Vantaggi dell'utilizzo dell'iniezione diretta di vapore per il riscaldamento con camicia ad acqua calda

Raggiungere ogni volta la temperatura perfetta è parte integrante del trattamento chimico quando si utilizza il riscaldamento con camicia. Queste camicie sono progettate per controllare la temperatura di cottura utilizzando una camicia di raffreddamento o riscaldamento attorno al recipiente attraverso il quale viene fatto circolare un fluido di raffreddamento o riscaldamento.

I due metodi principali per riscaldare un reattore incamiciato sono il vapore e l'acqua calda. Il vapore è spesso il primo metodo di riscaldamento per molti operatori del settore grazie alla sua disponibilità e facilità d’uso, ma sempre più ingegneri chimici stanno iniziando a vedere i vantaggi del riscaldamento ad acqua calda nei reattori incamiciati.

Una camicia riscaldata ad acqua ha uno scambio termico uniforme e comprovato tra la camicia e le pareti del serbatoio. Ciò garantisce un controllo uniforme della temperatura durante le varie fasi, eliminando punti caldi e bruciature ed evitando shock termici per un migliore controllo di qualità.

I trasformatori chimici tendono comunemente a utilizzare il vapore come fonte di riscaldamento nelle applicazioni con reattori incamiciati. Innanzitutto, il vapore viene iniettato direttamente nella camicia e riscaldato alla temperatura di reazione chimica desiderata. Quindi, il recipiente attraversa una fase di raffreddamento per riportare il prodotto a temperature di manipolazione sicure (o alla sua temperatura iniziale) per la fase successiva del processo.

La fase successiva inizia rimuovendo tutto il vapore e la condensa raccolti sul fondo della camicia prima di introdurre acqua di raffreddamento. Se l'acqua di raffreddamento non viene aggiunta correttamente alla camicia, il drastico cambiamento di temperatura può causare uno shock termico che può rompersi e danneggiare i recipienti rivestiti di vetro o le saldature sui serbatoi di acciaio.

Il riscaldamento a vapore è la tecnica di riscaldamento meno complicata, poiché la temperatura costante del vapore è economica e semplice, ma è inefficiente in alcune applicazioni. Il riscaldamento a vapore non offre un controllo preciso della temperatura, a causa della distribuzione non uniforme del vapore e delle temperature più elevate della camicia. Ciò provoca lo sviluppo di punti caldi, aggravando i problemi di riscaldamento irregolare del prodotto. Ciò aumenta la possibilità che il prodotto si bruci e riduce la qualità del prodotto.

L'uso dell'acqua calda per riscaldare i reattori incamiciati risolve molti dei problemi presentati dall'uso del calore del vapore. La cosa più importante è che la temperatura nella giacca può essere controllata in modo più preciso con l'acqua calda. Poiché l'acqua calda distribuisce il calore in modo più uniforme, la capacità di eliminare i punti caldi che possono causare la bruciatura del prodotto è più semplice, migliorando la qualità del prodotto. L'acqua calda può anche essere temperata per aumentare man mano che la temperatura del prodotto aumenta per eliminare i grandi gradienti che possono verificarsi quando si utilizza il vapore nella camicia.

Alcune reazioni chimiche possono passare attraverso una fase di riscaldamento, una fase di raffreddamento e poi tornare a riscaldarsi più volte. Un sistema di acqua calda può riscaldare, trattenere e raffreddare un processo introducendo acqua di raffreddamento o temperata a una velocità controllata. L'acqua per la giacca può essere riscaldata gradualmente fino alla temperatura desiderata, eliminando il rischio di shock termico. Ciò rende il processo più snello, poiché non è necessario interrompere la produzione e attendere come quando si utilizza il vapore.

Il riscaldamento dell’acqua è oggi la necessità più comune nel settore manifatturiero. L’acqua deve essere riscaldata (spesso a una temperatura precisa), indipendentemente dal fatto che venga utilizzata per la lavorazione di alimenti, metalli, pasta di legno, carta o qualsiasi altro bene di consumo.

Le aziende di lavorazione chimica hanno diverse opzioni per riscaldare l'acqua, due delle quali sono un metodo di riscaldamento indiretto (come uno scambiatore di calore) o un metodo di riscaldamento diretto.

I metodi di riscaldamento indiretto riscaldano l'acqua attraverso una barriera o una parete di trasferimento del calore, tipicamente avente una velocità specifica di conduzione del calore. I metodi di riscaldamento diretto trasferiscono il calore direttamente nell'acqua e forniscono un trasferimento di calore istantaneo. La maggior parte degli ingegneri chimici ha familiarità con gli scambiatori di calore e li utilizza per i propri processi, ma molti potrebbero non sapere molto sul riscaldamento con iniezione di vapore a contatto diretto.

A differenza dei metodi di riscaldamento indiretto, l’iniezione diretta di vapore (DSI) non ha una barriera al trasferimento di calore come uno scambiatore di calore. Sebbene per alcune applicazioni possano essere necessari scambiatori di calore, le barriere di trasferimento del calore hanno una velocità di conduzione del calore specifica che può allungare il tempo di risposta del dispositivo ai cambiamenti del processo.