浅谈换热器在化工工艺中的作用

【摘 要】随着经济体量的快速增长，产业结构的逐步升级，化工工业自身的生产能力与创新能力得到长足进步，适应了经济新常态下，化工生产现代化的基本需求。换热器作为化工工艺体系的重要构成，在热量传导，营造反应环境方面发挥着关键性的作用。文章以换热器为研究中心，从多个角度出发，对换热器在化工工艺的中作用进行全面分析，以期为后续换热器在实际应用中的科学高效准备了条件。

【关键词】化工工艺 ；换热器 ；作用 ；分析

前言

化工企业作为特殊的产业部门其对生产环境、温度条件以及操作手段等都有着较为严格的要求。为了有效满足化工生产的客观条件，为不同的生产环节提供适宜的反应条件，各个企业不断进行技术优化与升级，通过技术优势的发挥，推动化工生产过程中各个环节的有序进行[1]。换热器作为一种温度调节控制设备，在化工生产活动中发挥着基础性的作用，从实际情况来看，现阶段我国大多数化工企业对于换热器的经济价值以及使用要点在认知上存在着一定的误区，导致换热器无法真正发挥在化工生产中的温度调控作用。文章在对换热器进行分析的基础上，对其在化工工艺中的作用进行全面分析，深化技术人员的认知，为化工生产活动塑造起适宜的反应环境，推动化工生产活动的安全、稳定进行。

1.换热器概念与类型分析

对换热器概念与类型的客观分析，技术人员能够从换热器的工作原理以及工作环境的层面出发，对换热器形成一个较为全面的认知，为换热器在化工工艺中作用研究工作的开展，提供了方向性的引导。

1.1换热器的概念

换热器作为一种热量交换设备，通过对液体环境，将实现热量的高效传导，因此换热器也被称之为热量交换器。从功能性角度来看，换热器具有温度冷却以及加热双重作用，换热器的冷却主要是由于其使用冷水或者氟利昂等物料，进行热量的吸收与传导；换热器的加热侧主要通过换热器壳程或管程中使用水蒸气、导热油等加热机制来实现。正是通过换热器特殊的空间结构以及相关材料才保证换热器在化工工艺中的科学高效应用，充分发挥其在生产中的积极作用。

1.2换热器的类型

近些年来，随着我国化工工艺的快速发展，换热器更新迭代的速度日益增加，呈现出不同的多样化趋势，对换热器类型的分析，明确不同换热器不同的工作特点，为换热器在化工工艺中作用分析提供了极大的便利。现阶段我国换热器可以大致划分为再沸器、分凝器、蒸发器、过热器以及废热锅炉等几种类型，再沸器主要应用于蒸馏阶段，实现了对蒸发过程中残留物的有效处理，其可以大致划分为热虹式再沸器、动力循环式再沸器等集中再沸器，再沸器对于生产工程中热量的吸收有着十分关键性的作用[2]。分凝器主要负责蒸馏塔顶部物料的冷凝环节，可以实现不同环节的冷却需求，并且实现了分离的目的，确保了热量的有效传递；蒸发器主要用于化工工艺各个环节中溶液内部的水分进行蒸发处理，控制溶液浓度，为后续化工工艺生产活动的进行提供了便利；过热器衔接与蒸发器之后，对饱和蒸汽进行持续性加热，保障整体反应环境；废热锅炉能够凭借自身的结构功能，对高温物料进行回收，并对温度较低的液体进行加热处理。

2.换热器在化工工艺中的作用

换热器在化工工艺中作用的研究，需要从多个角度出发，结合换热器的基本类型与特点，对不同环节中换热器在化工工艺中的作用进行厘清，为化工工艺在实践中的科学高效应用做好充足的条件。

