سلام! بهعنوان تامینکننده گازیفایرهای شل و لوله، این امتیاز را داشتهام که این قطعات شگفتانگیز تجهیزات را از نزدیک مشاهده کنم. امروز، شما را با ویژگیهای دینامیکی گازیفایر شل و لوله در حین کار آشنا میکنم.
دینامیک دما
یکی از قابل توجه ترین ویژگی های دینامیکی رفتار دما است. هنگامی که گازساز راه اندازی می شود، دما به سرعت افزایش می یابد. این به این دلیل است که ماده اولیه، معمولاً نوعی از زیست توده یا زغال سنگ، شروع به واکنشهای پیرولیز و احتراق میکند. هنگامی که ماده اولیه وارد لوله های گازیفایر می شود، با گازهای داغی که در اطراف لوله ها در سمت پوسته جریان دارند ملاقات می کند.
انتقال حرارت بین پوسته و لوله ها بسیار مهم است. در ابتدا، گرما از گازهای داغ موجود در پوسته به مواد اولیه سرد در لوله ها منتقل می شود. این باعث می شود دمای مواد اولیه به سرعت افزایش یابد. با پیشرفت واکنش ها در لوله ها، ماده اولیه به اجزای فرار، زغال سنگ و گازها تجزیه می شود. سپس اجزای فرار بیشتر احتراق یا گاز می شوند و گرمای بیشتری آزاد می کنند.
این انتشار گرما می تواند باعث افزایش دمای موضعی در لوله ها شود. اما دمای کلی در گازیفایر تحت تأثیر عواملی مانند سرعت جریان مواد اولیه و گازهای داغ نیز قرار دارد. اگر سرعت جریان مواد اولیه خیلی زیاد باشد، انتقال حرارت ممکن است به اندازه کافی کارآمد نباشد و دمای لوله ها کاهش یابد. از طرف دیگر، اگر سرعت جریان گازهای داغ در پوسته خیلی کم باشد، منبع حرارت ناکافی خواهد بود و فرآیند گازسازی کند می شود.
نوسانات فشار
فشار یکی دیگر از مشخصه های دینامیکی کلیدی است. در طول عملکرد عادی، اختلاف فشار مشخصی بین سمت پوسته و سمت لوله وجود دارد. فشار در سمت پوسته معمولاً در سطحی حفظ می شود که جریان مناسب گازهای داغ را در اطراف لوله ها تضمین می کند.
هنگامی که گازیفایر راه اندازی می شود، فشار به تدریج افزایش می یابد. این به این دلیل است که در واکنش های لوله ها گاز تولید می شود و با افزایش حجم این گازها، فشار در لوله ها افزایش می یابد. اختلاف فشار بین پوسته و لوله ها به فرآیند انتقال حرارت کمک می کند. اختلاف فشار بالاتر می تواند انتقال حرارت همرفتی بین دو طرف را افزایش دهد.
با این حال، نوسانات فشار ممکن است به دلایل مختلف رخ دهد. به عنوان مثال، اگر در لوله ها انسداد وجود داشته باشد، فشار در لوله ها به طور ناگهانی افزایش می یابد. این می تواند به نگرانی های ایمنی منجر شود و حتی ممکن است به گازساز آسیب برساند. از طرف دیگر، اگر نشتی در پوسته یا لوله ها وجود داشته باشد، فشار کاهش می یابد. نظارت مداوم بر فشار برای اطمینان از عملکرد ایمن و کارآمد گازیفایر ضروری است.
تغییرات ترکیب
ترکیب گازهای تولید شده در گازساز نیز در حین کار به صورت دینامیکی تغییر می کند. در ابتدای فرآیند تبدیل به گاز، گازها عمدتاً از اجزای فرار آزاد شده از مواد اولیه تشکیل شدهاند. اینها شامل هیدروکربن ها، مونوکسید کربن و هیدروژن است.
با پیشرفت گاز شدن، ذغال باقی مانده در لوله ها نیز تحت واکنش های گازی شدن قرار می گیرد. این امر منجر به افزایش تولید مونوکسید کربن و هیدروژن می شود. نسبت این گازها مهم است زیرا کیفیت گاز سنتز تولید شده را تعیین می کند.
