一,、工作原理

1. 熱流體側(cè)：高溫介質(zhì)（如 150℃的蒸汽,、200℃的導(dǎo)熱油或電加熱產(chǎn)生的熱源）流經(jīng)換熱設(shè)備的一側(cè),，釋放熱量。

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5. CO?氣體側(cè)：低溫 CO?（如常溫 25℃或液態(tài) CO?汽化后的低溫氣體）流經(jīng)另一側(cè),，吸收熱量后溫度升高（如升至 80℃,、150℃或更高）。

6. 傳熱機(jī)制：

• 熱傳導(dǎo)：熱量通過金屬管壁或換熱面?zhèn)鬟f,。

• 對流傳熱：熱流體與換熱面,、CO?與換熱面之間的對流換熱，其中 CO?氣體的傳熱系數(shù)較低,，需通過結(jié)構(gòu)設(shè)計強(qiáng)化傳熱（如增加流速,、增大換熱面積）。

二,、常見結(jié)構(gòu)類型

1. 管殼式二氧 化碳預(yù)熱器

• 結(jié)構(gòu)：

• 由殼體,、管束（光管或翅片管）、管板,、折流板等組成,。

• 熱流體：通常走殼程（如蒸汽、導(dǎo)熱油）,，橫向沖刷管束,，通過折流板提高流速和湍流程度。

• CO?：走管程,，可設(shè)計為單管程或多管程（提高流速,，增強(qiáng)換熱）。

• 特點(diǎn)：

• 若 CO?含水分或腐蝕性雜質(zhì)（如工業(yè)尾氣中的 SO?）,，需選用耐腐蝕材料（如 316L 不銹鋼,、鎳基合金）,。

• 翅片管可強(qiáng)化殼程熱流體（尤其是氣體）的傳熱效率（如熱流體為煙氣時）。

• 適用場景：高壓 CO?（如驅(qū)油工程中 10MPa 以上的高壓氣體）或大流量工況,。

• 優(yōu)勢：結(jié)構(gòu)堅固,、耐高壓,、易于清洗和維護(hù),。

• 設(shè)計要點(diǎn)：

2. 板式二氧 化碳預(yù)熱器

• 結(jié)構(gòu)：

• 由波紋金屬板片疊加而成，板片間形成流體通道,，CO?與熱流體交替流經(jīng)兩側(cè),。

• 特點(diǎn)：

• 傳熱效率高：波紋板片增大接觸面積，流體湍流程度高,，傳熱系數(shù)比管殼式高 2-3 倍,。

• 體積小、重量輕：節(jié)省安裝空間,，適合現(xiàn)場改造,。

• 適用場景：低壓 CO?（如食品行業(yè)碳酸飲料制備，壓力通常 < 1MPa）或中小流量工況,。

• 優(yōu)勢：

• 局限性：密封墊片易受高溫影響,，適合熱流體溫度≤200℃的場景（如熱水或低壓蒸汽加熱）。

3. 翅片管式 二氧化 碳預(yù)熱器

• 結(jié)構(gòu)：

• 在光管外側(cè)加裝翅片（如螺旋翅片,、針狀翅片）,，增大熱流體側(cè)的傳熱面積。

• 熱流體：多為氣體（如高溫?zé)煔?、熱空氣）,，走殼程，翅片彌補(bǔ)氣體側(cè)傳熱系數(shù)低的缺陷,。

• CO?：走管程,，管內(nèi)流速需保證≥5m/s 以避免積灰（若氣體含雜質(zhì)）。

• 特點(diǎn)：

• 適用場景：利用工業(yè)廢熱（如鍋爐煙氣余熱）加熱 CO?,，實(shí)現(xiàn)節(jié)能,。

• 典型應(yīng)用：環(huán)保領(lǐng)域的 CO?再利用項(xiàng)目，或化工裝置中的廢氣熱量回收,。

4. 電加熱式二氧 化碳預(yù)熱器

• 結(jié)構(gòu)：

• 內(nèi)置電加熱元件（如電阻絲,、陶瓷加熱棒），直接對 CO?氣體加熱,，無需中間熱流體,。

• 特點(diǎn)：

• 升溫快、溫度控制靈敏（配合溫控儀可實(shí)現(xiàn) ±1℃精度）,。

• 結(jié)構(gòu)緊湊,，無需外接熱源,，適合無蒸汽或?qū)嵊拖到y(tǒng)的場合。

• 適用場景：小流量,、高精度控溫場景（如實(shí)驗(yàn)室超臨界 CO?萃取,，溫度需精準(zhǔn)控制在 30-100℃）。

• 優(yōu)勢：

• 局限性：能耗較高,，不適合大流量工業(yè)應(yīng)用,。

5. 套管式二氧化碳預(yù)熱器

• 結(jié)構(gòu)：

• 由兩根同心套管組成，內(nèi)管走 CO?,，環(huán)隙走熱流體（或反之）,，可串聯(lián)多段延長換熱路徑。

• 特點(diǎn)：

• 適用場景：高壓,、小流量 CO?加熱（如焊接保護(hù)氣預(yù)熱,，壓力通常 1-5MPa）。

• 優(yōu)勢：結(jié)構(gòu)簡單,、制造方便,，便于現(xiàn)場組裝和維修。

• 局限性：換熱面積有限,，大流量時需多組并聯(lián),，成本較高。