Scambiatore di calore a letto fluido autopulente

Per gli scambiatori di calore a fascio tubiero che presentano incrostazioni, un'alternativa alla pulizia e alla ridondanza può essere quella di dotare lo scambiatore di calore di un sistema autopulente basato sulla tecnologia a letto fluido.


Con lo scambiatore di calore a letto fluido autopulente, sviluppato per funzionare fino a zero incrostazioni, qualsiasi tipo di deposito di incrostazione può essere efficacemente gestito, sia duro che morbido, originato da meccanismi di incrostazione biologica, di cristallizzazione, chimica o particolata, o una combinazione di questi. Può essere applicato per un'ampia varietà di fluidi che vanno dalle soluzioni acquose, agli oli e ai fanghi.

Il principio di funzionamento dello scambiatore di calore a letto fluido autopulente si basa sulla circolazione delle particelle di pulizia attraverso i tubi di uno scambiatore di calore a fascio tubiero verticale. Le particelle vengono fluidificate dal flusso ascendente del liquido, dove creano un lieve effetto abrasivo sulla parete dei tubi dello scambiatore di calore, rimuovendo così qualsiasi deposito in una fase iniziale della formazione di incrostazioni. Dopo il fascio tubiero le particelle si staccano dal liquido nel separatore e vengono riportate nel canale di ingresso attraverso un downcomer esterno, e il ciclo viene ripetuto. A seconda del tipo di liquido viene utilizzato un setaccio, un ciclone o un separatore a gravità.

Il movimento casuale delle particelle dà:

  • un impatto con la parete del tubo, rimuovendo lo strato di incrostazione
  • una rottura dello strato limite, aumentando il trasferimento di calore
  • un effetto di assottigliamento del taglio, riducendo la viscosità

Per controllare la frazione volumetrica delle particelle nei tubi, una parte del flusso di ingresso allo scambiatore di calore viene utilizzata per spingere le particelle di pulizia dal downcomer nel canale di ingresso dello scambiatore di calore. Le particelle detergenti utilizzate nel sistema sono costituite da filo metallico tagliato, ceramica o vetro con diametri variabili da 1,5 a 4 mm. La tecnologia può essere applicata a scambiatori di calore di nuova costruzione così come per il rinnovamento di scambiatori di calore esistenti in una configurazione autopulente. Oltre ad applicare la configurazione a letto fluido autopulente per riscaldatori e raffreddatori a fascio tubiero regolari, lo scambiatore di calore a letto fluido può essere utilizzato anche come evaporatore a circolazione forzata o cristallizzatore. L'evaporatore a circolazione forzata o il cristallizzatore con scambiatore di calore a letto fluido può essere implementato in quasi tutti i tipi di configurazione di evaporazione come MVR, termocompressori o treni di evaporatori a più effetti

Immagine: testata inferiore e canale di ingresso e Dowcomer collegati al canale di ingresso