SiC-Wärmeaustauschrohr

In den letzten zehn Jahren wurden aufgrund der Energieknappheit weitere Maßnahmen zur Energieeinsparung durchgeführt. Verschiedene neue und energiesparende fortschrittliche Ofentypen wurden von Tag zu Tag verbessert, und der Einsatz hochwertiger Isoliermaterialien wie neuer feuerfester Fasern hat den Wärmeverlust von Öfen deutlich reduziert. Der Einsatz fortschrittlicher Verbrennungsgeräte hat die Verbrennung verbessert, die Menge an unvollständiger Verbrennung verringert und auch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis war tendenziell angemessen. Allerdings schreitet die Technologie zur Reduzierung von Abgaswärmeverlusten und zur Rückgewinnung von Rauchgasabwärme noch immer nicht zügig voran. Viele Hochtemperaturöfen in der Industrie können Rauchgase mit einer Temperatur von bis zu 1300 Grad ausstoßen, was zu erheblichen Wärmeenergieverlusten führt. Um den thermischen Wirkungsgrad des Heizofens weiter zu verbessern und das Ziel der Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung zu erreichen, ist auch die Rückgewinnung von Rauchgasabwärme eine wichtige Möglichkeit zur Energieeinsparung.

Normalerweise gibt es zwei Möglichkeiten, die Abwärme von Rauchgasen zurückzugewinnen: Die eine besteht darin, das Werkstück vorzuwärmen. Die zweite besteht darin, die Luft für die Verbrennung vorzuwärmen. Die Rauchgasvorwärmung von Werkstücken erfordert ein großes Volumen für den Wärmeaustausch, das oft durch den Einsatzort begrenzt ist (intermittierende Öfen können diese Methode nicht nutzen). Die Luftverbrennung vorzuheizen ist eine bessere Methode, die im Allgemeinen am Heizofen konfiguriert wird und auch die Verbrennung verbessern, die Aufheizrate des Ofens beschleunigen und die thermische Leistung des Ofens verbessern kann. Dadurch wird nicht nur den Anforderungen des Prozesses entsprochen, sondern es werden letztlich auch deutliche, umfassende Energieeinspareffekte erzielt.

Seit den 1950er Jahren werden in China Vorwärmer zum Vorwärmen der Luft in Industrieöfen eingesetzt. Die Hauptformen sind röhrenförmige, zylindrische Strahlungs- und Gusseisenblockwärmetauscher, deren Austauscheffizienz jedoch gering ist. In den 1980er Jahren entwickelte China sukzessive Strahl-, Strahlstrahlungs-, Verbund- und andere Wärmetauscher, hauptsächlich um das Problem der Abwärmerückgewinnung bei mittleren und niedrigen Temperaturen zu lösen. Bei der Rückgewinnung der Rauchgasabwärme unter 100 Grad wurden erhebliche Ergebnisse erzielt und die Effizienz des Wärmeaustauschs verbessert. Allerdings ist bei hohen Temperaturen das Material des Wärmetauschers immer noch begrenzt, die Lebensdauer gering, der Wartungsaufwand groß oder die Kosten hoch, was sich auf die Förderung und Nutzung auswirkt.

Die meisten derzeit verwendeten Wärmetauscher sind Metallwärmetauscher, die nur bei niedrigen Temperaturen eingesetzt werden können. Sie können nicht direkt verwendet werden, wenn die Gastemperatur hoch ist. Es muss eine große Menge kalter Luft eindringen und es ist ein Hochtemperaturschutz erforderlich, beispielsweise ein Gebläse, ein Kühlgebläse und ein Steuerungssystem. Wenn kalte Luft eindringt, ist die Temperatur der Wärmetauscherrückgewinnung niedrig.

Keramik-Wärmetauscher haben sich trotz der Einschränkungen von Metall-Wärmetauschern gut entwickelt, da sie die Probleme der Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit besser gelöst haben und sich zum besten Wärmetauscher für die Rückgewinnung von Hochtemperatur-Abwärme entwickelt haben. Nach jahrelanger Produktionspraxis hat sich gezeigt, dass keramische Wärmetauscher sehr effektiv sind. Seine Hauptvorteile sind: hohe Warmfestigkeit, gute Oxidationsbeständigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit. Lange Lebensdauer, geringer Wartungsaufwand, zuverlässige und stabile Leistung und einfache Bedienung. Es ist derzeit das beste Gerät zur Rückgewinnung der Abwärme von Hochtemperatur-Rauchgasen.

Die erstmals entwickelte und eingesetzte neue Technologie der Wärmetauscher, die Metall durch Keramik ersetzt, wurde in das Nationale Fackelprogramm aufgenommen. Diese neue Technologie wandelt die ursprünglich in Industrieöfen verwendete Kaltluft in Heißluft um, was nicht nur die Arbeitseffizienz verbessert, sondern auch viel Energie spart. Da Keramikwärmetauscher zu den wichtigsten Geräten zur Verbesserung der Energienutzung gehören und vielfältige industrielle Einsatzmöglichkeiten bieten, sind ihre Förder- und Anwendungsaussichten sehr vielversprechend.

