Vantagens de usar injeção direta de vapor para aquecimento com camisa de água quente

Atingir sempre a temperatura perfeita é essencial para o processamento químico ao usar o aquecimento encamisado. Essas camisas são projetadas para controlar a temperatura de cozimento usando uma camisa de resfriamento ou aquecimento ao redor do recipiente através do qual circula um fluido de resfriamento ou aquecimento.

Dois métodos principais de aquecimento de um reator encamisado são vapor e água quente. O vapor costuma ser o primeiro método de aquecimento para muitos na indústria devido à sua disponibilidade e facilidade de uso, mas mais engenheiros químicos estão começando a ver as vantagens do aquecimento de água quente em reatores encamisados.

Uma camisa aquecida com água tem uma troca de calor uniforme comprovada entre a camisa e as paredes do vaso. Isso garante um controle de temperatura uniforme nas várias etapas, eliminando pontos quentes e queimaduras e evitando choque térmico para um melhor controle de qualidade.

Os processadores químicos geralmente se inclinam para o uso de vapor como fonte de aquecimento em aplicações de reatores encamisados. Primeiro, o vapor é injetado diretamente na camisa e aquecido até a temperatura de reação química desejada. Em seguida, o recipiente passa por uma fase de resfriamento para trazer o produto de volta às temperaturas seguras de manuseio (ou à temperatura inicial) para a próxima etapa do processo.

Esta próxima fase começa removendo todo o vapor e condensado coletados na parte inferior da camisa antes de introduzir água de resfriamento. Se a água de resfriamento não for adicionada corretamente à jaqueta, a mudança drástica de temperatura pode causar choque térmico que pode rachar e danificar vasos revestidos de vidro ou soldas em tanques de aço.

O aquecimento a vapor é a técnica de aquecimento menos complicada, pois a temperatura constante do vapor é barata e direta, mas é ineficiente em algumas aplicações. O aquecimento a vapor não oferece um controle preciso da temperatura, devido à distribuição desigual do vapor e às temperaturas mais altas da camisa. Isso faz com que pontos quentes se desenvolvam, agravando as preocupações de aquecimento desigual do produto. Isso aumenta a chance de queimar o produto e reduz a qualidade do produto.

O uso de água quente para aquecer reatores encamisados ​​resolve muitos dos problemas apresentados pelo uso do calor do vapor. O mais importante é que a temperatura na jaqueta pode ser controlada com mais precisão com água quente. Como a água quente distribui o calor de maneira mais uniforme, a capacidade de eliminar pontos quentes que podem causar queimaduras no produto é mais fácil, melhorando a qualidade do produto. A água quente também pode ser temperada para aumentar à medida que a temperatura do produto aumenta para eliminar grandes gradientes que podem ocorrer ao usar vapor na camisa.

Algumas reações químicas podem passar por uma fase de aquecimento, uma fase de resfriamento e depois voltar ao calor várias vezes. Um sistema de água quente pode aquecer, reter e resfriar um processo introduzindo água resfriada ou temperada a uma taxa controlada. A água para a jaqueta pode ser gradualmente aquecida para cima ou para baixo até as temperaturas desejadas, eliminando o potencial de choque térmico. Isso torna o processo mais ágil, pois não há necessidade de parar a produção e esperar como no vapor.

O aquecimento de água é a necessidade mais comum na fabricação atualmente. A água precisa ser aquecida (muitas vezes a uma temperatura precisa), quer a água seja usada para processar alimentos, metais, celulose ou papel ou qualquer outra mercadoria consumida.

Os processadores químicos têm várias opções ao aquecer a água - duas das quais são um método de aquecimento indireto (como um trocador de calor) ou um método de aquecimento direto.

Os métodos de aquecimento indireto aquecem a água através de uma barreira ou parede de transferência de calor, normalmente com uma taxa específica de condução de calor. Os métodos de aquecimento direto transferem calor diretamente para a água e fornecem transferência instantânea de calor. A maioria dos engenheiros químicos está familiarizada com trocadores de calor e os utiliza em seus processos, mas muitos podem não saber muito sobre aquecimento por injeção de vapor por contato direto.

Ao contrário dos métodos de aquecimento indireto, a injeção direta de vapor (DSI) não possui uma barreira de transferência de calor como um trocador de calor. Embora os trocadores de calor possam ser necessários para algumas aplicações, as barreiras de transferência de calor têm uma taxa de condução de calor específica que pode aumentar o tempo de resposta do dispositivo para processar mudanças.