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工業加熱載體與冷卻劑方法及過程

  
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  (二)? 熱水

  熱水加熱一般用于100~C以下的場合,熱水通??墒褂缅仩t熱水和從換熱器或蒸發器得到的冷凝水。當要求加熱到較高溫度而仍然采用熱水時,則要使用高壓熱水。但此時對設備的強度要求和操作費用都會很高,很不經濟。

  用熱水加熱的優點是:可利用二次熱源,節約能量。其缺點是:和蒸汽冷凝相比,給熱系數低許多,許多加熱過程中,溫度下降,不能恒定;加熱的均勻性不好。

  (三) 高溫有機物

  在將工藝流體加熱到400°C的范圍內,可使用液態(或氣態)高溫有機物作為加熱劑。???

  常用的有機物加熱劑有:甘油、萘、乙二醇、聯苯與二苯醚的混合物、二甲苯基甲烷、礦物油和有機硅液體等。

  最常用的是由26.5%聯苯和73.5%的二苯醚組成的混合物,稱為二苯混合物。二苯混合物作為加熱劑的主要優點:①不用高溫就能夠得到高溫,當P=0.1MPa時,沸點tb=258°C,汽化潛熱r=285kJ/kg;P=0.8MPa時,tb=380°C,r=220kJ/kg;②熱穩定性好無爆炸危險,無腐蝕。二苯混合物可以是液態或氣態,液態二苯混合物用于加熱250°C范圍內的場合。氣態二苯混合物的加熱溫度可達到380°C。高溫有機物由于具有燃燒爆炸危險、高溫結焦和積炭危險,因此運行中密閉性和溫度控制必須嚴格。另外二苯混合物由于具有較強的滲透性,因此系統的密閉問題十分明顯。

  甘油作為加熱劑,用于加熱220—250°C范圍內的場合。甘油無毒、無爆炸危險、易得、價格較低(僅為二苯混合物的1/4),且加熱均勻。

  (四)? 無機熔鹽

  當需要加熱到550°C時,可用無機熔鹽作為加熱劑。應用最廣的是含40%NaNOz、7%NaN03和53%KN03的熔化物,其熔點是142℃,熔鹽加熱裝置應具有高度的氣密性,并用惰性氣體保護。由于硝酸鹽和亞硝酸鹽混合物具有強氧化性,因此,應避免和有機物質接觸。

  此外,工業生產中,還可以利用液體金屬、煙道氣和電等來加熱,其中,液態金屬可加熱到300—800°C,煙道氣可加熱到1100°C。電加熱最高可達到3000C。

  二? 冷卻劑和冷卻過程???

  工業生產中,要得到10一30°C的冷卻溫度,使用最普遍的冷卻劑是水和空氣。

  水的主要來源是江河和地下水,江河水的溫度與當地氣候以及季節有關,通常在10—30~C左右。地下水的溫度則較低,大約在4—15℃左右。

  為了節約用水和保護環境,生產上大多使用循環水,在換熱器內用過的冷卻水,送至涼水塔內,與空氣逆流接觸,部分汽化而冷卻,再重新作為冷卻劑使用。冷卻水可用于間壁式換熱器和混合式換熱器中。

  值得注意的是,工業用水常常會被污染,要求在最終排放前,必須進行水質凈化,達到排放標準。

  空氣作為冷卻劑,適用于有通風機的冷卻塔和有增大的傳熱面的換熱器(如翅片式換熱器)的強制冷卻??諝庾鳛槔鋮s劑的優點是不會在傳熱面產生污垢。其缺點是給熱系數小,比熱容較低,因此其耗量較大(達到同樣的冷卻效果,空氣的質量流量大約是水的5倍)。

  若要冷卻到0°C左右,工業上通常采用冷凍鹽水,由于鹽的存在,使水的凝固溫度大為下降(其具體數值視鹽的種類和含量而定),鹽水的低溫由制冷系統提供。

  此外,為了得到更低的冷卻溫度或更好的冷卻效果,還可使用沸點更低的制冷劑,例如氨和氟里昂,當然,還得借助于制冷技術。

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