Trocador térmico tipo pulverizador

Tipos de trocadores de calor do tipo spray

O trocador de calor do tipo spray fornece transferência de massa/calor gás-líquido eficaz em um design que economiza espaço. Ele possui uma coluna com atomizadores que borrifam um líquido (geralmente um refrigerante ou solvente) em uma corrente gasosa para trocar calor. Os trocadores de calor do tipo spray são eficientes no uso de projetos compactos e tendem a ter baixas quedas de pressão e alta produtividade.

• Torres de resfriamento

  As torres de resfriamento (CTs) funcionam principalmente resfriando água quente que borrifa para baixo através do meio de enchimento na torre enquanto o ar flui para cima através dela. O calor é trocado por meio da evaporação, reduzindo o conteúdo de calor da água, portanto, diminuindo a temperatura na bacia de onde a água resfriada é retirada. Vale ressaltar que alguns projetos de CTs possuem tubos de trocadores de calor concêntricos integrados à água da bacia para melhorar ainda mais a transferência de calor e o desempenho de resfriamento. Isso é às vezes chamado de CT com trocadores de calor internos ou trocadores de calor de tubo e bacia.

• Chillers de spray

  Os chillers de spray são um tipo típico de trocador de calor industrial de spray encontrado em torres de resfriamento. Eles apresentam uma bomba, cabeçote de pulverização e bicos de pressão que atomizam o fluido em uma correia móvel. À medida que o produto quente se move para baixo na esteira, a água resfriada pulverizada absorve calor dela, resfriando-a ao sair do chiller. Os chillers de spray fornecem taxas de resfriamento rápidas e são geralmente usados em aplicações de processamento e fabricação de alimentos de acordo com o projeto e a construção.

• Resfriador de spray direto

  O resfriador de spray direto (DSC) é um tipo específico de chiller de spray que borrifa água resfriada diretamente em correntes de processo quente. À medida que a água resfriada absorve calor da corrente quente, a água é bombeada de volta ao reservatório ou tanque de retenção, onde é recirculada através de uma torre de resfriamento, mantendo um sistema de circuito fechado.

• Condensadores de spray

  Os condensadores de spray estão entre os principais componentes de trocadores de calor utilizados no processamento químico, terminais de GNL e instalações de petróleo e gás para resfriar e condensar efluentes de vapor em líquido. Eles funcionam borrifando um líquido frio (geralmente água resfriada ou refrigerante) em uma corrente de gás quente. O calor é removido da corrente de gás por meio da evaporação, e o gás se condensa em um líquido. A condensação reduz o volume e o peso do efluente e permite uma melhor gestão e descarte dos resíduos.

Especificações e manutenção de trocadores de calor do tipo spray

• Capacidade: Os tipos de trocadores de calor de spray industriais podem ter tamanhos diferentes de acordo com a quantidade que são construídos para processar, geralmente medidos em litros ou metros cúbicos. Grandes fábricas de alimentos podem precisar de trocadores que podem manusear até 50.000 L/h ou mais de produtos.
• Faixa de temperatura: Os trocadores de spray são usados para resfriar e aquecer produtos alimentícios. As faixas de temperatura para os trocadores podem ser bem amplas, geralmente entre -50ºC e 200ºC. Por exemplo, um trocador de calor de spray para freezer deve funcionar bem em temperaturas muito baixas para evitar o congelamento ao resfriar os alimentos. Por outro lado, um trocador usado para aquecer substâncias precisa resistir ao calor alto sem quebrar. Isso ajuda a manter a temperatura dos alimentos segura ao cozinhar ou resfriar rapidamente.
• Classificação de pressão: A indústria de processamento de alimentos costuma usar trocadores de calor para esterilizar alimentos aquecendo-os a uma temperatura específica. Para garantir a esterilidade dos alimentos, é essencial manter uma alta pressão dentro do trocador durante o processo de aquecimento. Nesses casos, o trocador de calor é projetado para operar em pressões superiores a 5 bar. Essa alta capacidade de pressão garante que o alimento em tratamento permaneça não apenas quente, mas também contido com segurança dentro do trocador, minimizando o risco de contaminação.
• Material: O condensador do trocador deve ter o material certo para suportar as propriedades corrosivas do líquido que entra nele. O aço inoxidável é popular para trocadores de calor de processamento de alimentos feitos para aplicações sanitárias. Esse tipo de material pode resistir a bactérias e ser limpo com pouca manutenção. Ele também pode resistir a agentes de limpeza usados com frequência na produção de alimentos para evitar contaminação. O aço inoxidável é usado em partes do trocador de calor de spray de ar de aço inoxidável que tocam os alimentos porque atende a rigorosos padrões de higiene. Pesquisas mostraram que as bactérias não podem conter superfícies de aço inoxidável. Portanto, isso o torna uma boa escolha para evitar doenças transmitidas por alimentos.
• Design: O design do trocador de calor é essencial para sua manutenção. Nesse caso, o tipo de design determinará a limpeza precisa que será necessária.

