waste heat recovery - Industrial purification heat recovery

Welche Formen der industriellen Abwärmenutzung gibt es?

Zu den Formen der industriellen Abgaswärmerückgewinnung gehören:

Wärmetauscherrückgewinnung: Verwendung von Wärmetauschern (z. B. Platten-, Rohr- oder Rippenwärmetauscher) zur Übertragung von Wärme aus Abgasen auf eine kalte Flüssigkeit (z. B. Wasser oder Luft) zum Erhitzen von Prozessmedien oder zur Dampferzeugung.
Dampfgenerator: Nutzung von Abwärme zum Antrieb eines Dampfgenerators, der Dampf für industrielle Prozesse oder zum Heizen erzeugt.
Heatpipe-Technologie: Einsatz von Heatpipe-Wärmetauschern zur effizienten Rückgewinnung von Abwärme, häufig verwendet für die Mittel- und Niedertemperatur-Wärmerückgewinnung.
Organischer Rankine-Zyklus (ORC): Nutzung der Abwärme zum Antrieb einer ORC-Anlage, Umwandlung von Wärme in Strom, geeignet für Mittel- und Niedertemperaturwärme.
Wärmepumpensysteme: Aufbereitung minderwertiger Abwärme auf höhere Temperaturen mittels Wärmepumpen für Heiz- oder Prozesszwecke.
Direkte Nutzung: Direkte Nutzung von Abwärme zur Vorwärmung von Rohstoffen, Luft oder Brennstoffen, beispielsweise zur Verbrennungsluftvorwärmung oder Materialtrocknung.
Kraft-Wärme-Kopplung (KWK): Integration von Abwärme sowohl zur Stromerzeugung als auch zum Heizen, um die Gesamtenergieeffizienz zu verbessern.
Wärmespeicherrückgewinnung: Speicherung von Abwärme in Wärmespeichermaterialien (z. B. Keramik oder Metallen) zur späteren Verwendung.

Abwärmerückgewinnungssysteme für Industrietrockner

Waste heat recovery systems for industrial dryers capture and reuse thermal energy from hot exhaust gases or air streams to improve energy efficiency, reduce operating costs, and lower emissions. These systems are valuable for energy-intensive drying processes in industries like chemical, food, ceramics, and textiles. Below, I outline key technologies, benefits, and U.S.-based suppliers with contact information.

Key Technologies for Waste Heat Recovery in Industrial Dryers
Industrial dryers produce hot, moist exhaust air containing sensible and latent heat. Recovery systems extract this heat for reuse. Common technologies include:

Air-to-Air Heat Exchangers:
Transfer heat from hot exhaust air to incoming fresh air via plate or rotary heat exchangers. Polymer air preheaters resist corrosion and fouling.
Applications: Preheating dryer inlet air, reducing fuel consumption by up to 20%.
Advantages: Simple, cost-effective, low maintenance.
Air-to-Liquid Heat Exchangers:
Capture heat from exhaust to warm liquids for process heating or facility HVAC.
Applications: Heating process water in food processing plants.
Advantages: Versatile heat reuse.
Heat Pumps:
Upgrade low-temperature waste heat to higher temperatures for reuse.
Applications: Lifting heat for dryer air preheating in chemical or dairy industries.
Advantages: High efficiency for low-temperature sources.
Direct Contact Heat Exchangers:
Hot exhaust gases directly contact a liquid to transfer heat, often cleaning flue gas contaminants.
Applications: Recovering heat from kilns, ovens, or dryers.
Advantages: Cleans exhaust while recovering heat.
Waste Heat Boilers:
Convert high-temperature exhaust into steam for process use or power generation.
Applications: High-temperature dryers in ceramics or minerals processing.
Advantages: Generates steam or electricity.
Benefits of Waste Heat Recovery for Dryers
Energy Savings: Efficiency improvements of up to 20%.
CO2 Reduction: Every 1% efficiency gain cuts CO2 emissions by 1%.
Cost Reduction: Payback periods from months to 3 years.
Environmental Compliance: Reduces emissions and waste heat release.
Process Optimization: Stable temperatures enhance product quality.
Challenges and Solutions
Fouling and Corrosion: Polymer heat exchangers or in-line cleaning systems mitigate issues.
Heat Sink Availability: Requires nearby heat use for economical integration.
System Design: Custom engineering ensures compatibility.

