nur 60 % des Energieverbrauchs der Fallfilmeinheit in Kombination mit dem Sprühtrockner. Hauptgrund dafür ist, dass mit der Technologie von KLAREN das Abwasser weiter konzentriert werden kann, was einen geringeren Volumenstrom bedeutet, da weniger Energie für die Sprühtrocknung benötigt wird.
  • Ein Rohrbündelwärmetauscher nutzt Wasser zur Rückgewinnung von Wärme aus einer exothermen Reaktion. Die Wärme wird an anderer Stelle im Prozess verwendet. Verschmutzungen auf der chemischen Komponentenseite des Wärmetauschers verursachen eine Abnahme des Wärmeübertragungskoeffizienten, was zu einer abnehmenden Wärmerückgewinnungskapazität führt. Wenn sich die Fouling-Schicht entwickelt, muss eine zunehmende Menge an Zusatzdampf verwendet werden, um den Prozess an anderer Stelle weiter zu erhitzen. Bei einem selbstreinigenden Wärmetauscher bleibt die Wärmerückgewinnung aus der exothermen Reaktion konstant und es muss kein Dampf verwendet werden.

Support

Icon Tel: +49 2335 762-0
E-Mail: info@taprogge.de