Keramische Wärmetauscher haben folgende Vorteile:
(1) Der Einsatz von Keramikwärmetauschern ist direkt, einfach, schnell, effizient, umweltfreundlich und energiesparend. Es ist kein Kaltluft- oder Hochtemperaturschutz erforderlich, die Wartungskosten sind gering und es ist kein Betrieb des Keramikwärmetauschers erforderlich. Anwendbar auf die Abwärmerückgewinnung und -nutzung von gasbefeuerten Industrieöfen in verschiedenen Umgebungen, insbesondere zur Lösung des Problems, dass die Abwärme verschiedener Hochtemperatur-Industrieöfen zu hoch ist, um genutzt zu werden;
(2) Der Staat verlangt, dass die Temperatur von Keramikwärmetauschern größer oder gleich 1000 Grad sein muss. Da es hochtemperaturbeständig ist, kann es in Hochtemperaturbereichen platziert werden. Je höher die Temperatur, desto besser ist der Wärmeaustauscheffekt und desto mehr Energie wird eingespart.
(3) Ersetzen Sie Metallwärmetauscher unter Hochtemperaturbedingungen.
(4) Lösung der Probleme des Wärmeaustauschs und der Korrosionsbeständigkeit in der chemischen Industrie;
(5) Keramikwärmetauscher weisen eine starke Anpassungsfähigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, hohe Hochtemperaturfestigkeit, gute Oxidationsbeständigkeit, stabile Thermoschockbeständigkeit und lange Lebensdauer auf.

Keramikwärmetauscher werden häufig in verschiedenen Heizöfen, Heißluftöfen, Wärmebehandlungsöfen, Spaltöfen, Röstern, Schmelzöfen, Einweichöfen, Öl- und Gaskesseln und anderen Öfen in der Stahl-, Maschinen-, Baustoff-, Petrochemie- und Nichtindustrieindustrie eingesetzt. Eisenmetallverhüttung und andere Industrien. Diese Technologie verwendet eine Umkehrvorrichtung, um in zwei Wärmespeicherkammern abwechselnd Wärme aufzunehmen und abzugeben, um die Rückgewinnung der Rauchgaswärme zu maximieren und dann die Verbrennungsluft und das Gas auf über 1000 Grad zu erhitzen. Selbst minderwertige Brennstoffe mit niedrigem Heizwert (z. B. Hochofengas) können eine stabile Zündung und eine effiziente Verbrennung erreichen, wodurch 40-70 % Brennstoff eingespart werden können. Die Leistung wird um mehr als 15 % gesteigert, der Oxidations- und Verbrennungsverlust von Stahlknüppeln wird um mehr als 40 % reduziert, die NOx-Emission beträgt weniger als 100 ppm und die Rauchgasemissionstemperatur liegt unter 160 Grad, was eine erhebliche Reduzierung bedeutet der Treibhauseffekt der Erde.

Herkömmliche Wärmetauscher aus Cordierit, Mullit, hohem Aluminiumoxidgehalt, Koksedelstein und anderen Materialien weisen eine schlechte Wärmeleitfähigkeit und eine schlechte Wärmeübertragungsleistung auf. Siliziumkarbid-Keramikwärmetauscher wurden trotz der Einschränkungen von Metallwärmetauschern gut entwickelt. Der Hauptgrund dafür ist, dass es zusätzlich zu den üblichen Vorteilen von Keramikwärmetauschern wie hoher Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, hoher Hochtemperaturfestigkeit, Oxidationsbeständigkeit, guter Thermoschockbeständigkeit, langer Lebensdauer, stabiler und zuverlässiger Leistung usw Gute Wärmeleitfähigkeit und mechanische Eigenschaften bei hohen Temperaturen (Festigkeit, Kriechfestigkeit usw.) sind die besten unter den bekannten Keramikmaterialien und machen es zum besten Wärmetauscher für die Rückgewinnung von Abwärme bei hohen Temperaturen.

Siliziumkarbid-Keramikwärmetauscher können in verschiedenen Heizöfen, Heißluftöfen, Wärmebehandlungsöfen, Cracköfen, Röstern, Schmelzöfen, Einweichöfen, Öl- und Gaskesseln und anderen Öfen in der Stahl-, Maschinen-, Baustoff- und Petrochemieindustrie eingesetzt werden , Nichteisenmetallverhüttung und andere Industrien. Seine Verwendungsmethode ist direkt, einfach, schnell, effizient, energiesparend (Energiesparquote 25–45 %), umweltfreundlich und seine Lebensdauer ist Dutzende Male höher als die von Metallwärmetauschern in der gleichen Position, was nicht nur die Lebensdauer verkürzt Kosten für Unternehmen, sondern spart auch Energie für das Land.