Intercambiadores de Calor Espiral

Intercambiadores espirales en la industria

Los intercambiadores de calor espirales se utilizan en muchas aplicaciones industriales diferentes debido a su capacidad de transferencia de calor eficaz y fiable para medios difíciles. Su flexibilidad y capacidad para manejar diferentes líquidos, medios sucios/incrustantes o de alta viscosidad o lodos de productos con alto contenido en sólidos, así como gases o medios bifásicos, los hacen útiles en muchos campos y aplicaciones. Los intercambiadores de calor en espiral se utilizan a menudo como economizadores, calentadores/enfriadores, o en aplicaciones bifásicas como operaciones de condensación o evaporación, calentadores de vapor, rehervidores, etc.

A continuación se indican algunas industrias y aplicaciones en las que los intercambiadores de calor en espiral pueden aplicarse con gran éxito:

Industria del petróleo y el gas:

En la industria del petróleo y el gas, tanto en tierra como en alta mar, los intercambiadores de calor en espiral pueden desempeñar eficazmente varias funciones.

Una de esas solicitudes es la de Recuperación de MEG:

El MEG (monoetilenglicol) se utiliza mucho en las cabezas de pozo y las tuberías para evitar la formación de hidratos en las tuberías. El objetivo del proceso de recuperación de MEG es poner una mezcla de MEG-agua-sal en contacto con una corriente reciclada calentada de MEG para recuperar los componentes de MEG y agua. Los intercambiadores de calor en espiral han demostrado ser, durante mucho tiempo, el intercambiador de calor ideal para manejar condiciones de funcionamiento difíciles y simplificar drásticamente la frecuencia de mantenimiento. Los intercambiadores de calor en espiral de Nexson se utilizan para bucles de recuperación de monoetilenglicol gracias a su capacidad para manejar partículas sin cristalización alguna.

Refinerías de petróleo:

En las refinerías de petróleo, el petróleo se transforma y refina en productos útiles como gasolina, gasóleo, betún y base asfáltica, fuelóleos, gasóleo de calefacción, queroseno, gas licuado de petróleo y nafta de petróleo.

El refinado de petróleo, al ser de origen fósil, ofrece oportunidades para la captura de carbono, así como para la mezcla con combustibles no fósiles, los biocombustibles, y la investigación de nuevas rutas de proceso para las materias primas no fósiles, como los nuevos bioaceites y la utilización de la captura de carbono.

El refinado del petróleo requiere varias fases de proceso como: - Desalinización; - Destilación atmosférica y al vacío; - Craqueo catalítico; - Reformado; - Mezcla, etc.

Una de estas aplicaciones es para la unidad de Coquización como Economizador o Enfriador:

En el proceso de coquización, el objetivo es convertir los elementos pesados en productos más ligeros y flexigas. Las principales ventajas de este proceso son crear un producto líquido de alto valor, así como flexigas limpios, que pueden utilizarse de distintas formas, ya sea como combustible refinado o para la generación de energía.

Con canales anchos, tamaños compactos y una geometría correctamente seleccionada para una velocidad óptima de las corrientes de medios, los intercambiadores de calor en espiral han resuelto con éxito el problema de ensuciamiento de los equipos de intercambio de calor en el difícil proceso de coquización.

• El intercambiador de calor en espiral se utiliza como economizador para precalentar la alimentación del separador de lodos.
• Los intercambiadores de calor en espiral se utilizan como refrigeradores para enfriar los fondos del decapador de lodos.

Industrias petroquímicas:

Se fabrica una enorme cantidad de productos químicos de diversos tipos a partir de derivados del petróleo para uso industrial y bienes de consumo que requieren una amplia gama de operaciones unitarias diferentes. Algunos de los productos petroquímicos más comunes fabricados en todo el mundo son el PVC y el Vinilcloruro, el Polietileno, las Poliamidas, el Etilenglicol y los Poliésteres, el Poliestireno, el Ácido Terftálico y el PET, el TDI (Toulene Diisocyante), el MDI (Methylene Diphenyl Diisocyanate), etc. 

Dos de estas solicitudes son para la Proceso de PVC - Condensador de reflujo e intercambiador de lodos de PVC:

Los intercambiadores de calor Nexson están adaptados para cumplir las limitaciones medioambientales y los requisitos de alta presión. En la industria del PVC, el ensuciamiento debido a la alta concentración de sólidos en suspensión en el medio y a los polímeros viscosos requiere un mantenimiento intensivo cuando se trata de intercambiadores de calor multicanal. La espiral lleva mucho tiempo demostrando ser el intercambiador de calor ideal para hacer frente a condiciones de funcionamiento difíciles y simplificar drásticamente la frecuencia de mantenimiento.

Los intercambiadores de calor en espiral pueden aplicarse con gran éxito como:

• Condensadores de reflujo. El condensador de reflujo se monta directamente en la columna de striping.
• Intercambiador de lodos de PVC para recuperar el calor de los lodos de PVC.

