Permutador de calor elétrico

Um permutador de calor elétrico para meios desempenha um papel central nos processos industriais em que as substâncias gasosas ou líquidas têm de ser levadas a uma temperatura definida. Estas podem ser gás natural, biogás, hidrogénio, gás de processo, GNL, nitrogénio, ar, água ou misturas de glicol. A utilização de tais permutadores de calor eléctricos é particularmente importante nas indústrias química, petroquímica e de polímeros, na extração de gás natural, no processamento de alimentos, na construção naval e em aplicações marítimas e industriais.

Através da troca de calor direcionada, os meios podem não só ser aquecidos de forma eficiente, mas também sobreaquecidos para garantir um controlo ótimo do processo. Dependendo da aplicação, o permutador de calor elétrico pode ser concebido como um sistema aquecido eletricamente , um modelo acionado por vapor ou uma solução apoiada por recuperação de calor. O controlo preciso da temperatura garante condições consistentes, o que aumenta significativamente a eficiência energética e a fiabilidade do processo.

Particularmente em aplicações sensíveis, como o aquecimento de gás para redução de pressão ou aquecedores de líquidos para circuitos de arrefecimento e aquecimento industriais, os permutadores de calor eléctricos têm de cumprir os mais elevados requisitos técnicos. Os materiais, a resistência à temperatura e os sistemas de controlo são adaptados com precisão aos respectivos parâmetros de funcionamento para garantir a máxima eficiência e durabilidade.

1 Indústria química

1.1 Pré-aquecimento de meios de processamento

• Aquecimento de produtos químicos agressivos (por exemplo, ácidos, álcalis) antes de uma reação
• Controlo da temperatura para processos químicos sensíveis
• Redução de problemas de viscosidade através do pré-aquecimento

1.2 Aquecimento de solventes

• Evitar a condensação ou solidificação
• Controlo uniforme da temperatura durante os processos de extração
• Assegurar a fluidez a baixas temperaturas ambiente

1.3 Aquecimento para reacções de polimerização

• Gerar a temperatura inicial ideal para as reacções
• Prevenção de reacções secundárias indesejáveis através de um aquecimento uniforme
• Fornecimento de calor com eficiência energética na produção de plásticos

2. indústria do petróleo e do gás

2.1 Pré-aquecimento de petróleo pesado e petróleo bruto

• Redução da viscosidade para uma melhor capacidade de bombagem
• Evitar a precipitação de parafina e cera a baixas temperaturas
• Preparação para o processamento posterior nas refinarias

2.2 Pré-aquecimento de gás em sistemas de alta pressão

• Prevenção da condensação durante a expansão do gás (por exemplo, em estações redutoras de pressão)
• Prevenção de efeitos de formação de gelo em válvulas e linhas de controlo
• Aquecimento eficiente antes dos processos de liquefação ou gaseificação de gás

2.3 Aquecimento de óleos lubrificantes e hidráulicos

• Garantir propriedades de fluxo óptimas para as máquinas
• Redução do desgaste de bombas e tubagens
• Utilização em sistemas offshore e de tubagens para um funcionamento seguro

3. Centrais eléctricas e produção de energia

3.1 Pré-aquecimento de água de alimentação para caldeiras de vapor

• Aumento da eficiência dos processos das centrais eléctricas
• Redução das tensões térmicas nos sistemas de caldeiras
• Otimização da produção de vapor através de condições mais constantes

3.2 Aquecedores electrotérmicos para aplicações de emergência

• Fornecimento de calor em situações sem combustíveis fósseis
• Utilização em regiões onde a água é escassa e o aquecimento a vapor não é possível
• Utilização como sistema de reserva para a produção de calor em centrais eléctricas

4. Indústria alimentar e de bebidas

4.1 Aquecimento de líquidos em processos de produção

• Aquecimento de leite, sumos de fruta ou alimentos líquidos
• Garantir processos higiénicos através de um controlo de temperatura orientado
• Aquecimento energeticamente eficiente sem utilização direta de vapor

4.2 Derreter gorduras, óleos e chocolate

• Prevenção da cristalização durante o transporte ou armazenamento
• Garantia de temperaturas de processamento homogéneas
• Utilização na produção de produtos de confeitaria e na indústria de panificação

4.3 Aquecimento da água de processo

• Utilização em sistemas CIP (cleaning in place) para limpeza higiénica
• Fornecimento de água quente para processos de pasteurização
• Controlo da temperatura em fábricas de cerveja e de lacticínios

5. farmacêutica e biotecnologia

5.1 Aquecimento de meios de reação em bioreactores

• Controlo da temperatura para culturas celulares e fermentações
• Garantir condições óptimas para os processos biotecnológicos
• Prevenção da sensibilidade ao frio em substâncias biológicas

5.2 Aquecimento da água para fins de esterilização

• Aquecimento direto de água ultrapura para produção farmacêutica
• Fornecimento de água quente para autoclaves e sistemas de limpeza
• Utilização na produção de vacinas e em aplicações laboratoriais

