غلاية تفاعل تسخين أنبوب نصف ملفوف

بالمقارنة مع المفاعل ذي الغلاف المستخدم بشكل شائع في الصين، فإن مفاعل التسخين الخارجي المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ ذو الأنبوب النصفي يتمتع بالعديد من المزايا.

1. تقليل سمك جدار الغلاية وتحسين قدرتها على تحمل الأحمال.

2. مفيد لتحسين كفاءة نقل الحرارة. فهو يُحسّن نظام التدفئة ويقلل المقاومة الحرارية.

3. توفير استهلاك الطاقة. تُستخدم نسبة حجم الغلاف إلى حجم نصف الأنبوب لتقليل الاستثمار. كما أن تقليل القطر الكلي لجسم المفاعل يُفيد في تصميم ورشة العمل.

4. توفير الفولاذ.

تكون درجة حرارة تشغيل وعاء التفاعل مرتفعة نسبيًا، وعادةً ما لا يمكن إجراء التفاعلات الكيميائية إلا في ظل ظروف حرارية معينة، لذا يتحمل وعاء التفاعل كلاً من الضغط والحرارة. وهناك عادةً عدة طرق للحصول على درجات حرارة عالية:

١. عند الحاجة إلى تسخين الماء بدرجة حرارة منخفضة، يمكن استخدام نظام التسخين المفتوح. يوجد نوعان من أنظمة التسخين: المفتوح والمغلق. يتميز النظام المفتوح ببساطته النسبية، إذ يتكون من مضخة تدوير، وخزان ماء، وخط أنابيب، ومنظم يتحكم بالصمام. عند استخدام الماء عالي الضغط، يتطلب الأمر قوة ميكانيكية عالية للمعدات. يُلحم السطح الخارجي للمفاعل بأنبوب حلزوني، وتوجد فجوة بين الأنبوب الحلزوني وجدار المفاعل، مما يزيد المقاومة الحرارية ويقلل كفاءة نقل الحرارة.

2. عندما تكون درجة حرارة تسخين البخار أقل من 100 درجة مئوية، يمكن استخدام البخار تحت الضغط الجوي للتسخين؛ وفي نطاق 100-180 درجة مئوية، استخدم البخار المشبع؛ وعندما تكون درجة الحرارة مرتفعة، يمكن استخدام البخار المحمص عالي الضغط.

3. عند التسخين باستخدام وسائط أخرى، إذا كانت العملية تتطلب التشغيل في درجات حرارة عالية أو لتجنب استخدام أنظمة التسخين عالية الضغط، فيمكن استخدام وسائط أخرى بدلاً من الماء والبخار، مثل الزيت المعدني (275-300 درجة مئوية)، ومزيج ثنائي فينيل الإيثر (نقطة الغليان 258 درجة مئوية)، والملح المنصهر (140-540 درجة مئوية)، والرصاص السائل (نقطة الانصهار 327 درجة مئوية)، وما إلى ذلك.

4. في التسخين الكهربائي، يُلف سلك المقاومة حول طبقة العزل لوعاء التفاعل، أو يُثبّت على عازل مصمم خصيصًا على مسافة محددة منه، مما يُنشئ فجوة مكانية صغيرة بين سلك المقاومة ووعاء التفاعل. تتطلب الطرق الثلاث الأولى للحصول على درجات حرارة عالية إضافة غلاف خارجي لجسم الغلاية. ونظرًا لسعة التغيرات الكبيرة في درجة الحرارة، يتعرض الغلاف الخارجي وجسم الغلاية لتغيرات في درجة الحرارة، مما ينتج عنه فرق في الضغط الحراري. عند استخدام التسخين الكهربائي، يكون الجهاز خفيف الوزن وبسيطًا، ويسهل ضبط درجة الحرارة، ولا حاجة إلى مضخات أو أفران أو مداخن أو غيرها من التجهيزات. كما أنه سهل التشغيل، ومنخفض المخاطر والتكلفة. مع ذلك، فإن تكلفة التشغيل أعلى من طرق التسخين الأخرى، وكفاءته الحرارية أقل من 85%. لذلك، فهو مناسب لتسخين درجات حرارة أقل من 400 درجة مئوية، وفي الأماكن ذات أسعار الكهرباء المنخفضة.