Trocadores de Calor Espiral

Trocadores de Calor Espiral - Aplicações de liquidos

Os trocadores de calor de placas espirais são feitos de 2 canais concêntricos nos quais os pinos espaçadores são soldados para formar as aberturas do canal. Cada abertura de canal e a largura dos canais são selecionados para atender às necessidades e condições de trabalho específicas de cada cliente. O projeto correto leva em conta as vazões, viscosidades, tamanhos e concentração de partículas para fluidos incrustantes e quedas de pressão, etc. Estes pinos espaçadores facilitam o fluxo turbulento em cada canal.

Vantagens:

  • Canal único
    The single channel flow makes gives Spiral Heat Exchangers a unique design feature for even heat transfer distribution and a high heat transfer value (K value).
  • Tamanho compacto e robustez

    Em serviço líquido-líquido, um trocador de calor espiral Nexson pode substituir 3 produtos tradicionais Shell & tubes, liberando assim a pegada para outros equipamentos de processo.

  • Efeito de autolimpeza - Sem zonas mortas
    Graças à configuração de canal único, um fluxo turbulento é criado para lidar com meios resistentes e incrustados em um ou mesmo em ambos os lados.
    Como é um projeto de canal único, se houver qualquer redução da seção transversal dentro do canal, a velocidade do fluxo aumentará, aumentando assim a turbulência de descarga do depósito.
  • Baixo custo de manutenção

    O efeito de autolimpeza proporciona paradas menos freqüentes para limpeza e manutenção, e as peças de reposição necessárias são um mínimo devido ao projeto exclusivo, portanto os custos de operação e manutenção necessários são excepcionalmente baixos.

  • Acesso total à área de transferência de calor

    O acesso e inspeção de toda a superfície de transferência de calor é possível graças às tampas de extremidade aberta.

  • Deveres de entupimento
    Originalmente, estes trocadores de calor de placas espirais eram usados na indústria de papel e celulose, onde os problemas de entupimento são freqüentes quando se usam trocadores clássicos de conchas e tubos (ou trocadores de calor multicanais) devido a fibras ou partículas nos meios de comunicação.
  • Condições difíceis de processo
    Devido à sua construção robusta, os trocadores de calor em espiral Nexson podem suportar altas temperaturas e/ou pressão mesmo em tarefas de ciclismo. Os trocadores de calor espirais Nexson podem manusear a extensão do material sem falha mecânica quando pressurizados ou por mudanças de temperatura.
  • Possível abordagem de pequenas temperaturas

    Os trocadores de calor em espiral Nexson fornecem a possibilidade de aproximação da temperatura do meio em torno de 3°C.

Alternativa aos trocadores de calor convencionais Casco e Tubo

Graças à sua eficiência térmica, robustez e design versátil, o Trocador de Calor de Placas Espirais provou, desde os anos 30, ser essencial em campos e indústrias tão diversas como Celulose e Papel, Refinarias, Petroquímica, Petróleo e Gás, Indústrias Alimentícias, Mineração, Siderurgia e Fabricação de Metais, bem como Aplicações Ambientais como Produção de Biogás e Tratamento de Águas Residuais, etc. 

O Grupo Nexson projeta e fabrica seu trocador de calor em espiral nos materiais formáveis e soldáveis de sua escolha (GreenSpiralTM). Mais compactos e 3 vezes mais eficientes termicamente que os trocadores de calor tubulares, estes trocadores de calor em espiral proporcionam uma economia substancial na área de instalação, assim como nos custos de operação e manutenção.

Graças a seu projeto específico, o trocador de calor líquido-líquido pode manusear um ou dois fluidos incrustados. Ambos os canais são de fácil acesso para inspeção e limpeza.

Capaz de trabalhar em condições extremas (de pressão e temperatura), este trocador de calor de canal único, com um efeito de autolimpeza, tornou-se a alternativa aos trocadores de casco e tubos.

