一、噴淋式換熱器的結構型式
噴淋式換熱器是用冷卻水直接在管外噴淋,使管內熱流體冷凝或冷卻,所以一般稱為噴淋式冷卻器,其構造如下圖所示。
噴淋式換熱器
冷卻器的冷卻管之間,是借U形肘管順次聯接在一起,使呈上下排列,而管子的排數可多到10-20排。管子最上面設有水噴淋裝置,如噴頭或水槽等。或用與排管長度相當的鋼管,沿管開有一定數量的小孔作噴淋裝置,噴口向下,噴出之冷卻水靠自由落體的作用,使冷卻水淋灑于排管上。
二、噴淋式換熱器的優缺點
1.噴淋式換熱器的優點
(1)由于冷卻水直接噴淋在排管外壁面上,所以會有一部分水吸收管內熱流體的熱量而蒸發汽化。另外,噴淋式換熱器一般是安裝在室外空氣流通的空間里,空氣也吸收一部分熱量。由于冷卻水和空氣的共同冷卻,所以傳熱效果好,用水量少,在相同的情況下,消耗水量比沉浸式換熱器幾乎要少一半。
(2)對于一定的傳熱面,若安裝高度不受限制,可以把管排做的很窄,使空間占用面積減小。
(3)如果使排管外壁保持清潔,可獲得更好的冷卻效果。對于用冷水冷卻液體時,傳熱系數可達250-800Kca/m2·h·℃,一般情況下,傳熱系數也在200Kca/m2·h·℃左右。對于用冷水冷卻冷凝蒸汽時,傳熱系數可達300-1000Kca/m2·h·℃。
(4)結構簡單、易于制造和清除結垢、成本低、檢修方便。
(5)適于高壓流體的冷卻或冷凝。
2.噴淋式換熱器的缺點
(1)體積較大,占地面積較多,其緊湊性和沉浸式換熱器相近,單位體積的傳熱面積約為16㎡,相當于列管式換熱器的1/6-1/11。
(2)材料耗量大,每單位傳熱面積的材料用量約為列管式換熱器的兩倍,但比沉浸式換熱器和套管式換熱器耗量少。
(3)噴淋式換熱器雖然耗水量少,但對于水源不足或突然停水時,對易產生意外事故的石油產品或有機氣體的冷卻不宜采用。生產中為了克服此種缺點設有涼水塔。使用過的冷卻水,經涼水塔冷卻后再用,從而確保冷卻水的充足供應。
(4)一般情況下,噴淋式換熱器都是露天安裝,冷卻管受風吹日曬,以及與空氣中其他氣體易于發生化學腐蝕,容易造成管外壁的結垢,降低了傳熱效果。
此種換熱器多用作氣體的冷卻,如合成氨生產中由合成塔出來的合成氣和各種氯化產品的氯化尾氣的冷卻,也廣泛用于酸性液體工業中的濃酸的冷卻。
在化學工業中,根據工藝要求及條件不同,除噴淋式換熱器外,其他構造的換熱器也有極其廣泛的應用場景,后續分次介紹。