蒸発ガス冷却は複雑なプロセスであり、長年にわたって改善と革新を経験してきました。最終的に、適切なガス冷却システムは、効率の向上、燃料コストの削減、および排出量の削減を目指すプラントにとって競争上の優位性です。以下のコンテンツでは、蒸発ガス冷却の重要性、冷却システムの進化、および下降管内に適切な流体を適用する方法について説明します。
蒸発ガス冷却の重要性
効率を優先し、燃料費を監視し、排出量を削減するプラントは、エネルギーを回収して再利用するための方法とプロセスを継続的に探しています。多くの場合、発生したすべてのエネルギー（熱）を回収することはできず、下流の機器を保護するためにガス温度を下げる必要があります。ガス温度が高すぎると、煙道ガスから粒子状物質を除去するために使用されるバグハウス内のろ過材に点火する可能性があります。さらに、プロセスガスからほこりや汚染物質を取り除く必要があります。ガス温度を適切に下げるために、煙道ガスは通常、ガス調整塔（GCT）または下降管に流入し、そこで複雑な冷却プロセスが行われます。適切に設計された蒸発冷却システムは、ダクト/タワーまたは下流の機器内の濡れを防ぎます。蒸発冷却システムが正しく設計されていないか、適切に維持されていない場合、ダクト/タワーの濡れが発生し、最終的にはコストのかかるダウンタイムと濡れた材料のクリーンアップにつながります。また、金属表面の腐食にも寄与します。
噴霧技術
今日の蒸発冷却プロセスでは、高圧噴霧と二流体噴霧の2つの主要な噴霧技術が利用されています。主な違いは何ですか？
高圧噴霧
名前が示すように、高圧噴霧は、高いポンプ圧力を利用して、水を小さな液滴に機械的に噴霧します。通常、ポンプ出口の吐出圧力は500〜600psigの範囲です。
二流体噴霧
二流体プロセスは、圧縮空気を使用して水を液滴に噴霧し、スプレー噴射ノズルも利用します。両方の流体、つまりツイン流体は、ノズル内で結合され、煙道ガスの流れに注入されます。二流体噴霧は、通常、60〜100psigの範囲で動作します。
どちらの技術も世界中で容易に使用されていますが、ほとんどの設備では2流体技術が利用されています。なぜ植物は一方の噴霧技術を他方よりも選択するのでしょうか？簡単に言えば、ツイン流体システムは、より低い操作圧力でより小さな液滴を生成します。どちらの特性も、蒸発距離の短縮と建設費の削減を可能にします。ただし、ツイン流体システムでは圧縮空気容量を一定に供給する必要があるため、建設費の削減は、運用および保守の費用の増加で補われることがよくあります。
蒸発冷却システムのタイムリーな改善
問題
時間の経過とともに、プラントは蒸発冷却システムのパフォーマンスを向上させる必要があり、市場の新しい規制によって促進されることがよくあります。1つの特定の例には、下げる必要のある出口温度が含まれます。出口温度を下げる以前の試みは、材料とダクトの濡れをもたらし、最終的にはプラントの停止を余儀なくされました。
ソリューション
いくつかのプラントの変更が提案されました。最初の変更には、高圧から二流体噴霧システムへの変換が含まれていました。これには、購入して操作するのに費用がかかる空気圧縮機の追加が必要になります。2つ目は、動作供給圧力を上げるためのポンプの変更でした。これには、新しいポンプの購入が必要になり、別の費用がかかります。最後に、可能な限り多くの現在の機器を利用して、現在のシステムの全体的な改善。選択肢を検討した結果、最も費用効果の高い変更には、水噴射システムの検討と改善が含まれていました。
適切なノズルシステムの選択には、構成材料、流量、スプレー角度、操作圧力、配置、液滴サイズ、最大自由通過など、多くの考慮事項が含まれます。これらすべての要因を評価して、次のような解決策を考え出す必要がありました。顧客のニーズを満たしました。最終的に、現在使用されている水噴射システムのレビューにより、煙道ガス中の水の偏在が明らかになりました。
それに応じて、水の分布を改善するために新しいランスが設計および設置されました。追加のカバレッジによって、濡れや腐食を引き起こす可能性のある1つの領域の過飽和が発生しないように特別な注意が払われました。プラントは、新しいランスを受け入れるように既存のポートを変更することができ、ランスの長さを延長すると、タワー内に水が均一に配置されました。
結果
改善された水注入により、濡れや腐食のない優れた冷却能力が得られました。既存のポンプシステムに費用のかかる変更は必要ありませんでした。蒸発冷却システムの改善により、プラントは温度目標を達成し、排出量の削減に貢献しました。
下降ダクト
下降管は、GCTの代替または追加として機能します。ガスは、下降管の予熱塔の後で冷却することができます。下降管を使用するという決定は、主に新しいプラントおよび長く真っ直ぐなダクトを備えたプラントで実施されます。ダウンカマーダクトがすでに稼働中のプラントに設置されている場合、このシステムは、生産量の増加や代替燃料の使用の支援など、既存のプロセスを最適化するために使用されます。既存のプラントで下降管を使用することで、温度のピークが補正され、必要に応じて、ガス冷却塔で追加の冷却が提供されます。
効率を高め、燃料費を削減し、排出量を削減するために適切に設計された蒸発冷却の重要性は、誇張することはできません。したがって、プラントは、現在の下降管冷却システムの改善にLechlerの専門知識を採用することを検討する必要があります。
工事
ガス冷却塔とは異なり、下降管は断面積が小さく、速度が速いため、蒸発時間が短縮されます。完全な蒸発に必要な水の量と必要な液滴サイズは、必要な出口温度と利用可能な蒸発距離という2つの重要な要素によって決まります。これらの2つの要素は非常に重要です。どうして？下流のファンの耐久性を確保し、材料の蓄積を防ぐには、完全な蒸発が不可欠であるためです。では、どのような液滴サイズが必要ですか？通常、完全な蒸発を達成するには、より細かい液滴が必要です。より高いガス速度と蒸発時間の短縮の影響を受けて、微細な液滴は最適な結果を達成するために最高のパフォーマンスを発揮します。
Lechlerの専門知識を使用して再設計された蒸発冷却システム
特定のアプリケーションに最適なソリューションがわからない場合は、業界の専門家として、Lechlerの私たちのチームは、私たちのシステムがどのようにプラントを補完できるかを正確に理解しています。アプリケーションに適切な選択をしているのかどうか疑問に思う必要はありません。私たちは単なるメーカーではありません。
多数の市場にサービスを提供し、カスタム設計のスプレーソリューションを提供しています。Lechlerでは、お客様固有のプロセスデータとダクト寸法に従ってシステムを構成し、お客様の状況に最適な状況を作成します。
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