乾燥廃ガスの廃熱利用における熱交換器の応用

熱交換ユニットは、主に乾燥排ガスの廃熱利用において、乾燥工程で排出される高温排ガス中の熱エネルギーを回収し、エネルギー利用効率を向上させ、エネルギー消費量を削減するために使用されます。重要なポイントと使用方法は次のとおりです。

1. アプリケーションシナリオ

熱交換ユニットは、乾燥装置(繊維、食品、木材、セラミックなどの産業)から排出される排気ガスから廃熱を回収するためによく使用されます。これらの排ガスは通常、高温(50℃~200℃以上)かつ高湿度であり、回収可能な熱エネルギーを多く含んでいます。熱交換器を通じて、排気ガスの熱は新鮮な空気、プロセス水、またはその他の媒体に伝達され、空気の予熱、乾燥媒体の加熱、または加熱に使用され、エネルギーの無駄が削減されます。

2. 熱交換器の動作原理

  • 空気対空気の熱交換:排気ガスと乾燥システムに入る冷気は、熱交換コア(プレート熱交換器やヒートパイプ熱交換器など)を通じて熱交換されます。冷たい空気は予熱されて乾燥システムに入り、加熱エネルギーの消費を削減します。
  • 気液熱交換:排気ガス中の熱を液体媒体(水など)に伝達して、加熱やその他のプロセスニーズに必要な温水または蒸気を生成します。
  • 熱回収:熱交換ユニットは、高温の排ガスの顕熱と潜熱(水蒸気の凝縮によって発生する熱)を熱伝導材(アルミ箔やステンレスなど)を通して回収し、直接の熱放出を回避します。

3. 実際の事例

  • 繊維乾燥:繊維乾燥機から排出される高温多湿の排気ガスを熱交換器ユニットを通して回収し、乾燥空気を予熱することで乾燥効率を高め、エネルギー消費を削減します。
  • 食品の乾燥食品ヒートポンプ乾燥システムでは、熱交換ユニットで廃ガス熱を回収し、新鮮な空気を加熱したり、お湯を生成したりすることで、大幅な省エネ効果を発揮します。
  • 産業用ボイラー:排ガス乾燥時の廃熱を熱交換器を通してボイラー入口水または空気の予熱に利用し、ボイラーの熱効率を向上させます。

4. 課題と解決策

  • 排気ガスの変動:乾燥工程では排ガス温度や流量が不安定になる場合がありますので、動作範囲の広い熱交換器を設計するか、バッファ装置を設置する必要があります。
  • 腐食と粉塵の蓄積: 耐腐食性の材料を使用し、定期的に清掃およびメンテナンスを行い、必要に応じてフィルターを設置してください。
  • 初期投資熱交換器ユニットの初期費用は高額ですが、省エネ効果により1~3年で投資を回収できます。

熱交換器ユニットは、乾燥排気ガスからの廃熱を利用する効率的で環境に優しいソリューションであり、さまざまな産業用乾燥シナリオに適しています。適切な選択、設計、メンテナンスにより、エネルギー利用率を大幅に向上させ、運用コストを削減し、省エネと排出削減を実現できます。

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