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热管换热器在化工生产中的应用 化学化工学院 10级化学（师范）1班 学生：李佳倡 摘要：本文介绍了热管换热器的工作原理及其特点。举例说明利用热管换热器进行余热回收化工工业生产中的重要作用，以及带来了直观的经济效益。关键字：热管；换热器；余热回收；化工生产Heat Pipe Exchanger In Chemical Production( Jiangxi Science&Technology Normal University ，Chemistry and Chemical Engineering,LI Jiachang)Abstract：This article describes the working principle and characteristics of the heat pipe heat exchanger. Illustrate the use of heat pipe heat exchanger play an important role in the waste heat recovery of chemical industry production, bringing direct economic benefits.Keywords：heat pipe; heat exchanger; Waste heat recovery; Chemical Industry引言：化工生产中存在不同温度流体的热交换过程，用以完成换热的装置称为热交换器，简称换热器。换热器是化工企业中使用最为广泛的设备之一。换热器在解决温室效应、C02的排放和能源缺乏等世界性问题中，起到非常重要的作用。热管换热器就是从丰富的自然环境和大量的余热资源吸收余热。热管换热器不制造、不消耗、也不储存能量，只是高效率地传递能量，从余热资源中吸收余热，然后转化给工业和生活中需要的水、空气和蒸汽等。对于余热进行重复利用。作为废热回收和工艺过程中热能利用的节能设备，取得了显著的经济效益，从而减少大量的一次能源的消耗。 1 热管的工作原理热管换热器由许多根热管，按一定的排列方式组成，每只热管都是独立的换热元件，所以，其传热效率的高低取决于每只热管，即热管换热器传热量的大小取决于热管传热量的大小。热管是真空工作介质相变，无外界动力的高效传热元件，是凭借充满在热管内封闭的工作介质，反复蒸发和冷凝相变，进行热量传递的高效传热元件。热管从结构上分为加热段、绝缘段和冷凝段。其中加热段与余热热源接触吸收余热。热管工作介质不论是液态还是固态，在开始传热时总是集中在加热段。当加热段接触吸收余热时，热管工作介质就蒸发或升华，并以高速度向冷却段运动，同时将热量传递到冷却段。传递的热量是热管工作介质的汽化潜热，放出汽化潜热后，工作介质就凝结成液体，在重力作用下又返回到加热段。如此连续工作，形成连续不断地吸收余热传递热量的过程。 2 热管与热管换热器的主要特点热管是一种具有高导热性能的传热组件，它通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。缺点是抗氧化、耐高温性能较差。此缺点可以通过在前部安装一套陶瓷换热器来予以解决，陶瓷换热器较好地解决了耐高温、耐腐蚀的难题。由热管组成的热管换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小、有利于控制露点腐蚀等优点。热管是余热回收装置的主要热传导元件。与普通的热交换器有着本质的不同。热管余热回收装置的换热效率可达98%以上。这是普通热交换器无法达到的.热管余热回收装置体积小。只是普通热交换器的1/3。 3 余热的主要来源 余热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源。也就是多余、废弃的能源。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、.化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%67%.可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。 热管是余热回收装置的主要热传导元件。与普通的热交换器有着本质的不同。热管余热回收装置的换热效率可达98%以上。这是普通热交换器无法达到的.热管余热回收装置体积小。只是普通热交换器的1/3。 4 热管换热器在化工生产中回收余热的实例 I 在化工及石油化工工业中的应用. (1) 小合成氨上、下行煤气余热回收 (2) 中合成氨上、下行煤气余热回收 (3) 合成氨吹风气燃烧的余热回收 (4) 合成氨一段炉烟气余热回收 (5) 30万吨/年合成氨二段转化炉余热回收 II 在硫酸化工业中的应用: (1) 在硫酸生产沸腾焙烧炉沸腾层内的余热回收，一个年产10万吨硫酸的工厂可回收5.5万吨蒸汽，可发电价值约260万元。 (2) 从沸腾中出来的SO2高温炉气中回收余热，一个年产10万吨硫酸的工厂可回收10.5万吨蒸汽，可发电价值约600万元。 III 在石油化工中的应用: (1) 烃类热解炉中的余热回收(工作温度约750900) (2) 乙苯脱氢反应器中的余热回收 (3) 环己醇脱氢化学反应器中的余热回收 (4) 催化.裂化再生取热器中的余热回收 (5) 其它各种加热炉中的余热回收 IV 在建材工业中的应用： (1) 在高岭土喷雾干燥热风炉中的余热回收 (2) 玻璃窑炉中的余热回收 (3) 水泥窑炉中的余热回收 (4) 各种陶瓷倒燃炉及隧道窑中的余热回收 V 在冶金工业中的应用: (1) 扎钢连续加热和均热炉中的余热回收 (2) 坯件加热炉中的余热回收 (3) 线材退火炉中的余热回收 (4) 烧结机中的余热回收，以一台180M2的烧结机为例.可回收蒸汽量达1022吨/小时4 结语 热管换热器在工业生产中的应用主要集中在中低温余热资源的余热回收利用，进一步的工作要完善高温热管，降低其成本，提高其可靠性，以拓宽热管换热器在高温佘热资源中的应用，提高热管换热器与其它型式高效热交换器的竞争力。参考文献：1. 邢振祥;郭会敏;方彬;方晶晶;王凤兰.余热回收高效节能热管换热器应用与工作介质的研究J.应用能源技术.