Para ter uma vida útil adequada, os trocadores de calor de spray devem ser limpos cuidadosamente. Isso permitiria que as empresas de alimentos cumprissem os padrões e regulamentos que regem a manutenção de trocadores de calor. As seguintes diretrizes oferecem um método para limpar completamente e com segurança os trocadores de calor de spray para alimentos, minimizando o tempo de inatividade e interrupções do serviço:

Para iniciar o processo de limpeza, é importante desenvolver um procedimento operacional padrão (POP) que leve em consideração o tipo específico de trocador de calor que está sendo usado e os agentes de limpeza que serão aplicados. Identificar os produtos químicos e equipamentos necessários para a tarefa de limpeza também é essencial, alinhando-os com o POP para garantir um processo eficaz e seguro.

Antes de iniciar o procedimento de limpeza, é crucial realizar uma análise de risco para determinar os potenciais perigos envolvidos na tarefa. Essa avaliação ajudará a estabelecer as precauções de segurança necessárias para proteger o pessoal e os equipamentos durante o processo de limpeza.

Ao se preparar para a tarefa de limpeza, é essencial garantir que as ferramentas e os agentes de limpeza corretos estejam prontamente disponíveis e que a área de limpeza designada esteja em conformidade com os padrões de segurança alimentar. Esse preparo ajuda a criar um ambiente seguro e eficiente para conduzir a manutenção e a limpeza de trocadores de calor.

Aplicações de trocadores de calor do tipo spray

Aplicações de trocadores de calor do tipo spray

• Processamento químico:

  Em reatores químicos, os trocadores de calor do tipo spray ajudam a resfriar ou aquecer os vasos do reator. Eles controlam a temperatura para manter o processo químico desejado. Em reações químicas multifásicas, as misturas de reação devem ser homogeneizadas por uma temperatura e viscosidade específicas. Então, o tempo de reação pode ser encurtado; a taxa de reação, o rendimento e a pureza podem ser aumentados. Isso pode ser realizado aquecendo ou resfriando misturas de reação com um trocador de calor de spray.

• Processamento de alimentos:

  Nas indústrias de processamento de alimentos, os trocadores de calor do tipo spray são usados em processos de pasteurização e esterilização. Eles ajudam a aquecer ou resfriar os produtos alimentícios para manter a qualidade e a segurança. Além disso, faça os produtos alimentícios em temperaturas desejáveis para posterior processamento ou embalagem.

• Farmacêuticos:

  Na indústria farmacêutica, os trocadores de calor do tipo spray ajudam a controlar a temperatura nos processos de formulação e produção de medicamentos. Eles podem ser usados na cristalização, fermentação e liquefação para manter a faixa de temperatura desejada. Como resultado, os produtos farmacêuticos atendem aos padrões de qualidade exigidos.

• Geração de energia:

  Em usinas de energia e instalações de geração de energia, os trocadores de calor do tipo spray ajudam a recuperar calor dos gases de combustão ou correntes de processo. Posteriormente, o calor pode ser transferido para água ou vapor em um sistema de fluido ou vapor para gerar energia. Os trocadores de calor de spray podem ser combinados com outros trocadores de calor para formar um trem de trocadores de calor que recupera calor do gás quente. Também é uma aplicação frequente na indústria petroquímica. Enquanto isso, os trocadores de calor de spray também podem atuar como evaporadores e condensadores.

