Scambiatore di calore elettrico

Uno scambiatore di calore elettrico per fluidi svolge un ruolo centrale nei processi industriali in cui sostanze gassose o liquide devono essere portate a una temperatura definita. Può trattarsi di gas naturale, biogas, idrogeno, gas di processo, GNL, azoto, aria, acqua o miscele glicolate. L'uso di questi scambiatori di calore elettrici è particolarmente importante nell'industria chimica, petrolchimica e dei polimeri, nell' estrazione del gas naturale, nella lavorazione degli alimenti, nella costruzione navale e nelle applicazioni marittime e industriali.

Grazie a uno scambio di calore mirato, i fluidi possono essere non solo riscaldati in modo efficiente, ma anche surriscaldati per garantire un controllo ottimale del processo. A seconda dell'applicazione, lo scambiatore di calore elettrico può essere progettato come un sistema a riscaldamento elettrico , un modello a vapore o una soluzione supportata dal recupero di calore. Il controllo preciso della temperatura garantisce condizioni costanti, aumentando in modo significativo l'efficienza energetica e l'affidabilità del processo.

Soprattutto in applicazioni delicate, come il riscaldamento di gas per la riduzione della pressione o il riscaldamento di liquidi per circuiti industriali di raffreddamento e riscaldamento, gli scambiatori di calore elettrici devono soddisfare i più elevati requisiti tecnici. I materiali, la resistenza alla temperatura e i sistemi di controllo sono adattati con precisione ai rispettivi parametri operativi per garantire la massima efficienza e durata.

1 Industria chimica

1.1 Preriscaldamento dei fluidi di processo

• Riscaldamento di sostanze chimiche aggressive (ad es. acidi, alcali) prima di una reazione
• Controllo della temperatura per processi chimici sensibili
• Riduzione dei problemi di viscosità attraverso il preriscaldamento

1.2 Riscaldamento dei solventi

• Evitare la condensazione o la solidificazione
• Controllo uniforme della temperatura durante i processi di estrazione
• Garantire la fluidità a basse temperature ambientali

1.3 Riscaldamento per le reazioni di polimerizzazione

• Generare la temperatura di partenza ottimale per le reazioni
• Prevenzione di reazioni collaterali indesiderate grazie a un riscaldamento uniforme
• Fornitura di calore ad alta efficienza energetica nella produzione di materie plastiche

2. industria del petrolio e del gas

2.1 Preriscaldamento di olio pesante e petrolio grezzo

• Riduzione della viscosità per una migliore pompabilità
• Evitare la precipitazione di paraffine e cere a basse temperature.
• Preparazione per l'ulteriore lavorazione nelle raffinerie

2.2 Preriscaldamento del gas nei sistemi ad alta pressione

• Prevenzione della condensazione durante l'espansione del gas (ad es. nelle stazioni di riduzione della pressione)
• Evitare l'effetto ghiaccio nelle valvole e nelle linee di controllo.
• Riscaldamento efficiente prima dei processi di liquefazione o gassificazione del gas

2.3 Riscaldamento di oli lubrificanti e idraulici

• Garantire proprietà di flusso ottimali per le macchine
• Riduzione dell'usura di pompe e tubazioni
• Utilizzo nei sistemi offshore e nelle condutture per un funzionamento sicuro

3. centrali elettriche e generazione di energia

3.1 Preriscaldamento dell'acqua di alimentazione per caldaie a vapore

• Aumento dell'efficienza dei processi delle centrali elettriche
• Riduzione delle sollecitazioni termiche nei sistemi di caldaie
• Ottimizzazione della produzione di vapore grazie a condizioni più costanti

3.2 Riscaldatori elettrotermici per applicazioni di emergenza

• Fornitura di calore in situazioni di assenza di combustibili fossili
• Utilizzo in regioni in cui l'acqua è scarsa e il riscaldamento a vapore non è possibile
• Utilizzo come sistema di backup per la generazione di calore nelle centrali elettriche

4. industria alimentare e delle bevande

4.1 Riscaldamento di liquidi nei processi produttivi

• Riscaldamento di latte, succhi di frutta o alimenti liquidi
• Garantire processi igienici attraverso un controllo mirato della temperatura
• Riscaldamento efficiente dal punto di vista energetico senza l'uso diretto del vapore

4.2 Scioglimento di grassi, oli e cioccolato

• Prevenzione della cristallizzazione durante il trasporto o lo stoccaggio
• Garanzia di temperature di lavorazione omogenee
• Utilizzo nella produzione dolciaria e nell'industria della panificazione

4.3 Riscaldamento dell'acqua di processo

• Utilizzo in sistemi CIP (cleaning in place) per la pulizia igienica
• Fornitura di acqua calda per i processi di pastorizzazione
• Controllo della temperatura in birrerie e caseifici

5. farmaceutica e biotecnologia

5.1 Riscaldamento dei mezzi di reazione nei bioreattori

• Controllo della temperatura per colture cellulari e fermentazioni
• Garantire condizioni ottimali per i processi biotecnologici
• Prevenzione della sensibilità al freddo nelle sostanze biologiche

5.2 Riscaldamento dell'acqua a scopo di sterilizzazione

• Riscaldamento diretto di acqua ultrapura per la produzione farmaceutica
• Fornitura di acqua calda per autoclavi e sistemi di pulizia
• Utilizzo nella produzione di vaccini e nelle applicazioni di laboratorio

