لوله های تیتانیومی مبادله گرما

لوله های تیتانیوم برای مبدل های حرارتی: هدایت حرارتی بالا + مقاومت در برابر خوردگی ، امکان انتقال حرارت کارآمد در مبدلهای حرارتی شیمیایی/دارویی

• لوله های تیتانیومبرای مبدلهای حرارتی: تعریف محصول اصلی ، با اشاره به یکپارچه یا جوش داده شدهلوله های تیتانیوم(به طور معمول درجه 1 ، تیتانیوم خالص درجه 2 یا آلیاژ درجه 5 TI-6AL-4V) برای سیستم های مبدل حرارتی-اجزای بحرانی که گرما را بین دو یا چند مایع منتقل می کنند (به عنوان مثال ، خنک کننده آب و محلول های شیمیایی ، بخار و دوران دارویی). بر خلاف لوله های استیل یا مس ، لوله های تیتانیوم برای "راندمان انتقال حرارت بالا + سازگاری سیال سخت" از صنایع شیمیایی و دارویی ، که در آن خوردگی و عملکرد حرارتی به همان اندازه بسیار مهم است ، بهینه می شوند.
• هدایت حرارتی بالا:نمایشگاه های تیتانیومهدایت حرارتی 21.9 پوند W/(M · K) در دمای 20 درجه سانتیگراد-در حالی که پایین تر از مس (401 W/(M · K)) یا آلومینیوم (237 W/(M · K))) است ، آن را از همه گزینه های مقاوم در برابر خوردگی مانند 316L استیل بدون استیل (16.2 ~ 16.2 W/(m · ch)) و Solfellys (~ ~ 12.2 W/(m · (m · ch)) و w/(m · k)) در محیط های سخت. برای مبدلهای حرارتی ، این ترجمه به:
  • انتقال حرارت کارآمد: سریعتر تبادل انرژی حرارتی بین مایعات ، کاهش سطح سطح لوله مورد نیاز (و در نتیجه اندازه مبدل حرارتی) برای همان وظیفه گرما. به عنوان مثال ، یک مبدل حرارتی لوله تیتانیوم می تواند به همان میزان انتقال حرارت به عنوان یک واحد استیل ضد زنگ 316L با 20-30 ٪ لوله های کمتر دست یابد.
  • توزیع دمای یکنواخت: هدایت حرارتی متوسط ​​اما پایدار تیتانیوم از نقاط مهم موضعی (خطر ابتلا به مواد کم تحرک) جلوگیری می کند ، که برای فرآیندهای دارویی (به عنوان مثال ، سنتز داروی حساس به دما) که در آن کنترل دقیق گرما لازم است ، بسیار مهم است.
• مقاومت در برابر خوردگی: مزیت تعیین کننده تیتانیوم برای استفاده شیمیایی/دارویی در آن نهفته استفیلم اکسید منفعل(Tio₂)-یک لایه متراکم و چسبنده به طور خودجوش در هوا یا محیط های آبی تشکیل می شود و در صورت خراشیدن خود درمانی است. این فیلم مقاومت می کند:
  • مواد شیمیایی قوی: اسیدها (اسید سولفوریک ، اسید هیدروکلریک) ، قلیایی (هیدروکسید سدیم) و حلال های آلی (استون ، اتانول) که در پردازش شیمیایی رایج است ، از فرسایش دیواره لوله یا سوراخ شدن جلوگیری می کند.
  • الزامات خلوص بالا: در تولید دارویی ، تیتانیوم بی اثر است و یون های فلزی (به عنوان مثال آهن ، نیکل از فولاد ضد زنگ) را به مایعات فرآیند نمی اندازد - برای رعایت استانداردهای FDA (ایالات متحده) یا EMA (EU) برای خلوص مواد مخدر.
  • شرایط مرطوب/مرطوب: حتی در محیط های چگالشی (به عنوان مثال ، مبدل های حرارتی پوسته و لوله با بخار آب) ، تیتانیوم بر خلاف استیل کربن یا فولاد ضد زنگ درجه پایین از زنگ زدگی یا گودال جلوگیری می کند.
• فعال کردن انتقال حرارت کارآمد در مبدلهای حرارتی شیمیایی/دارویی: هم افزایی هدایت حرارتی بالا و مقاومت در برابر خوردگی دو نقطه درد اصلی این صنایع را حل می کند:
  • جلوگیری از از دست دادن کارایی از خوردگی: دیواره های لوله خورنده (به عنوان مثال ، لایه های زنگ زدگی روی فولاد ضد زنگ) به عنوان عایق های حرارتی عمل می کنند و باعث کاهش بازده انتقال حرارت با گذشت زمان 15-40 ٪ می شوندبشر تیتانیوممقاومت در برابر خوردگی یک سطح لوله صاف و بدون مانع را حفظ می کند ، و عملکرد مداوم انتقال حرارت را برای 10-20 سال تضمین می کند (در مقابل 3-5 سال برای فولاد ضد زنگ در مواد شیمیایی سخت).
  • حمایت از شرایط فرآیند تهاجمی: مبدلهای حرارتی شیمیایی/دارویی اغلب با دمای بالا (تا 200 درجه سانتیگراد) ، مایعات فشار قوی (تا 10 مگاپاسکال) یا سطح pH متناوب کار می کنند. پایداری مکانیکی تیتانیوم (مقاومت کششی 240-860 MPa ، بسته به درجه) و مقاومت در برابر خوردگی در این شرایط ، تعطیل های غیرمترقبه برای جایگزینی لوله را از بین می برد و سیستم های انتقال حرارت را به طور کارآمد نگه می دارند.