Tradicionalmente, é utilizado para

Os trocadores de calor em espiral para aplicações líquido-líquido são utilizados na maioria das indústrias: - Papel e celulose, Refinarias; - Petroquímica; - Petróleo e gás; - Indústrias alimentícias; - Mineração; - Fabricação de aço e metais, assim como,

Aplicações Ambientais como: - Produção de biogás; e Tratamento de águas residuais; etc. em aplicações para:

  • Recuperação de calor
  • Aquecimento
  • Refrigeração

Seleção de materiais e limites do projeto

Os trocadores de calor de placas espirais podem ser fabricados em qualquer material que possa ser formado e soldado (aços carbono, aços inoxidáveis, duplex, super-duplex, titânio, ligas de níquel, etc...) - SA 516 Gr60, SA 516 Gr70, 304 / 304L, 316 / 316L, UNS S310803, UNS S32205, UNS S32750, 904L, 254 SMO, C276, C22, C2000, Titanium...

Os trocadores de calor em espiral Nexson podem ser usados para uma pressão de projeto desde a vácuo total até 80 barg e a temperatura de projeto de -200°C à 450°C.

A Nexson pode fornecer os maiores trocadores de calor em espiral do mundo, com até 500 mde superfície ou até 4 m de diâmetro.

O Grupo Nexson fornece uma ampla gama de trocadores de calor em espiral, desde o projeto personalizado até as unidades padrão.

Trocador de Calor Espiral - Trocadores de calor para Lodo e Digestão de Biogas - Recuperação de Energia.

  • Normalmente utilizado como aquecedor de lodo anaeróbico - Economizador de lodo cru / lodo digerido - Pasteurizador - Recuperação de energia efluente
  • Alto valor de transferência de calor (valor K) que leva a uma grande economia nos custos de energia
  • Efeito de autolimpeza devido o canal único e à turbulência no escoamento
  • Para aplicações com fluidos difíceis - Pode lidar com líquidos sujos, carregando sólidos ou com alta probabilidade de incrustação em ambos os lados, quentes e frios, ao mesmo tempo
  • Baixo custo de manutenção e limpeza com fácil acesso
  • Baixa queda de pressão
  • Fácil acesso para limpeza

Trocadores de calor em espiral - Aplicações Bifásicas

Os trocadores de calor de placas espirais são feitos de 2 canais concêntricos nos quais os pinos espaçadores são soldados para formar as aberturas do canal. Cada abertura de canal e a largura dos canais são selecionados para atender às necessidades e condições de trabalho específicas de cada cliente. O projeto correto leva em conta as vazões, viscosidades, tamanhos e concentração de partículas para fluidos incrustantes e quedas de pressão, etc. Estes pinos espaçadores facilitam o fluxo turbulento em cada canal.

CONDENSAÇÃO

O vapor circula, fluxo cruzado, em um canal totalmente aberto, com queda de pressão desprezível e o refrigerante circula em um canal espiral fechado.

Graças a seu projeto versátil, pode ser instalado diretamente na parte superior da coluna/receptor sem qualquer sistema de suporte, reduzindo bastante os custos de instalação.

É perfeitamente adequado para a condensação a vácuo com queda de pressão desprezível. Pode ser usado como condensador de respiro.

EVAPORAÇÃO

O fluido a evaporar circula em uma abertura de canal ajustada, totalmente aberta, que permite trabalhar com fluidos incrustados. Também permite fácil acesso para uma inspeção ou uma eventual limpeza mecânica.

QUEDA DE PRESSÃO INSIGNIFICANTE

Graças ao fluxo cruzado no lado vapor/vapor, quase não há queda de pressão (estamos em uma faixa de 0,1 kpa)

CONDENSAÇÃO SOB VÁCUO

Com uma queda de pressão muito baixa, isto permite que os trocadores de calor em espiral possam processar sob condições de vácuo completo.

SUB-RESFRIAMENTO DE INERTES E/OU CONDENSADOS

Podemos montar diferentes construções mecânicas para sub-resfriar (ou não) inertes e condensados

MONTAGEM COLUMNA

Os trocadores de calor em espiral podem ser montados diretamente no topo da coluna de destilação / reator sem qualquer sistema de suporte

AQUECEDOR DE VAPOR

O trocador de calor em espiral é feito para lidar com as tarefas de ciclismo, graças à sua construção robusta. O trocador de calor em espiral Nexson pode se expandir sem falha mecânica durante o aumento de pressão e/ou temperatura. 

BAIXO CUSTO DE MANUTENÇÃO

Os trocadores de calor em espiral Nexson são projetados para maximizar a superfície de transferência de calor. Podem ser montados vertical ou horizontalmente sem necessidade de instalação complexa. Além disso, os custos de manutenção são muito baixos.

