Промышленные системы термического контроля
Охлаждение и нагрев химических реакторов - наиболее весомая часть расходов после, собственно, самих реагентов.
В промышленности до недавних пор реакторы нагревали паром с помощью парогенераторов или трубчатых электронагревателей (ТЭНов) и охлаждали водой или рассолом, использовали аммиачные холодильники или азотные установки. В большинстве ситуаций это всех устраивало.
Основные проблемы этих систем:
- Перепад температур при запуске пара в рубашку охлаждённого реактора (как правило, перепад более 150 градусов разрушает эмалированный реактор) или наоборот, подача ледяной воды в разогретый до 200 градусов химический реактор.
- Точность поддержания температуры
- Невозможность расширить температурный диапазон
| Тип нагрева/охлаждения |
Макс.достижимая температура в процессе |
Недостаток |
| Нагрев паром |
+130°С…+140°С |
Ограничение темп. диапазона |
| Нагрев ТЭНом |
Не лимитирована |
Высокая стоимость потребляемого электричества |
| Охлаждение водой при помощи градирни или мощного чиллера |
-20°С…0°С |
Ограничение темп. диапазона |
| Охлаждение жидким азотом |
-196°С |
Сложность регулирования температуры |
Технология Unistat, разработанная более 10 лет назад, решила все проблемы связанные с регулированием температуры в рубашке реактора. Дальнейшим развитием идеи гидравлически закрытого контура регулирования температуры в химическом реакторе явилась новая технология, объединяющая мощь пара, дешевизну воды, широкий диапазон оборудования Unistat, его высокую скорость и точность. Существует даже возможность подключения жидкого азота в качестве источника холода.
Как правило, предприятия используют парогенераторы не для выработки пара, который необходим для нагрева реактора, а для автономной выработки электрической энергии с целью обеспечения энергетических нужд завода. В этом случае Unistat Hybrid будет эффективно отрабатывать пар, выделяемый, как побочный продукт при выработке электроэнергии. Это значительно сэкономит ресурсы предприятия.
Unistat подключается к рубашке реактора через внешний теплообменник (схема). В рубашке реактора, термостате и теплообменнике циркулирует специальный теплоноситель (температурный диапазон теплоносителя -90…+200°С). Функционирование всех систем в автоматическом режиме контролирует Unistat, который отслеживает температуру в реакторе датчиком Pt100.
 |
Преимуществом данной системы является не радикальная замена всего оборудования, что, несомненно, отнимает много времени и денег, а частичная модернизация, которая резко увеличивает мощность и температурный диапазон, при этом автоматизирует систему и делает ее быстрорегулируемой и высокоточной.
 |
Данную технологию можно масштабировать. Объединение нескольких реакторов при применении одной холодильной машины и специальных устройств, использующих для нагрева (охлаждения) наиболее дешёвые источники тепла или холода из имеющихся в наличии, позволяет существенно снизить как суммарную стоимость самой системы, так и стоимость ее использования ввиду уменьшения расхода электроэнергии. То есть вместо охлаждения чиллером или специальным термостатом происходит охлаждение водой до тех пор, пока это эффективно, а затем система автоматически переключается на использование более дорогого холода от компрессорной системы. Этот же метод работает и при использовании низкопотенциального пара. Для нагрева химического реактора до 200-250 градусов в этом случае подходит даже пар с температурой 120-150 градусов. Такой пар часто является отходом производства и в полном смысле этого слова не стоит ничего.
|