نمرات متداول تیتانیوم برای مبدل های حرارتی

مزایای اضافی برای صنایع شیمیایی/دارویی

1. هزینه های کم نگهداری: عمر طولانی مدت آنها (15-25 سال در گیاهان شیمیایی) فرکانس جایگزینی لوله را کاهش می دهد - صرفه جویی در هزینه های کار و به حداقل رساندن خرابی تولید (برای تولید مداوم دارویی بسیار مهم است).
2. سازگاری با سیستم های تمیز در محل (CIP): تیتانیوم در برابر مواد تمیز کننده سخت (به عنوان مثال ، اسید نیتریک ، هیپوکلریت سدیم) که در فرآیندهای CIP دارویی استفاده می شود ، مقاومت می کند و از آسیب به سطوح لوله در هنگام عقیم سازی جلوگیری می کند.
3. طراحی سبک وزن: چگالی تیتانیوم (4.51 گرم در سانتی متر مربع) 40 ٪ کمتر از فولاد ضد زنگ (7.93 گرم در سانتی متر مربع) است و باعث کاهش وزن کلی مبدل های حرارتی بزرگ می شود - نصب و راه اندازی و کاهش هزینه های پشتیبانی ساختاری در گیاهان شیمیایی.

سناریوهای برنامه معمولی

• صنعت شیمیایی: مبدل های حرارتی پوسته و لوله برای غلظت اسید سولفوریک ، خنک کننده اسید هیدروکلریک یا پالایش پتروشیمی (مقاومت در برابر خوردگی هیدروکربن). مبدلهای حرارتی صفحه و فریم برای بازیابی حلال.
• صنعت دارویی: مبدل های حرارتی برای سنتز دارو (واکنشهای حساس به دما) ، تهیه آب استریل (جلوگیری از آلودگی یون فلزی) و تولید واکسن (مطابق با استانداردهای زیست سازگاری).
• فرآیندهای تخصصی: تولید کلر-آلکالی (مقاومت در برابر خوردگی گاز کلر) ، تصفیه API دارویی (ماده دارویی فعال) و تصفیه فاضلاب صنعتی (مقاومت در برابر پساب اسیدی/قلیایی).