• Sistemas HVAC:

  Em sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC), os trocadores de calor do tipo spray ajudam a umidificar ou desumidificar a corrente de ar. Eles podem adicionar ou remover umidade da corrente de ar aquecendo ou resfriando-a. Além disso, em torres de resfriamento ou chillers, os trocadores de calor de spray ajudam a transferir calor entre a corrente de ar e o líquido resfriado pela corrente de água. Esse processo de transferência de calor ajuda a regular a temperatura no prédio ou na instalação.

• Controle ambiental:

  Em sistemas de tratamento de resíduos ou controle da poluição, os trocadores de calor do tipo spray ajudam a resfriar ou neutralizar correntes de resíduos. Eles podem ajudar a remover calor da corrente de resíduos antes de seu descarte no ambiente. Esse processo ajuda a cumprir os regulamentos e padrões ambientais.

Como escolher trocadores de calor do tipo spray

Existem vários tipos de trocadores disponíveis, por isso é ideal conhecer seus requisitos antes de gastar com trocadores de calor de spray de placas ou qualquer outro tipo.

• Entenda a aplicação: As necessidades de todos são diferentes, por isso é essencial entender o propósito para o qual o trocador de calor será usado. Conhecer a compatibilidade do sistema, os fluidos de trabalho, a faixa de temperatura e a pressão pode ajudar a encontrar um trocador que corresponda de perto aos requisitos.
• Estabeleça restrições de orçamento: Os trocadores de calor do tipo spray podem ser bastante caros, dependendo do tipo, por isso é melhor estabelecer uma faixa de orçamento para evitar gastos excessivos. Fazer isso também pode ajudar a definir expectativas realistas em termos de qual tipo de trocador pode ser comprado.
• Pesquisa de fornecedores: Com o orçamento em mente, agora deve ser mais fácil identificar potenciais fornecedores. Pesquisar fornecedores e seus produtos pode ajudar os compradores comerciais a encontrar rapidamente opções dentro de seu orçamento. Leia avaliações, peça referências e compare catálogos de produtos para coletar informações úteis sobre potenciais fornecedores.
• Garantia de qualidade: A qualidade do produto é um fator importante a ser considerado, especialmente porque afetará o desempenho geral do sistema. Certifique-se de que o trocador de calor de spray escolhido esteja em conformidade com os padrões e certificações da indústria. Considere sua durabilidade e confiabilidade, e também invista em trocadores que tenham capacidades eficientes de transferência de calor.

FAQ

P1: Um trocador de calor do tipo spray pode ser usado em aplicações de alta pressão?

A1: Sim, alguns trocadores de calor de spray são adequados para aplicações de alta pressão. Os projetistas os constroem para aplicações de alta pressão usando materiais resistentes à pressão, paredes mais grossas e estruturas de reforço. Para trocadores de calor de alta pressão, o aço inoxidável é um material comum devido à sua resistência, resistência ao desgaste e qualidades de resistência à corrosão.

P2: Os usuários podem controlar a taxa de transferência de calor de um trocador de calor de spray?

A2: Sim, normalmente os usuários podem controlar a taxa de transferência de calor de um trocador de calor de spray. As formas comuns são ajustando as taxas de fluxo de fluido, as características de pulverização, a temperatura e a pressão de operação, e a configuração do trocador de calor.

P3: Um trocador de calor de spray requer um cronograma de manutenção?

A3: Sim, é importante estabelecer um cronograma de manutenção regular e segui-lo corretamente. Isso ocorre porque aumenta a longevidade dos equipamentos, garante o desempenho ideal e minimiza o tempo de inatividade.

P4: O trocador de calor de spray de resfriamento é diferente do trocador de calor de spray?

A4: Sim, ambos os trocadores de calor oferecem maneiras diferentes de transferir calor. Um trocador de calor de spray de resfriamento usa um fluido de resfriamento (geralmente água) para reduzir o calor dos fluidos quentes. Por outro lado, um trocador de calor do tipo spray transfere calor entre dois fluidos.