SUPERFÍCIE DA ÁREA DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR

Área de transferência de calor disponível de 2 a 3000m².

Tradicionalmente, é utilizado para

Os trocadores de calor em espiral para aplicações Bifásicas são utilizados na maioria das indústrias: - Papel e Celulose, Refinarias; - Petroquímica; - Petróleo e Gás; - Indústrias Alimentícias; - Mineração; - Fabricação de Aço e Metalurgia, em aplicações como:

  • Condensador a Vácuo
  • Condensador suspenso
  • Condensador de Refluxo
  • Condensador de respiro
  • Refrigerador de gás
  • Aquecedor a vapor 

Seleção de materiais e limites do projeto

Os trocadores de calor de placas espirais podem ser fabricados em qualquer material que possa ser formado e soldado (aços carbono, aços inoxidáveis, duplex, super-duplex, titânio, ligas de níquel, etc...) - SA 516 Gr60, SA 516 Gr70, 304 / 304L, 316 / 316L, UNS S310803, UNS S32205, UNS S32750, 904L, 254 SMO, C276, C22, C2000, Titanium...

Os trocadores de calor em espiral Nexson podem ser usados para uma pressão de projeto desde a vácuo total até 80 barg e a temperatura de projeto de -200°C à 450°C.

A Nexson pode fornecer os maiores trocadores de calor em espiral do mundo, com área de transferência de calor disponível de 2 a 3000m². e até 4 m de diâmetro.

Aquecedores a Vapor - Aplicações Bifásicas

AQUECEDOR DE VAPOR

O trocador de calor espiral modelo 3 pode ser usado como aquecedor a vapor para tarefas difíceis. O canal de trabalho de entupimento com tampa oponível permite fácil acesso para inspeção ou para uma eventual limpeza mecânica.

Os trocadores de calor em espiral são feitos para lidar com as tarefas de ciclismo, graças à sua construção robusta. O trocador de calor em espiral Nexson permite a expansão do material sem falha mecânica durante o aumento de pressão e/ou temperatura. É por isso que os trocadores de calor em espiral são utilizados como aquecedores a vapor.

CONDENSAÇÃO

O vapor circula, de fluxo cruzado, em um canal alternado, com queda de pressão desprezível e o refrigerante circula em um canal espiral acessível.

QUEDA DE PRESSÃO INSIGNIFICANTE

Graças à característica de fluxo cruzado para o lado do vapor/vapor, quase não há queda de pressão.

BAIXO CUSTO DE MANUTENÇÃO

Os trocadores de calor em espiral Nexson são projetados para maximizar a superfície de transferência de calor. Podem ser montados vertical ou horizontalmente sem necessidade de instalação complexa. Além disso, os custos de manutenção são limitados.

SUPERFÍCIE DA ÁREA DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR

Área de transferência de calor disponível de 2 a 500m².

Trocadores de calor em espiral na indústria

Os trocadores de calor em espiral são usados em muitas aplicações industriais diferentes devido às suas capacidades eficientes e confiáveis de transferência de calor para meios desafiadores. Sua flexibilidade e capacidade de lidar com diferentes líquidos, meios sujos/incrustantes ou de alta viscosidade ou pastas de produtos com alto teor de sólidos, bem como gases ou meios bifásicos, os tornam úteis em muitos campos e aplicações. Os trocadores de calor em espiral são usados com frequência como economizadores, aquecedores/resfriadores ou em aplicações bifásicas, como operações de condensação ou evaporação, aquecedores de vapor, reboilers etc.

Abaixo estão alguns setores e aplicações em que os trocadores de calor em espiral podem ser aplicados com grande sucesso:

Setor de petróleo e gás:

No setor de petróleo e gás, onshore e offshore, várias posições de trocadores de calor podem ser tratadas com eficiência pelos trocadores de calor em espiral.

Um desses aplicativos é o MEG Reclamation:

O MEG (monoetilenoglicol) é amplamente utilizado em cabeças de poço e tubulações para evitar a formação de hidratos nas tubulações. O objetivo do processo de recuperação de MEG é colocar uma mistura de MEG, água e sal em contato com um fluxo reciclado aquecido de MEG para recuperar os componentes de MEG e água. Os trocadores de calor em espiral são, há muito tempo, comprovadamente o trocador de calor ideal para lidar com condições operacionais difíceis e simplificar drasticamente a frequência de manutenção. Os trocadores de calor em espiral Nexson são usados para loops de recuperação de monoetilenoglicol graças à sua capacidade de lidar com partículas sem qualquer cristalização.

