カテゴリーアーカイブ 乾燥熱回収

産業用熱回収アプリケーション:魚介類の乾燥からの余熱の利用

1. 水産物乾燥廃熱の発生源と特性

魚介類(エビ、魚介類など)は、通常、熱風乾燥機を用いて乾燥されます。熱源としては、主に石炭火力、ガス火力ボイラー、または電気加熱システムが用いられます。乾燥工程では、大量の高温高湿の排気ガス(排ガス)が発生します。排気ガスの温度は通常50~100℃で、顕熱と潜熱を多く含みます。

顕熱: 高温の排気ガス自体に含まれる熱。

潜熱:排気ガス中の水蒸気の凝縮によって発生する熱。魚介類は水分含有量が高いため、潜熱の割合は特に重要です。

排気ガスの特性: 湿度が高く (多量の水蒸気を含む)、塩分や有機物が含まれている可能性があり、機器の腐食や熱交換器の表面にスケールが蓄積する可能性があります。

これらの排気ガスが直接排出されると、熱エネルギーが無駄になるだけでなく、熱汚染や湿潤汚染も増加し、環境に影響を与えます。

2. BXBプレート式熱交換器の特徴

BXBプレート式熱交換器は、産業廃熱回収に広く使用されている高効率でコンパクトな熱交換装置で、特に高温・高湿度の排ガス処理に適しています。主な特長は以下のとおりです。

高効率熱交換:プレート構造により広い熱交換面積が確保され、最大60〜80%の回収率で高い熱伝達効率を実現します。

コンパクトな設計: シェルアンドチューブ型熱交換器に比べて設置面積が小さいため、スペースが限られた乾燥装置に適しています。

耐腐食性: 魚介類乾燥排気ガス中の塩分や有機化合物による腐食に耐えるために、ステンレス鋼またはチタン合金板を選択できます。

メンテナンスが簡単: 取り外し可能な設計により、排気ガス中のスケールや堆積物を除去するための清掃が容易になります。

低圧力降下: 最小限の流体抵抗によりシステムのエネルギー消費が削減されます。

3. BXBプレート式熱交換器の魚介類および水産物の乾燥への応用

(1)システム設計

プロセスフロー:

排気ガス収集:乾燥装置から排出される高温高湿の排気ガス(50~100℃)は、パイプを通ってBXBプレート熱交換器の高温側入口に送られます。

熱伝達: 排気ガス中の顕熱と潜熱は、熱交換プレートを介して冷側媒体 (通常は冷気または冷却水) に伝達されます。

熱利用:

入気の予熱: 回収された熱は乾燥室への入気を予熱するために使用され、ヒーターのエネルギー消費を削減します。

温水製造: 熱を水に伝達して、機器の洗浄や施設の暖房用の温水を生成します。

除湿の最適化: 冷却後、排気ガスの湿度が低下し、除湿システムの効率が向上します。

排気ガス排出:冷却された排気ガス(温度が40~50℃に低下)は、排出前に除湿システムでさらに処理され、熱による汚染を軽減します。

機器構成:

熱交換器のタイプ: BXB プレート熱交換器が選択され、塩分腐食を防ぐためにステンレス鋼 316L またはチタン合金プレートが推奨されます。

プレート設計: 波型プレートは乱流を増強し、熱伝達効率を高め、スケールの発生を減らすために使用されます。

補助システム: 排気ガス濾過装置(塵埃や有機化合物を除去)と自動洗浄システムを装備し、熱交換器の寿命を延ばします。

(2)動作原理

排気ガスからの熱は、プレート式熱交換器の金属プレートを介して低温側媒体に伝達されます。プレート間の狭い流路により、熱伝達効率が向上します。

熱交換の過程で高温多湿の排気ガス中の水蒸気の一部が凝縮し、潜熱を放出することで熱回収効率がさらに向上します。

冷側媒体(空気や水など)は熱を吸収して温度を上昇させ、乾燥の予熱やその他のプロセス要件に直接使用できます。

(3)応用シナリオ

入気の予熱: 排気ガスの熱を回収して乾燥室の新鮮な入気を加熱することで、熱源の消費を削減します。

給湯:回収した熱を利用して40~60℃の温水を生成し、水産加工機器の洗浄や工業用の温水を供給します。

除湿の最適化: 冷却と結露により排気ガスの湿度を下げることで、除湿効率が向上し、乾燥性能が向上します。

4. 利益分析

省エネと排出量削減:BXBプレート式熱交換器は、50~80%の排ガス熱を回収し、乾燥エネルギー消費量を20~40%削減し、燃料消費量とCO2排出量を削減します。例えば、60%の残留熱を回収することで、水産物加工1トンあたりのエネルギーコストを大幅に削減できます。

経済的メリット: 燃料と電気の消費量を削減することで、設備投資は通常 1 ~ 2 年以内にコストを回収できます。

環境上の利点: 排気ガスの温度と湿度を下げることで、熱と湿気による汚染が軽減され、環境保護の要件を満たします。

製品の品質: 安定した乾燥温度を維持することで過熱や過度の湿気を防ぎ、魚介類の乾燥品質を高めます。

 

翻訳者 DeepL.com (無料版)

ガス-ガスプレート熱交換器とは何ですか?