Industrial heat recovery box, waste gas and heat recovery, gas to gas heat exchanger

Industrielle Wärmerückgewinnungsbox, Abgas- und Wärmerückgewinnung, Gas-Gas-Wärmetauscher

Die industrielle Wärmerückgewinnungsbox ist ein kompaktes und effizientes System zur Wärmerückgewinnung aus Abgasströmen in verschiedenen industriellen Anwendungen. Sie nutzt einen Gas-Gas-Wärmetauscher, um Wärmeenergie aus heißen Abgasen auf einströmende Frischluft zu übertragen, ohne die beiden Luftströme zu vermischen. Dieser Prozess verbessert die Energieeffizienz deutlich, da der Bedarf an zusätzlicher Heizung reduziert wird, was zu niedrigeren Betriebskosten und einer geringeren Umweltbelastung führt.

Das System besteht aus langlebigen Materialien wie Aluminium oder Edelstahl und hält hohen Temperaturen und korrosiven Umgebungen stand. Der interne Wärmetauscher, häufig aus Aluminiumfolie oder -platten, sorgt für eine hohe Wärmeleitfähigkeit und effiziente Wärmeübertragung. Die Konstruktion verhindert Kreuzkontamination zwischen verschmutzter Abluft und sauberer Zuluft und eignet sich daher für Branchen wie die Lebensmittelverarbeitung, Tabakindustrie, Druckerei, Chemie und Schlammbehandlung.

Diese energiesparende Lösung nutzt nicht nur Abwärme, sondern trägt auch zur Verbesserung der Raumluftqualität und zur Aufrechterhaltung stabiler Produktionsumgebungen bei. Die einfach zu installierende und zu wartende industrielle Wärmerückgewinnungsbox ist eine intelligente Wahl für Fabriken, die Nachhaltigkeit steigern und Energiesparvorschriften einhalten möchten.

Industrielle Wärmerückgewinnungsbox, Abgas- und Wärmerückgewinnung, Gas-Gas-Wärmetauscher

System zur Rückgewinnung und Wiederverwendung von Ofenabwärme – Schema eines gasförmigen Kreuzstromwärmetauschers aus Edelstahl

The kiln waste heat recovery and reuse system aims to fully utilize the high-temperature heat in the kiln exhaust gas, and achieve a win-win situation of energy conservation and environmental protection through gas stainless steel cross flow heat exchangers. The core of this solution lies in the use of a stainless steel cross flow heat exchanger, which efficiently exchanges heat between high-temperature exhaust gas and cold air, generating hot air that can be reused.

Working principle: The exhaust gas and cold air flow in a cross flow manner inside the heat exchanger and transfer heat through the stainless steel plate wall. After releasing heat from exhaust gas, it is discharged. Cold air absorbs the heat and heats up into hot air, which is suitable for scenarios such as assisting combustion, preheating materials, or heating.

Vorteile:

Efficient heat transfer: The cross flow design ensures a heat transfer efficiency of 60% -80%.
Strong durability: Stainless steel material is resistant to high temperatures and corrosion, and can adapt to complex exhaust environments.
Flexible application: Hot air can be directly fed back to the kiln or used for other processes, with significant energy savings.
System process: Kiln exhaust gas → Pre treatment (such as dust removal) → Stainless steel heat exchanger → Hot air output → Secondary utilization.

This solution is simple and reliable, with a short investment return cycle, making it an ideal choice for kiln waste heat recovery, helping enterprises reduce energy consumption and improve efficiency.

Exhaust gas heat exchanger for heat pump drying

Abwärmerückgewinnung aus Spritzlackierabgasen

Sprühbeschichtung ist ein Oberflächenbehandlungsverfahren, bei dem Kunststoffpulver auf Teile gesprüht wird. Es wird in verschiedenen Bereichen wie der Automobilindustrie, der Elektronikindustrie, der Möbel- und Haushaltsgeräteindustrie, der Bauindustrie, dem Maschinenbau und öffentlichen Einrichtungen eingesetzt. Der Plattenwärmetauscher zur Abwärmerückgewinnung für Sprühbeschichtungsabgase ist ein Energierückgewinnungsgerät, das die beim Hochtemperatur-Backprozess der Sprühbeschichtung entstehende Wärmeenergie zurückgewinnen und nutzen kann.