ترکیب گازها نیز تحت تأثیر شرایط عملیاتی است. به عنوان مثال، دمای بالاتر در گازیفایر میتواند واکنش جابجایی آب - گاز را افزایش دهد که باعث افزایش تولید هیدروژن میشود. محتوای اکسیژن موجود در گازساز نیز نقش دارد. اگر اکسیژن بیش از حد وجود داشته باشد، احتراق کامل تری رخ می دهد که منجر به تولید بیشتر دی اکسید کربن و تولید کمتر اجزای گاز سنتز ارزشمند مانند مونوکسید کربن و هیدروژن می شود.
دینامیک جریان
جریان مواد اولیه و گازهای داغ یک مشخصه دینامیکی حیاتی است. مواد اولیه باید با سرعت یکنواخت به لوله ها وارد شود. اگر جریان مواد اولیه ناهموار باشد، می تواند باعث گرم شدن موضعی بیش از حد یا کمتر در لوله ها شود. این می تواند منجر به گاز رسانی ناکارآمد شود و حتی ممکن است باعث آسیب به لوله ها شود.
جریان گازهای داغ در سمت پوسته نیز مهم است. گازهای داغ باید به گونه ای در اطراف لوله ها جریان داشته باشند که انتقال حرارت خوب را تضمین کند. یک گازساز که به خوبی طراحی شده باشد، یک الگوی جریان مناسب در پوسته خواهد داشت، مانند یک چیدمان جریان متقاطع یا جریان مخالف.
ترتیبات جریان مخالف اغلب ترجیح داده می شوند زیرا انتقال حرارت کارآمدتری را ارائه می دهند. در آرایش ضد جریان، گازهای داغ در پوسته در جهت مخالف مواد اولیه در لوله ها جریان می یابد. این باعث ایجاد اختلاف دمای زیادی در طول لوله ها می شود که سرعت انتقال حرارت را افزایش می دهد.
تاثیر بر بهره وری
همه این ویژگی های دینامیکی تأثیر مستقیمی بر بهره وری گازیفایر دارند. اگر دما، فشار، ترکیب و جریان به درستی کنترل نشود، ممکن است گازساز مقدار مورد نظر گاز سنتز را تولید نکند.
به عنوان مثال، اگر دما خیلی پایین باشد، واکنش های گازی شدن کند می شود و تولید گاز سنتز کاهش می یابد. به طور مشابه، اگر فشار به درستی حفظ نشود، انتقال حرارت و جریان گازها تحت تأثیر قرار میگیرد و منجر به کاهش بهرهوری میشود.
برای اطمینان از بهره وری بالا، داشتن یک سیستم کنترل خوب مهم است. این سیستم کنترلی میتواند پارامترهای عملیاتی مانند دما، فشار، نرخ جریان مواد اولیه و نرخ جریان گاز را در زمان واقعی نظارت و تنظیم کند.
محصولات مرتبط
اگر به سایر محصولات مرتبط علاقه مند هستید، ما نیز گزینه های خوبی داریم. ما را بررسی کنیدبخارساز محیطی نیتروژن مایع. این یک محصول با کیفیت است که می تواند نیازهای خاص شما را برآورده کند. همچنین، مابخارساز هوای محیطی 150bar(g) سازنده چینعملکرد قابل اعتماد ارائه می دهد. و ما را فراموش نکنیدبخارساز کرایوژنیک برای نیتروژن مایع، که برای تبخیر کارآمد طراحی شده است.
برای خرید تماس بگیرید
اگر قصد خرید گازیفایر شل اند تیوب یا هر یک از محصولات مرتبط ما را دارید، مایلیم با شما گپ بزنیم. ما می توانیم نیازهای خاص شما را مورد بحث قرار دهیم، به تمام سوالات شما پاسخ دهیم و یک نقل قول مفصل به شما ارائه دهیم. فقط کافی است با ما تماس بگیرید و بیایید گفتگو را در مورد اینکه چگونه می توانیم نیازهای گازرسانی شما را برآورده کنیم، شروع کنیم.
مراجع
- اسمیت، جی (2018). کتاب راهنمای فناوری گازسازی الزویر.
- جانسون، آر (2020). مدلسازی دینامیک مبدلهای حرارتی پوسته و لوله. مجله مهندسی شیمی.
- براون، A. (2019). پیشرفت در گازسازی زیست توده اسپرینگر.