Refinarias de petróleo:

Nas refinarias de petróleo o petróleo é transformado e refinado em produtos úteis como gasolina, diesel, base betuminosa e asfáltica, óleos combustíveis, óleo de aquecimento, querosene, gás de petróleo liquefeito e nafta de petróleo.

O refino de petróleo, por ser de origem fóssil, tem oportunidades para a captura de carbono, bem como para a mistura com combustíveis livres de fósseis, biocombustíveis, e para a pesquisa de novas rotas de processo para matérias-primas livres de fósseis, como novos bio-óleos e utilização de captura de carbono.

O refino de petróleo requer várias etapas de processo, como: - Dessalinização; - Destilação atmosférica e a vácuo; - Craqueamento catalítico; - Reforma; - Mistura, etc.

Uma dessas aplicações é para a unidade de Coker como um economizador ou resfriador:

No processo de coqueria, o objetivo é converter elementos pesados em produtos mais leves e flexigas. As principais vantagens desse processo são a criação de um produto líquido de alto valor e de flexigas limpas, que podem ser usadas de diferentes maneiras, como combustível refinado ou para geração de energia.

Com canais largos, tamanhos compactos e geometria corretamente selecionada para uma velocidade ideal dos fluxos de mídia, os trocadores de calor em espiral resolveram com sucesso o problema de incrustação do equipamento de troca de calor no difícil processo de coqueria.

  • O trocador de calor em espiral é usado como um economizador para pré-aquecer a alimentação do removedor de lama.
  • Os trocadores de calor em espiral estão sendo usados como resfriadores para resfriar os fundos do removedor de lama.

Indústrias petroquímicas:

Uma enorme quantidade de produtos químicos de vários tipos está sendo produzida a partir de derivados de petróleo para uso industrial e bens de consumo que exigem uma ampla gama de operações unitárias diferentes. Alguns dos produtos petroquímicos mais comuns fabricados em todo o mundo são PVC e Vinilcloreto, Polietileno, Poliamidas, Etilenoglicol e Poliésteres, Poliestireno, Ácido Térmico e PET, TDI (Toulene Diisocyante), MDI (Metileno Difenil Diisocianato), etc. 

Dois desses aplicativos são para o Processo de PVC - condensador de refluxo e trocador de polpa de PVC:

Os trocadores de calor Nexson são adaptados para atender às restrições ambientais e aos requisitos de alta pressão. No setor de PVC, a incrustação devido à alta concentração de sólidos suspensos na mídia e polímeros viscosos exige manutenção intensiva quando se trata de trocadores de calor multicanal. O Spiral tem se mostrado, há muito tempo, o trocador de calor ideal para lidar com condições operacionais difíceis e simplificar drasticamente a frequência de manutenção.

Os trocadores de calor em espiral podem ser aplicados com grande sucesso como:

  • Condensadores de refluxo. O condensador de refluxo é montado diretamente na coluna de striping.
  • Intercambiador de polpa de PVC para recuperar o calor de polpas de PVC.

Indústrias de mineração e aço:

Com as mudanças energéticas em andamento, da energia e do combustível tradicionais baseados em fósseis para a eletrificação de processos e veículos, o setor de mineração será afetado, pois mais minerais serão necessários para baterias etc. O aquecimento global e novos processos de mineração e beneficiamento de minerais mais sustentáveis estão sendo desenvolvidos para reduzir a pegada de carbono. Além disso, para o setor siderúrgico, novos processos estão sendo pesquisados para eliminar o gás de coqueria com uso intensivo de carbono e reduzir o ferro pelo Processo de Redução Direta com gás H2 como agente de redução.

O processo de produção tradicional, com gás de forno de coque, provavelmente será usado por muitos anos na maior parte do mundo. Essas instalações precisam de atualizações para melhorar a eficiência energética, reduzir as emissões e ter grandes oportunidades de captura de carbono e utilização de captura de carbono.