Funktionsprinzip:
Der Plattenwärmetauscher zur Abwärmerückgewinnung aus Spritzbeschichtungsabgasen überträgt die Wärme des trockenen Abgases auf andere Medien wie Frischluft oder Wasser, um Energierückgewinnung und -nutzung zu erreichen. Das Gerät besteht aus einer Reihe parallel angeordneter Metallplatten, und das Gas von Wärmequelle und Kältequelle strömt zwischen den Platten hindurch, wodurch die Wärmeübertragung durch Wärmeleitung und konvektive Wärmeübertragung der Metallplatten erreicht wird.
Anwendungsgebiete:
Lackierte Plattenwärmetauscher zur Abgaswärmerückgewinnung werden häufig in Branchen eingesetzt, die große Mengen an Wärmeenergie benötigen, wie beispielsweise in der Metallurgie, der chemischen Industrie, der Baustoff-, Maschinenbau- und Elektrizitätsindustrie usw. In diesen Branchen sind die Abgase und Rauchgase verschiedener Schmelzöfen, Heizöfen, Verbrennungsmotoren und Kessel sowie die Restwärme des Rauchgases aus Industrieöfen die Hauptziele der Abwärmerückgewinnung.
Produktvorteile:
Effiziente Wärmeübertragung: Der Plattenwärmetauscher zur Gasabwärmerückgewinnung verfügt über ein effizientes Plattendesign mit einem hohen Gesamtwärmeübertragungsfilmkoeffizienten, der Wärme schnell und effektiv übertragen kann.
Kompakte Struktur: Das Gerät benötigt nur wenig Platz, ist leicht und verfügt über eine große Wärmeaustauschfläche pro Volumeneinheit, sodass es sich für Situationen mit begrenztem Platz eignet.
Sicher und zuverlässig: Das Gerät ist vollständig verschweißt und der Herstellungsprozess folgt strikt den Unternehmensstandards. Mehrere Druckprüfverfahren stellen sicher, dass das Gerät lange Zeit ohne Leckagen verwendet werden kann.
Energieeinsparung und Umweltschutz: Durch die Nutzung des Wärmeaustauschs zur Abkühlung des Abwärmerauchgases erreicht das Wärmerückgewinnungssystem das Ziel der Energieeinsparung, verbessert die Wirtschaftlichkeit des Unternehmens und senkt die Betriebskosten.
Angelegenheiten, die Aufmerksamkeit erfordern:
Bei der Auswahl und Verwendung von Plattenwärmetauschern zur Abgaswärmerückgewinnung beim Sprühbeschichten ist es notwendig, diese entsprechend den spezifischen Parametern und Anforderungen des Sprühbeschichtungsprozesses zu konstruieren und zu installieren. Es ist wichtig sicherzustellen, dass die Auswahl des Wärmetauschers angemessen ist, das Material hitzebeständig ist und geeignete Kontrollmaßnahmen getroffen werden, um die Stabilität und Sicherheit des Wärmeaustauschprozesses zu gewährleisten.

Trocknungs-Abwärmerückgewinnung

Das Wärmerückgewinnungssystem für die Trocknung mit Wärmepumpe kann zum Trocknen von Lebensmitteln, medizinischen Materialien, Tabak, Holz und Schlamm eingesetzt werden. Es zeichnet sich durch eine gute Trocknungsqualität und einen hohen Automatisierungsgrad aus und ist das beste und bevorzugte Produkt für Energieeinsparung, Umweltfreundlichkeit und Umweltschutz in der modernen Trocknungsindustrie.

Das Gerät nutzt das umgekehrte Carnot-Prinzip und eine effiziente Wärmerückgewinnungstechnologie. Während des gesamten Trocknungs- und Entfeuchtungsprozesses ist die feuchte Luft im Trockenraum über einen Rückluftkanal mit dem Hauptgerät verbunden. Die fühlbare und latente Wärme der feuchten Luft wird mithilfe eines Wärmerückgewinnungsgeräts mit fühlbarer Wärmeplatte zur Wärmerückgewinnung und -wiederverwendung zurückgewonnen, wodurch die Leistung des Hauptgeräts, die Trocknungsgeschwindigkeit und die Materialqualität erheblich verbessert werden.

Berechnungsmethode zur Abwärmerückgewinnung aus Abgasen

Es gibt zwei Hauptansätze zur Berechnung des Potenzials für die Abwärmerückgewinnung aus Abgasen:

1. Thermodynamischer Ansatz:

This method uses the principles of thermodynamics to determine the theoretical maximum amount of heat that can be recovered. Here's what you need to consider:

Massenstrom (ṁ) of the exhaust gas (kg/s) - This can be obtained from engine specifications or measured with a flow meter.

Spezifische Wärmekapazität (Cp) of the exhaust gas (kJ/kg⋅K) - This value varies with temperature and needs to be obtained from tables or thermodynamic software for the specific gas composition of your exhaust.

Einlasstemperatur (T_in) of the exhaust gas (°C) - Measured with a temperature sensor.

Auslasstemperatur (T_out) of the exhaust gas after heat recovery (°C) - This is the desired temperature after heat is removed for your chosen application (e.g., preheating combustion air, generating hot water).

