Trocadores de Calor Espiral

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.