6 Industria navale e marittima

6.1 Riscaldamento dell'olio combustibile pesante per i motori delle navi

• Riduzione della viscosità per una combustione uniforme
• Prevenzione dei depositi e dell'usura degli ugelli di iniezione
• Utilizzo in navi portacontainer, cargo e petroliere

6.2 Sistemi di riscaldamento per acqua di zavorra

• Protezione contro la formazione di ghiaccio nelle zone a clima freddo
• Evitare la contaminazione biologica grazie all'adattamento della temperatura
• Miglioramento della qualità dell'acqua per il trasporto a lunga distanza

7 Idrogeno e tecnologie energetiche alternative

7.1 Preriscaldamento dell'idrogeno gassoso per le celle a combustibile

• Aumento dell'efficienza delle celle a combustibile grazie al riscaldamento controllato
• Evitare le fluttuazioni di pressione causate dal freddo.
• Utilizzo in veicoli, impianti industriali e sistemi di stoccaggio dell'energia

7.2 Supporto termico per i sistemi power-to-gas

• Riscaldamento di metano o gas sintetici per processi di conversione
• Utilizzo in impianti di elettrolisi per la produzione di idrogeno
• Miglioramento dell'efficienza attraverso il recupero di calore

Gli scambiatori di calore elettrici sono indispensabili in numerose industrie che lavorano con la filtrazione e il preriscaldamento del gas naturale e di altri gas tecnici. In particolare, sono spesso utilizzati nell'industria dell'energia e del gas, dove il controllo della pressione e della temperatura è di fondamentale importanza. Il riscaldamento del gas prima dell'ulteriore lavorazione protegge i sistemi sensibili e ottimizza l'efficienza dell'intero processo.

Anche l'industria chimica e petrolchimica si affida agli scambiatori di calore elettrici per garantire la stabilità e l'affidabilità dei propri sistemi ad alta pressione. In questo modo si garantisce che i gas vengano introdotti nelle reazioni e in altri processi in condizioni ottimali, senza causare raffreddamenti indesiderati e perdite di efficienza.

THIELMANN ENERGIETECHNIK GmbH produce scambiatori di calore elettrici progettati per soddisfare i requisiti speciali di queste industrie esigenti. Grazie al loro design robusto e al preciso controllo della temperatura, i nostri scambiatori di calore elettrici offrono una soluzione duratura e sicura per le aziende che dipendono da un preriscaldamento affidabile del gas.

Gli scambiatori di calore elettrici sono progettati e prodotti in conformità a normative e certificazioni specifiche per soddisfare i requisiti dei mercati internazionali. Queste includono ASME (con o senza U-Stamp), EN 13445 per il mercato europeo, SVTI per la Svizzera, AS1210 per l'Australia e PD5500. Questa varietà consente ai preriscaldatori di essere utilizzati in un'ampia gamma di regioni e settori con specifiche standard.

Un fattore decisivo nella pianificazione è l'accettazione e il collaudo personalizzato da parte di aziende e istituzioni rinomate come BASF, OGE, Gascade, Sasol, INGL, ERI, Dolphin, Saudi Aramco, Gasco, MAN, Jenbacher, MAPNA, Siemens, DONG e TEMA. Ciò garantisce che gli scambiatori di calore elettrici siano in grado di resistere alle difficili condizioni operative delle rispettive applicazioni.

A seconda dell'applicazione, gli scambiatori di calore elettrici sono adatti anche per applicazioni con gas acidi, in conformità alla NACE, per garantire la resistenza chimica in ambienti corrosivi. Possono anche essere progettati per il funzionamento a bassa temperatura fino a -50 °C, in modo da poter gestire in modo affidabile anche le condizioni operative più estreme.

Le specifiche tecniche comprendono anche una pressione di progetto fino a 300 bar e una temperatura di progetto fino a 250 °C, per coprire un'ampia gamma di applicazioni industriali. Inoltre, una disposizione personalizzata degli ugelli consente un'integrazione ottimale degli scambiatori di calore elettrici nei sistemi di processo esistenti.

La scelta dei materiali per gli scambiatori di calore elettrici dipende dai requisiti specifici della rispettiva applicazione e dalle condizioni operative. Un'ampia varietà di materiali consente un adattamento ottimale alla pressione, alla temperatura e al fluido.

Gli scambiatori di calore elettrici possono essere realizzati in acciaio al carbonio, in acciaio inox o in una combinazione di entrambi i materiali. L'acciaio al carbonio si distingue per l'elevata resistenza meccanica e l'economicità ed è preferito in applicazioni con temperature moderate e fluidi non corrosivi. L 'acciaio inossidabile , invece, offre un'eccellente resistenza alla corrosione e alle influenze chimiche ed è particolarmente indicato per i fluidi aggressivi o per gli ambienti con requisiti di purezza elevati.

Combinando in modo specifico entrambi i materiali, i vantaggi dell'acciaio al carbonio e dell'acciaio inox possono essere riuniti in un unico sistema di preriscaldatori per ottenere un equilibrio ottimale tra stabilità meccanica, protezione dalla corrosione e costi. I materiali vengono sempre selezionati in stretto coordinamento con i requisiti operativi e gli standard applicabili per garantire la massima efficienza e durata.