Technologie GEA de contrôle des émissions Systèmes de refroidissement GEA

GEA maintient votre procédé au froid

Les refroidisseurs font partie des équipements techniques qui sont utilisés depuis longtemps et avec succès dans de nombreuses industries. Dans les anciennes applications, leur principale fonction consistait à chauffer des matériaux en utilisant la chaleur extraite d'autres matériaux qui devaient être refroidis. Le tuyau d'évacuation du bon vieux poêle en fonte est un exemple de « refroidisseur classique ». Les gaz de combustion chauds sont refroidis dans le tuyau d'évacuation, qui à son tour sert à chauffer la pièce. Le principe appliqué de nos jours est souvent similaire. D'une part, nous avons un fluide tel que les gaz de combustion qui, du fait de leur composition, ne conviennent pas à une autre utilisation - ou uniquement avec des réserves - parce qu'ils contiennent des composants agressifs (SO2, NOx, etc.) ou des matières solides indésirables (suie, poussière). D'autre part, nous avons un fluide qui doit être amélioré grâce à un apport de chaleur. L'application est différente lorsque la température des gaz de dégagement est trop élevée pour un traitement supplémentaire ou pour un procédé en aval.

Changements de température dans les gaz

Les refroidisseurs peuvent être utilisés pour des fluides très divers. L'équipement décrit ici est celui qui sert à produire des changements de température dans les gaz.

Le transfert de chaleur se fait à travers une paroi qui est disposée entre le gaz chaud et le gaz froid. La paroi sert de limite pour l'échange de masse. La quantité de chaleur qui peut être échangée entre le gaz chaud et le gaz froid dépend entre autres de la surface disponible. Pour cette raison, le terme général employé pour ce type de refroidisseur est refroidisseur de surface.

Seuls les refroidisseurs à tubes gaz/gaz (air) seront abordés dans les paragraphes suivants. Les refroidisseurs peuvent être classés selon leur type de construction : à courants croisés, à contre-courant, à courants parallèles, ou un mélange des configurations de courant mentionnées.

En plus de mettre au point et de fabriquer les refroidisseurs à gaz, GEA maîtrise la technologie associée et propose les services suivants :

  • services de conseil pour la résolution des problèmes liés aux refroidisseurs, basés sur des travaux poussés de recherche et de développement et de nombreuses années d'expérience ;
  •  mise au point de systèmes de refroidissement économiques ;
  • mise au point et conception de constructions spéciales, telles que les nettoyeurs de tubes ;
  •  réseau de services dans le monde entier.

Pour chaque problème de refroidisseur spécifique, nous étudions :

  • l'influence du mélange poussières-gaz sur l'efficacité du transfert de chaleur ;
  • l'influence des conditions climatiques sur l'effet de refroidissement ;
  • l'influence des conditions physiques et thermiques des gaz ;
  • le temps de fonctionnement et l'application spécifique du système de refroidissement ;
  • les conditions de fonctionnement dans lesquelles les performances spécifiées doivent être atteintes.
 

Configurations des courants

Courant parallèle :

Dans cette configuration, le gaz de traitement et le gaz froid circulent en parallèle.

Les parois (tubes de refroidissement) sont par conséquent soumises à une charge thermique plus élevée. Ceci présente l'avantage d'un taux de transfert de chaleur élevé, comme le montre la température de sortie élevée du gaz froid. D'autre part, la conception technique de cette solution est relativement complexe, surtout compte tenu du gradient de température élevé entre le gaz de traitement et le gaz froid dans la zone d'entrée.

Contre-courant :

Dans ce cas, le gaz de traitement circule à travers le refroidisseur dans le sens contraire du gaz froid.

Cette configuration permet de diminuer considérablement la charge thermique des parois (tubes de refroidissement) par rapport à la configuration de courants parallèles. Il en résulte un gradient de température réduit et un transfert de chaleur moins efficace, comme le montre la température de sortie sensiblement plus basse du gaz froid par rapport au principe des courants parallèles. La conception technique est relativement simple, et cette configuration permet un refroidissement en douceur.

Courants croisés :

La configuration à courants croisés signifie que le gaz de traitement circule à travers le refroidisseur à un angle de 90° par rapport au sens d'écoulement du gaz froid.

En conséquence, la charge thermique imposée aux parois (tubes de refroidissement) se situe entre celle des courants parallèles et celle du principe de contre-courant. Le gradient de température obtenu entre le gaz de traitement et le gaz froid est normalement compris entre les valeurs des deux autres systèmes.

La conception technique de cette configuration n'est pas excessivement complexe, et représente en général la solution la plus économique.

Configurations mixtes :

Un certain nombre de combinaisons peuvent être envisagées à partir des configurations de courants décrites précédemment. De telles configurations mixtes s'appliquent particulièrement aux refroidisseurs tubulaires à passage double ou multiple.

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