ガス-ガスプレート熱交換器とは何ですか?

Gas-Gas Plate Heat Exchanger

ガス-ガスプレート熱交換器

ガス-ガスプレート式熱交換器は、高温の排気ガスから熱を回収し、流入する冷気やその他のガス流に熱を伝える高効率熱伝達装置です。従来の熱交換器とは異なり、コンパクトなプレート構造により伝熱面積が最大化され、60%~80%の熱効率を実現します。この熱交換器は、薄い波形金属プレート(通常はステンレス鋼)で構成されており、高温ガスと低温ガスにそれぞれ独立した流路を形成することで、ガス流を混合することなく熱をプレートに通過させます。

この技術は、ハードウェア部品の超音波洗浄機の乾燥システムなど、大量の廃熱が発生する産業プロセスに特に適しています。ガス-ガスプレート熱交換器は、この廃熱を回収して再利用することで、加熱プロセスに必要なエネルギーを削減し、運用コストと二酸化炭素排出量を削減します。

工業用乾燥機向け廃熱回収システム

産業用乾燥機向け廃熱回収システムは、高温の排気ガスや気流から熱エネルギーを回収・再利用することで、エネルギー効率の向上、運用コストの削減、排出量の削減を実現します。これらのシステムは、化学、食品、セラミック、繊維などの産業におけるエネルギー集約型の乾燥プロセスに有用です。以下では、主要な技術、メリット、そして米国に拠点を置くサプライヤーと連絡先について概説します。

工業用乾燥機における廃熱回収の主要技術
工業用乾燥機は、顕熱と潜熱を含む高温多湿の排気ガスを排出します。回収システムはこの熱を回収し、再利用します。一般的な技術には以下のものがあります。

空気対空気熱交換器:
プレート式熱交換器またはロータリー式熱交換器を介して、高温の排気から流入する新鮮な空気へ熱を伝えます。ポリマー製空気予熱器は、腐食や汚れに強いです。
用途: 乾燥機の吸入空気を予熱し、燃料消費量を最大 20% 削減します。
利点: シンプル、コスト効率が高く、メンテナンスが容易。
空気対液体熱交換器:
排気からの熱を捕捉して液体を温め、プロセス加熱や施設 HVAC に使用します。
用途: 食品加工工場における処理水の加熱。
利点: 多目的な熱再利用。
ヒートポンプ:
低温の廃熱を高温に昇温して再利用します。
用途: 化学業界や乳製品業界での乾燥機の空気予熱用の熱上昇。
利点: 低温源に対して高い効率。
直接接触熱交換器:
高温の排気ガスは液体と直接接触して熱を伝達し、多くの場合、排気ガスの汚染物質を除去します。
用途: 窯、オーブン、乾燥機からの熱回収。
利点: 熱を回収しながら排気を浄化します。
廃熱ボイラー:
高温の排気ガスをプロセス使用または発電用の蒸気に変換します。
用途: セラミックまたは鉱物処理における高温乾燥機。
利点: 蒸気または電気を生成します。
乾燥機における廃熱回収のメリット
エネルギー節約: 最大 20% の効率向上。
CO2 削減: 効率が 1% 向上するごとに、CO2 排出量が 1% 削減されます。
コスト削減: 回収期間は数か月から 3 年。
環境コンプライアンス: 排出量と廃熱の放出を削減します。
プロセスの最適化: 安定した温度により製品の品質が向上します。
課題と解決策
汚れと腐食: ポリマー熱交換器またはインライン洗浄システムにより問題が軽減されます。
ヒートシンクの可用性: 経済的な統合のためには、近くで熱を利用する必要があります。
システム設計: カスタム エンジニアリングにより互換性が確保されます。

スプレー乾燥熱回収における空気対空気熱交換器の仕組み

スプレー乾燥熱回収空気対空気熱交換器 乾燥室から排出される高温多湿の排気から廃熱を回収し、それを新鮮な(しかしより冷たい)空気に伝達します。これにより、乾燥工程のエネルギー需要が大幅に削減されます。