6 Indústria marítima e de navegação

6.1 Aquecimento de fuelóleo pesado para motores de navios

• Redução da viscosidade para uma combustão homogénea
• Prevenção de depósitos e desgaste nos bicos de injeção
• Utilização em navios porta-contentores, cargueiros e petroleiros

6.2 Sistemas de aquecimento para água de lastro

• Proteção contra a formação de gelo em zonas de clima frio
• Evitar a contaminação biológica através da adaptação da temperatura
• Melhoria da qualidade da água para o transporte de longa distância

7 Hidrogénio e tecnologias energéticas alternativas

7.1 Pré-aquecimento do hidrogénio gasoso para células de combustível

• Aumento da eficiência das células de combustível através de um aquecimento controlado
• Evitar as flutuações de pressão causadas pelo frio
• Utilização em veículos, instalações industriais e sistemas de armazenamento de energia

7.2 Suporte térmico para sistemas power-to-gas

• Aquecimento de metano ou gases de síntese para processos de conversão
• Utilização em instalações de eletrólise para produção de hidrogénio
• Melhoria da eficiência através da recuperação de calor

Os permutadores de calor eléctricos são indispensáveis em numerosas indústrias que trabalham com a filtragem e o pré-aquecimento do gás natural e de outros gases técnicos. São frequentemente utilizados na indústria da energia e do gás, em particular, onde o controlo da pressão e da temperatura é de importância central. O aquecimento do gás antes do processamento posterior protege os sistemas sensíveis e optimiza a eficiência de todo o processo.

As indústrias química e petroquímica também confiam nos permutadores de calor eléctricos para garantir a estabilidade e a fiabilidade dos seus sistemas de alta pressão. Isto assegura que os gases são introduzidos nas reacções e outros processos em condições óptimas sem causar arrefecimento indesejado e perda de eficiência.

A THIELMANN ENERGIETECHNIK GmbH fabrica permutadores de calor eléctricos que são concebidos para satisfazer os requisitos especiais destas indústrias exigentes. Graças ao seu design robusto e ao controlo preciso da temperatura, os nossos permutadores de calor eléctricos oferecem uma solução duradoura e segura para as empresas que dependem de um pré-aquecimento fiável do gás.

Os permutadores de calor eléctricos são concebidos e fabricados de acordo com regulamentos e certificações específicos, de modo a satisfazer os requisitos dos mercados internacionais. Estes incluem ASME (com ou sem U-Stamp), EN 13445 para o mercado europeu, SVTI para a Suíça, AS1210 para a Austrália e PD5500. Esta variedade permite que os pré-aquecedores sejam utilizados numa vasta gama de regiões e indústrias com especificações normalizadas específicas.

Um fator decisivo no planeamento é a aceitação e testes personalizados por empresas e instituições de renome como a BASF, OGE, Gascade, Sasol, INGL, ERI, Dolphin, Saudi Aramco, Gasco, MAN, Jenbacher, MAPNA, Siemens, DONG e TEMA. Isto assegura que os permutadores de calor eléctricos podem suportar as exigentes condições de funcionamento nas respectivas aplicações.

Dependendo da aplicação, os permutadores de calor eléctricos também são adequados para aplicações de gás ácido, de acordo com a NACE, para garantir a resistência química em ambientes corrosivos. Também podem ser concebidos para funcionamento a baixa temperatura até -50 °C, para que mesmo condições de funcionamento extremas possam ser controladas de forma fiável.

A especificação técnica também inclui uma pressão de projeto até 300 bar e uma temperatura de projeto até 250 °C, abrangendo uma vasta gama de aplicações industriais. Além disso, uma disposição de bocal personalizada permite uma integração óptima dos permutadores de calor eléctricos nos sistemas de processo existentes.

A escolha dos materiais para os permutadores de calor eléctricos depende dos requisitos específicos da respectiva aplicação e das condições de funcionamento. Uma grande variedade de materiais permite uma adaptação óptima à pressão, temperatura e meio.

Os permutadores de calor eléctricos podem ser fabricados em aço-carbono, aço inoxidável ou numa combinação de ambos os materiais. O aço-carbono caracteriza-se por uma elevada resistência mecânica e economia e é preferido em aplicações com temperaturas moderadas e meios não corrosivos. O aço inoxidável , por outro lado, oferece uma excelente resistência à corrosão e às influências químicas e é particularmente adequado para meios agressivos ou ambientes com elevados requisitos de pureza.

Através da combinação específica de ambos os materiais, as vantagens do aço-carbono e do aço inoxidável podem ser reunidas num sistema de pré-aquecimento para alcançar um equilíbrio ótimo entre estabilidade mecânica, proteção contra a corrosão e custos. Os materiais são sempre selecionados em estreita coordenação com os requisitos operacionais e as normas aplicáveis para garantir a máxima eficiência e durabilidade.