Wärmerückgewinnungspotenzial (Q) lässt sich nach folgender Formel berechnen:

Q = ṁ * Cp * (T_in – T_out)

2. Vereinfachter Ansatz:

Diese Methode ermöglicht eine grobe Schätzung und ist für erste Einschätzungen einfacher anzuwenden. Dabei wird davon ausgegangen, dass ein bestimmter Prozentsatz der Abgasenergie zurückgewonnen werden kann. Dieser Prozentsatz kann je nach Motortyp, Betriebsbedingungen und der gewählten Wärmetauschereffizienz variieren.

Geschätzte Wärmerückgewinnung (Q) lässt sich berechnen mit:

Q = Energieinhalt des Abgases * Rückgewinnungsfaktor

Energiegehalt des Abgases kann geschätzt werden durch:

Abgasenergiegehalt = Massenstrom * Unterer Heizwert (LHV) des Kraftstoffs

Unterer Heizwert (LHV) ist die Wärmemenge, die bei der Verbrennung freigesetzt wird, wenn der gebildete Wasserdampf kondensiert (erhältlich aus den Kraftstoffspezifikationen).

Erholungsfaktor ist ein Prozentsatz, der typischerweise zwischen 20% und 50% liegt, abhängig vom Motortyp, den Betriebsbedingungen und der gewählten Wärmetauschereffizienz.

Wichtige Notizen:

Diese Berechnungen liefern theoretische oder geschätzte Werte. Die tatsächliche Wärmerückgewinnung kann aufgrund von Faktoren wie Ineffizienz des Wärmetauschers und Rohrleitungsverlusten geringer ausfallen.

Die gewählte Auslasstemperatur (T_out) im thermodynamischen Ansatz muss basierend auf der Anwendung und den Einschränkungen des Wärmetauschers realistisch sein.

Beim Umgang mit heißen Abgasen sind Sicherheitsaspekte von entscheidender Bedeutung. Wenden Sie sich bei der Planung und Implementierung eines Abwärmerückgewinnungssystems immer an einen qualifizierten Ingenieur.

Zusätzliche zu berücksichtigende Faktoren:

Kondensation: Sinkt die Abgastemperatur unter den Taupunkt, kondensiert Wasserdampf. Dadurch kann zusätzliche latente Wärme freigesetzt werden, es ist jedoch ein ordnungsgemäßes Kondensatmanagement erforderlich.

Verschmutzung: Abgase können Verunreinigungen enthalten, die die Oberflächen des Wärmetauschers verunreinigen und so den Wirkungsgrad verringern können. Eine regelmäßige Reinigung oder die Auswahl geeigneter Materialien kann erforderlich sein.

Durch das Verständnis dieser Methoden und Faktoren können Sie das Potenzial für die Abwärmerückgewinnung aus Abgasen berechnen und deren Machbarkeit für Ihre spezifische Anwendung beurteilen.

Wärmetauscher zur Abwärmerückgewinnung der Grubenlüftung

Wärmerückgewinnungswärmetauscher für die Abwärme der Grubenlüftung sind Geräte zur Rückgewinnung und Nutzung der Abwärme, die in den Lüftungssystemen von Gruben entsteht. Im Untertagebergbau entsteht beim Belüftungsprozess eine erhebliche Menge Wärme, die meist als Abfall in die Atmosphäre abgegeben wird.

Der Zweck eines Abwärmerückgewinnungswärmetauschers besteht darin, die Wärme aus der Grubenlüftungsluft zu erfassen und zur weiteren Nutzung auf ein anderes Medium, beispielsweise Wasser oder Luft, zu übertragen. Der Wärmetauscher wird typischerweise in der Lüftungsanlage installiert, wo die heiße Lüftungsluft durch ihn hindurchströmt und ihre Wärme an das Sekundärmedium überträgt.

Der Wärmeübertragungsprozess im Wärmetauscher ermöglicht eine Abkühlung der Ventilationsluft bei gleichzeitiger Erwärmung des Sekundärmediums. Das erwärmte Sekundärmedium kann dann für verschiedene Anwendungen genutzt werden, beispielsweise zur Raumheizung, Warmwasserbereitung oder sogar zur Stromerzeugung.

Durch den Einsatz von Abwärmerückgewinnungswärmetauschern in Grubenlüftungssystemen kann die sonst verschwendete Wärmeenergie effektiv zurückgewonnen und genutzt werden, was zu Energieeinsparungen und einer verbesserten Gesamtenergieeffizienz des Bergbaubetriebs führt. Dieser Ansatz reduziert nicht nur den Energieverbrauch, sondern trägt auch zu einer nachhaltigeren und umweltfreundlicheren Bergbauindustrie bei.

Wärmerückgewinnung aus der industriellen Reinigung

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