مبدل حرارتی تودهای پیلو، ایدهآل برای مواد پودری و دانهای
مبدل حرارتی مواد جامد تودهای (Bulk Solid Heat Exchanger) یا به اختصار مبدل حرارتی تودهای نوعی از مبدلهای حرارتی است که عمل انتقال حرارت به صورت غیرمستقیم بین یک سیال و یک ماده جامد دانهای شکل را امکانپذیر میکند. توده در مبدل حرارتی تودهای به معنای حجمی از ذرات در فاز جامد و به صورت دانهای است. به عنوان مثال دانههای برنج، شکر، سیمان، گرانول PET و… نمونهای از توده جامد هستند. دانهبندی توده میتواند در ابعاد و اندازههای مختلفی باشند.
به طور کلی کاربرد مبدلهای تودهای شامل سه بخش گرمایش، خنککاری و خشک کردن میشود. برای مثال مبدلهای تودهای آگرین انرژی میتواند به عنوان خنککننده محصول نهایی در انتهای فرآیند یا در یک بخش میانی فرآیند، برای پیشگرمایش یا خشککردن محصول مورد استفاده قرار گیرد.
مبدل حرارتی تودهای شامل یک یا چند دسته پیلوپلیت است که درون یک پوسته قرار گرفتهاست. مواد پودری یا دانهای از بالای پوسته وارد مبدل شده و پس از عبور از روی صفحات پیلو و تبادل حرارت، از پایین مبدل و از طریق یک فیدر (feeder) خارج میشود. وظیفه فیدر کنترل دبی جریان مواد تودهای است.
با توجه به اینکه عمل سرمایش و گرمایش در مبدل حرارتی تودهای به صورت غیر مستقیم انجام میگیرد، میتوان انرژی را بازیافت نموده و یا از انرژی اتلافی استفاده نمود. از انرژی بازیافتی میتوان برای گرمایش ساختمان، آب گرم مصرفی و یا گرمایش فرآیندهای صنعتی استفاده نمود.
گرمایش و خنککاری
این مبدل قادر است تا ٧٠٠ درجه سانتیگراد عمل گرمایش را انجام دهد. توده سرد از بالای مبدل وارد شده و در طرف دیگر سیال گرم که معمولا بخار، آب گرم و یا روغن حرارتی در داخل پیلوپلیتها جریان مییابد.
مبدل حرارتی تودهای در فرآیند خنککاری توده جامد میتواند، تودهای با حداکثر دمای ٢٠٠٠ درجه سانتیگراد را خنک کند.
توده جامد از قسمت ورودی در بین صفحات پیلو جریان پیدا میکند، پس از انتقال حرارت با سیال درون صفحات وارد قسمت تخلیه مخروطی شکل شده و توسط فیدر خودکار نصب شده روی تجهیز که دبی محصول را کنترل میکند خارج میشود.
خشککن
عملکرد خشککن تودهای کاملا مشابه شکل گرمایشی این مبدل حرارتی است. تنها با این تفاوت که متناسب با طراحی، جریان هوا به طور مستقیم و متقاطع از بین توده جامد عبور داده شده و رطوبت محصول را جذب و منتقل میکند.
با توجه به اینکه عمل گرمایش در این سیستم توسط سیال گرم انجام میگیرد، دبی هوای مورد نیاز جهت خشک کردن بسیار کمتر از خشککنهای سنتی مانند خشککنهای بستر سیال (fluidized bed) میباشد.
در خشککنهای سنتی دمای هوای خشککن به دلیل تبخیر آب کاهش یافته و در نتیجه ظرفیت جذب رطوبت آن به سرعت کاهش مییابد. این امر باعث میشود که دبی هوای مورد نیاز افزایش یابد. این در حالی است که در خشککنهای تودهای، دمای هوا طی فرآیند، همواره ثابت باقی میماند و در نتیجه ظرفیت جذب رطوبت بسیار بالاتری به ازای هر کیلوگرم هوای خشک وجود خواهد داشت. در نتیجه راندمان تجهیز تا حدود ۹۰% بیش از خشککنهای بستر سیال مییابد.
مزایا
مبدلهای تودهای شرکت آگرین انرژی، با استفاده از تکنولوژی منیفولد شیاردار، توده جامد مورد نظر را به صورت یکنواخت بین صفحات حرارتی توزیع میکند. سپس با اعمال حرکت در توده جامد و ایجاد جریان یکنواخت در کل سطح مبدل، توزیع یکنواخت حرارت در توده جامد را امکانپذیر میکند:
- خطر خمیریشدن (Caking) مواد بر اثر حرارت مستقیم وجود ندارد.
- راندمان حرارتی تا ٩٠٪ بالاتر از روشهای گرمایش و سرمایش مستقیم است.
- نیاز به توان الکتریکی پایین به دلیل عدم وجود فن.
- به دلیل استفاده از حرارت غیر مستقیم بدون نیاز به فیلتر هوا، برخلاف خشککن و کولر و هیترهای قدیمی.
- دسترسی آسان از طریق دریچهها و امکان جداکردن تک تک صفحات، جهت تعمیرات و نگهداری.
- دمای یکنواخت محصول خروجی.
- ساختار مدولار، نصب، راهاندازی و نگهداری آسان.
- افزایش ظرفیت به آسانی امکانپذیر است.
- عدم وجود قطعات متحرک است. لذا نیاز به تعمیر و نگهداری خاصی نداشته و هزینههای اولیه و جاری بسیار کاهش مییابد.
مشخصات
مواد اولیه
صفحات پیلو مورد استفاده در مبدلهای حرارتی از انواع فولاد ضد زنگ مانند ۳۰۴ ، ۳۱۶ ، SMO-254 و Duplex 2205 ساخته میشود. در صورت نیاز به مواد خاص ، لطفاً با ما تماس بگیرید.
سیال خنک کننده
تقریباً از تمام سیالات خنککننده یا گرمکننده میتوان در مبدلهای حرارتی تودهای انرژی استفاده نمود. از جمله بخار، روغن حرارتی، R717 ،CO2، پروپیلن، گلیکول، اتیلن گلیکول، R22 ،R134A و R404A و…
ظرفیت
ظرفیت دبی مواد تودهای ۱۰۰ تا 100.000کیلوگرم بر ساعت.
کاربردها
مبدل تودهای در بخشهای صنعتی مختلفی مورد استفاده قرار میگیرند. به عنوان مثال:
- در صنایع شیمیایی، برای خنککردن کود: اوره، فسفات، کربنات، بورات، سولفات و غیره.
- در بخش مواد غذایی از آنها برای خنککردن و خشککردن شکر، قهوه، عملیات حرارتی دانههای سویا یا دانههای روغنی در فرآیند پرس استفاده میشود.
- در صنعت متالورژی برای خنککردن شن و ماسه ریختهگری.
- در صنعت سیمان برای خنککردن سیمان پس از تولید و پیش از ذخیرهسازی.