2.1换热器传热量大时的作用

换热器在热量传导较大的情况下，具有较为明显的优势，换热器通过自身结构以及各类材质，对化工工艺不同的环节的热量进行科学处理，保证热量在短时间的快速传输，将反应温度控制在合理的范围内[3]。对现阶段换热器传热热量大时的作用进行分析，帮助设计人员明确设计工作的重点，并以此为基础，对换热器的传热面积与传热系数进行对比，使得换热器的作用得到充分发挥。同时在进行换热器使用的过程中，需要对传热系数以及传热面进行分析，使得换热器的作用得到充分发挥，确保热量传导在短时间内的实现，例如通过对管壳换热器以及板式换热器的传热系数以及传热面积进行对比，可以发现管壳换热器的传热面积大约可以达到110㎡，板式换热器的传热面积则可以达到260㎡，而板式换热器在热量传递方面具有较大的优势，因此在实际使用的过程中普遍使用板式换热器，满足传热量大时，对于换热器的基本要求。

2.2结合温度和压力的作用

换热器在化工工艺使用阶段，实现了对温度与压力有效衔接，减少化工产业生产过程中，化学工艺对于温度与压力的客观要求，促进化学生产加工活动的顺利开展。例如对板式换热器、板翅式换热器与管壳式换热器进行横向对比，板式换热器对于150℃的化工生产环节有着较强的调节作用；板翅式换热器则较为适用于-200℃-150℃与6.0Mpa的温度与压力环境之中，基本上满足大多数化工工艺生产需求；管壳式换热器则能够适用450℃以及35Mpa的温度与压力环境。通过横向对比，可以发现管壳式在温度与压力环境下，其作用得以充分发挥，有效满足化工工艺对于环境条件的要求[4]。同时管壳式换热器具有制作成本低以及维护费用少的特点，因此在现阶段化工生产过程中扮演着关键性的作用，成为我国换热器使用的主流。

2.3换热器在大面积传热时中作用

化工产业在实际生产环节，与大热量传导有所差异，对于大面积传热有着较为特殊的要求。从实际情况来看，在化工生产环节一旦需要进行大面积的热量传导，上文所提及的管壳式换热器、板式换热器、板翅式换热器等几种常见的换热器就难以满足实际的化工工艺操作的客观要求。为了进一步发挥换热器在大面积传热中的积极作用，需要结合大面积传热过程中对于热量的基本要求，选取空气冷却器这种换热器，实现大面积传热过程中对于换热器工作机理与结构的基本需求。空气冷却器在进行大面积传热的过程中，凭借自身的结构优势，使其能够适应高温高压环境下的生产环境，并且空气冷却器成本较低，实用性较强，确保了其在实践中的广泛应用[5]。但是在进行大面积传热的过程中，空气冷却器极易受到外部环境因素的影响，尤其受到温度因素的影响较大，在实际应用的过程中，应进行相应的处理，确保空气冷却换热器在化工工艺中的合理化使用。

2.4换热器在气相与液相热交换模式中的作用

从实际情况来看，化工工艺在实践的过程中，对于气相与液相热交换有着较为严苛的要求，以此保障化工生产活动在实践中的顺利开展。基于这一要求，技术人员要对换热器在气相与液相热交换模式中的作用进行客观分析，在一般情况下，为了有效增强换热器的实际使用效率，减少不必要的资源浪费与成本支出，最大程度的发挥换热器在气相与液相热交换中的作用，化工企业在气相、液相热交换之中普遍采取直接接触式冷却器，以此确保气相与液相热交换模式的顺利进行。同时考虑到换热器的实际工作场景，技术人员要根据气相、液相的差异对介质进行调整优化。

3.结语

文章从多个层面出发，对换热器的原理与基本类型进行分析，明确不同换热器的不同特点，以此为基础对换热器在化工工艺中作用进行客观分析，理清换热器在传热、温度压力结合、大面积传热中的作用，实现对化工工艺中换热器作用的全面分析。

参考文献：

[1]王建宏.浅谈换热器在化工工艺中的作用[J].民营科技，2014（3）：49-49.

[2]邢斌.浅谈换热器在化工工艺中的作用[J].民营科技，2014（5）：57-58.

[3]赵小强.浅析换热器在化工工艺中的作用[J].石河子科技，2014（3）：26-27.

[4]孙同甲.换热器对化工工艺质量的影响[J].中国石油和化工标准与質量，2016（9）：119-121.

[5]刘驰.浅谈换热器在化工工艺中的作用[J].经济技术协作信息，2015（12）：51-52.

作者简介：

高忍，男，1989.05—，满族，籍贯辽宁开原，助理工程师，本科，主要从事工艺管道设计。endprint