德国GEA板式换热器因为自身具有传热效率高、压力损失小、不容易结垢等特点,因而在酒精工艺上用板式换热器代替管壳式换热器和螺旋板换热器,既可以节约资金提高效率,而且检修方便,具有十分重要的意义。
1 GEA 板式换热器特点
GEA板式换热器凭借其高效传热、结构紧凑、高比例的零件通用性、多种可选择的材料以及具有容易实现规模化生产等优点,在品种规格、密封结构、设计与制造技术等方面均获得了突破性进展。发展方向趋于大参数、多品种和高性能,其耐高温、耐高压、耐腐蚀以及其它特种板式换热器相继问世,用途已遍及食品、酿造、机械、冶金、化工、石油、电力、船舶、纺织以及集中供热等很多领域,其特点如下:
a.传热系数高 由于不同的波纹板相互倒置,构成复杂的流道使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动,能在较低的雷诺数(一般Re=50~200)下产生紊流,所以传热系数高。
b.对数平均温差大,末端温差小 在管壳式换热器中,两种流体分别在管程和壳程内流动,总体上是错流流动,对数平均温差修正系数小,而板式换热器多是并流或逆流流动方式,其修正系数也通常在0.95左右,此外,冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流,因此使得板式换热器的末端温差小,对水换热可低于1℃.
c.占地面积小 GEA板式换热器结构紧凑,单位体积内的换热面积为管壳式的2~5倍,也不像管壳式那样要预留抽出管束的检修场所,因此实现同样的换热量,GEA板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5~1/10。
d.容易改变换热面积或流程组合,只要增加或减少几张板,即可达到增加或减少换热面积的目的;改变板片排列或更换几张板片,即可达到所要求的流程组合,适应新的换热工况,而管壳式换热器的传热面积几乎不可能增加。
e.重量轻 GEA板式换热器的板片厚度仅为0.4~0.8mm,而管壳式换热器的换热管的厚度为2.0~2.5mm,管壳式的壳体比板式换热器的框架重得多,板式换热器一般只有管壳式重量的1/5左右。
f. GEA板式换热器采用了超细网格的数值模拟技术结合精密的试验测量方法,设计出流动和传热性能优越的换热板片
g. 容易清洗 GEA可拆式式板式换热器只要松动压紧螺栓,即可松开板束,卸下板片进行机械清洗,这对需要经常清洗设备的换热过程十分方便。
h. 热损失小 GEA板式换热器只有传热板的外壳板暴露在大气中,因此散热损失可以忽略不计,也不需要保温措施。而管壳式换热器热损失大,需要隔热层。
i. 容量较小 是管壳式换热器的10%~20%。
j.不易结垢 由于内部充分湍动,所以不易结垢,其结垢系数仅为管壳式换热器的1/3~1/10.
K.GEA板式换热器按宽度划分为18个系列共计40多个型号,这样在实际生产中,可选择符合传热流动特性的波形和型号,为您作出最佳设计。
L.GEA板式换热器采用了免粘胶内卡扣式的密封设计,密封垫片采用合成橡胶,包括丁腈橡胶(NBR)、丁基橡胶(Butyl)、三元乙丙橡胶(EPDM)、硅橡胶等多种类型,根据不同的工艺要求,会有更多的选择。
M.常用板材为不锈钢,根据不同要求,也可采用哈氏合金、英科合金、钛钯合金、镍、钛、钽等特殊材料。
N. GEA板式换热器传热温度差很小,可达1℃。
O.传热面积大,丰富的板片型号包括了许多大角孔的板片(
最大500mm)流量可大3000吨/小时。
综合考虑,在酒精蒸馏上由于酒精的沸点和水的沸点相近,为了保持蒸馏的酒精汽的纯度,换热器在中间要保持良好的换热效果,又因酒精生产中温度、压力偏低,因此,GEA板式换热器以其出色的换热效果和优质的材质极其适用于酒精生产中。
2.板式换热器在酒精行业的应用案例
(1) 酒糟离心液的冷却 酒精糟离心液是由粗馏塔底部排出的酒糟液经过分离后的清液,温度为80~82 ℃,该清液可去搅拌罐拌料后直接流入糖化罐返回系统