Industrias minera y siderúrgica:

Con los cambios energéticos en curso, de la energía y el combustible tradicionales basados en fósiles a la electrificación de procesos y vehículos, la industria minera se verá afectada, ya que se necesitarán más minerales para baterías, etc. Para reducir la huella de carbono se están desarrollando nuevos procesos de minería y mejora de minerales más sostenibles. Asimismo, en la industria siderúrgica se están investigando nuevos procesos para eliminar el gas de coquería, intensivo en carbono, y reducir el hierro mediante un proceso de reducción directa con gas H2 como agente reductor.

Es probable que el proceso de producción tradicional, con gas de coquería, se siga utilizando durante muchos años en la mayor parte del mundo. Estas instalaciones necesitan mejoras para aumentar la eficacia energética y reducir las emisiones, y tienen enormes oportunidades para la captura de carbono y su utilización.

Los intercambiadores de calor en espiral se utilizan a menudo en procesos de mejora y lixiviación de minerales como:

Calentamiento de lodos de zinc, estos intercambiadores de calor en espiral son unidades personalizadas para calentar lodos de zinc con vapor, manteniendo siempre limpio el intercambiador de calor. La unidad es puramente simétrica, por lo que el usuario final puede invertir la dirección del flujo y los medios de ambos canales, de forma que el lodo de zinc y el vapor cambien de canal cuando la acumulación de incrustaciones de zinc empiece a reducir el rendimiento térmico.

Los intercambiadores de calor en espiral también se utilizan ampliamente en el proceso de mejora del gas de coquería como:

• Enfriadores primarios / finales
• Krupp Koppers Process - Desflegmador
• Condensadores de benceno/aceite ligero
• Refrigeradores / Calentadores de aceite

Industrias químicas:

Se fabrica una enorme cantidad de productos químicos de diversos tipos para uso industrial y bienes de consumo que requieren una amplia gama de diferentes operaciones unitarias y transferencia de calor. Algunos de los productos químicos más comunes que se fabrican en el mundo son el ácido sulfúrico, el ácido fosfórico, el hidróxido de sodio, el cloro, el ácido clorhídrico, el amoniaco, el peróxido, el formol y el ácido fórmico, tintas y pigmentos como el dióxido de titanio, etc.

Muchos de estos productos químicos se producen por vías que se benefician del uso de Intercambiadores de Calor en Espiral. Por mencionar uno de ellos, el dióxido de titanio producido con tetracloruro de titanio como producto intermedio utiliza el intercambiador de calor en espiral para lodos de TiCl4 con gran éxito en todo el mundo.

Industria papelera:

Al igual que muchas otras industrias, la tradicional industria de la pasta y el papel está buscando mejoras y la manera de hacer un mejor uso de los productos secundarios potencialmente valiosos, tales como: - Biocombustibles a partir de tall oil; - Producción de metanol; - Separación de lignina del licor negro; - Trementina; - Ácido sulfúrico a partir de gases de escape; - BioGas y BioPellets; - Nuevos productos bioquímicos; etc. Muchas fábricas de pasta, que utilizan el proceso Kraft (sulfato), también son autosuficientes en energía, exportan electricidad a la red y proporcionan calefacción urbana a las ciudades cercanas. Las modernas fábricas de celulosa también tienen el potencial de dejar una huella de carbono negativa mediante la captura y el almacenamiento o la utilización del carbono. Se crean nuevos conceptos, y estas nuevas fábricas suelen denominarse Fábricas de BioPruducto.

Los intercambiadores de calor en espiral también se utilizan ampliamente en aplicaciones de la industria papelera, para medios como:  - Licor blanco; - Licor negro; - Licor verde; - Agua blanca; - Condensado muy concentrado; - Condensado viciado; etc.

Industria alimentaria:

El crecimiento de la población aumenta los retos que plantean el suministro de materias primas, el procesamiento y el transporte de alimentos a los consumidores. Erivac puede suministrar equipos de proceso para una amplia gama de industrias alimentarias, tales como: - Productos lácteos, leche y proteínas lácteas; - Cervecerías; - Zumos de frutas; - Almidón y proteínas vegetales; - Industrias del azúcar y el alcohol; - Aceites y grasas comestibles; - Sopas y salsas, etc. En muchos casos, las aguas residuales de las industrias alimentarias también tienen una elevada carga orgánica, lo que las hace ideales para la generación de biogás.

Muchas de estas industrias tienen aplicaciones en las que los Intercambiadores de Calor en Espiral se encuentran entre las mejores opciones para la aplicación de transferencia de calor debido a medios con altas temperaturas o viscosidad o contenido sólido como para Lodos de Almidón, Puré de Cervecería y medios Fermentados, Refinado de aceites vegetales a altas temperaturas, etc.

El diseño de tubo en espiral del intercambiador de calor proporciona una estructura compacta y permite una transferencia de calor eficiente, lo que los hace ideales para soluciones de calefacción/refrigeración de alta eficiencia. Su capacidad para soportar altas presiones y temperaturas, así como diferentes viscosidades, medios sucios y con incrustaciones, medios con gran contenido de sólidos y medios corrosivos, los convierte en una parte importante de muchos procesos industriales en los que la transferencia de calor y el control de la temperatura son cruciales.