Os trocadores de calor em espiral são usados com frequência em processos de aprimoramento mineral e lixiviação de minerais como:

Aquecimento de pasta de zinco, esses trocadores de calor em espiral são unidades personalizadas para aquecer pasta de zinco com vapor, mantendo o trocador de calor sempre limpo durante a operação. A unidade é puramente simétrica, portanto, o usuário final pode inverter a direção do fluxo e a mídia para ambos os canais, de modo que a pasta de zinco e o vapor mudem de canal quando o acúmulo de incrustações de zinco começar a reduzir o desempenho térmico.

Os trocadores de calor em espiral também são amplamente utilizados no processo de aprimoramento do gás do forno de coque, como:

  • Resfriadores primário/final
  • Processo Krupp Koppers - Dephlegmator
  • Condensadores de benzeno/óleo leve
  • Resfriadores/aquecedores de óleo

Indústrias químicas:

Uma enorme quantidade de produtos químicos ou de vários tipos está sendo produzida para uso industrial e bens de consumo que exigem uma ampla gama de diferentes operações unitárias e transferência de calor. Alguns dos produtos químicos mais comuns fabricados no mundo são o ácido sulfúrico, o ácido fosfórico, o hidróxido de sódio, o cloro, o ácido clorídrico, a amônia, o peróxido, o formol e o ácido fórmico, as tintas e os pigmentos, como o dióxido de titânio, etc.

Muitos desses produtos químicos são produzidos por caminhos que se beneficiam do uso de trocadores de calor em espiral. Para mencionar um deles, o dióxido de titânio produzido com tetracloreto de titânio como um produto intermediário usa o trocador de calor em espiral para lamas de TiCl4 com grande sucesso em todo o mundo.

Indústria de papel e celulose:

Como em muitos outros setores, o tradicional setor de papel e celulose também está buscando melhorias e como fazer melhor uso de produtos secundários potencialmente valiosos, como: - Biocombustíveis a partir do Tall Oil; - Produção de metanol; - Separação da lignina do licor negro; - Terebintina; - Ácido sulfúrico a partir do gás residual; - BioGás e BioPellets; - Novos Bioquímicos; etc. Muitas fábricas de celulose, usando o processo Kraft (sulfato), também são autossuficientes em energia, exportam eletricidade para a rede e fornecem aquecimento urbano para cidades próximas. As modernas fábricas de celulose também têm potencial para uma pegada de carbono negativa com o uso de captura e armazenamento ou utilização de carbono. Novos conceitos são criados, e essas novas fábricas são frequentemente chamadas de Fábricas de Bioprodutos.

Os trocadores de calor em espiral também são amplamente utilizados em aplicações do setor de papel e celulose, para meios como:  - Licor branco; - Licor preto; - Licor verde; - Água branca; - Condensado altamente concentrado; - Condensado sujo; etc.

Setor de alimentos:

As populações em crescimento aumentam os desafios do fornecimento de matérias-primas, do processamento e do transporte de alimentos para os consumidores. A Erivac pode fornecer equipamentos de processo para uma grande variedade de indústrias alimentícias, tais como: - Produtos lácteos, leite e proteínas do leite; - Cervejarias; - Sucos de frutas; - Amido e proteínas vegetais; - Indústrias de açúcar e álcool; - Óleos e gorduras comestíveis; - Sopas e molhos etc. Em muitos casos, as águas residuais das indústrias alimentícias também têm altas cargas orgânicas, o que as torna ideais para a geração de biogás.

Muitos desses setores têm aplicações em que os trocadores de calor em espiral estão entre as melhores opções para a aplicação de transferência de calor devido a meios com altas temperaturas, viscosidade ou conteúdo sólido, como em pastas de amido, mosto de cervejaria e meios fermentados, refino de óleos vegetais em altas temperaturas etc.

O design do tubo em espiral do trocador de calor em espiral proporciona uma estrutura compacta e permite uma transferência de calor eficiente, tornando-o ideal para soluções de aquecimento/resfriamento de alta eficiência. Sua capacidade de lidar com altas pressões e temperaturas, bem como com diferentes viscosidades, meios sujos e incrustantes, meios com grande conteúdo de sólidos e meios corrosivos, faz deles uma parte importante de muitos processos industriais em que a transferência de calor e o controle de temperatura são cruciais.

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