仕組み:

  1. 排気収集:

    • 噴霧乾燥後、高温の排気(多くの場合 80~120°C)には熱と水蒸気の両方が含まれます。

    • この空気はチャンバーから引き出され、熱交換器に送られます。

  2. 熱交換プロセス:

    • 熱い排気は熱交換器の片側を流れます(粘着性や弱酸性の可能性があるため、耐腐食性の材料で作られていることが多いです)。

    • 同時に、冷たい周囲の空気が別のチャネル(向流または直交流設定)で反対側を流れます。

    • 熱が伝わる 交換機の壁を通して 熱い側から冷たい側へ 混ぜずに 空気が流れる。

  3. 入気の予熱:

    • 流入する新鮮な空気は、スプレードライヤーのメインヒーター(ガスバーナーまたは蒸気コイル)に入る前に予熱されます。

    • これ 必要な燃料やエネルギーを削減する 希望する乾燥温度(通常は入口で150~250℃)に達するまで。

  4. 排気後処理(オプション):

    • 熱を抽出した後、冷却器の排気は、放出またはさらに使用される前に、ほこりや湿気を除去するためにフィルタリングまたは処理することができます。

利点:

  • エネルギー節約: 設定に応じて燃料または蒸気の消費量を 10~30% 削減します。

  • 運用コストの削減: エネルギー入力が減ると光熱費も減ります。

  • 環境への影響: エネルギー効率の向上によりCO₂排出量を削減します。

  • 温度安定性: 一貫した乾燥性能を維持するのに役立ちます。

NMP熱回収における空気対空気熱交換器の仕組み

NMP 熱回収における空気対空気熱交換器は、工業プロセスからの高温の NMP を含んだ排気流と、より低温の流入新鮮空気流の間で熱エネルギーを移動させ、バッテリー製造などの産業におけるエネルギー効率を向上させます。

高温の排気(例:80~160℃)と低温の新鮮な空気は、別々のチャネルを通過するか、熱伝導面(例:プレート、チューブ、ロータリーホイール)を通過しますが、混合することはありません。高温の排気から低温の新鮮な空気への熱伝達は、顕熱伝達によって行われます。一般的な熱交換器には、プレート式熱交換器、ロータリー式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器などがあります。

NMP専用の設計では、ステンレス鋼やガラス繊維強化プラスチックなどの耐腐食性材料を使用し、NMPの腐食性に耐えます。フィン間隔を広くしたり、CIP(定置洗浄)システムを採用することで、粉塵や残留物による汚れの発生を防ぎます。また、結露の発生を抑えることで、目詰まりや腐食を防ぎます。

高温の排気は新鮮な空気に熱を伝え、新鮮な空気を予熱(例:20℃から60~80℃)することで、後続工程のエネルギー消費量を削減します。冷却された排気(例:30~50℃)は、NMP回収システム(例:凝縮または吸着)に送られ、溶媒を回収・リサイクルします。熱回収効率は設計に応じて60~95%です。

これにより、エネルギー消費量を15~301TP3トン削減し、温室効果ガス排出量を削減するとともに、排気を冷却することで溶剤回収を容易にし、NMP回収率を向上させます。汚れなどの課題は、より広い隙間、抽出可能なエレメント、または洗浄システムによって解決され、堅牢なシーリングによってクロスコンタミネーションを防止します。

電池製造工場では、プレート式熱交換器が120℃の排気を利用して新鮮な空気を20℃から90℃に予熱し、オーブンのエネルギー需要を約70%削減します。冷却された排気は、95%のNMP回収に使用されます。

木材乾燥における空気対空気熱交換器の仕組み

木材乾燥における空気対空気熱交換器は、2つの空気流を混合することなく熱を伝達し、エネルギー効率を最適化し、乾燥条件を制御します。その仕組みは以下のとおりです。

  1. 木材乾燥の目的木材乾燥(窯乾燥)では、木材のひび割れや反りなどの欠陥を生じさせることなく水分を除去するために、正確な温度と湿度の制御が必要です。熱交換器は、窯から排出される排気から熱を回収し、新鮮な空気に伝達することで、エネルギーコストを削減し、乾燥条件を一定に保ちます。
  2. コンポーネント:
    • 通常は一連の金属プレート、チューブ、またはフィンを備えた熱交換ユニット。
    • 2 つの独立した空気経路: 1 つは窯からの高温多湿の排気用、もう 1 つはより低温で新鮮な吸気用です。
    • システム内で空気を移動させるためのファンまたは送風機。
  3. 動作メカニズム:
    • 排気窯から出た高温で水分を含んだ空気(例:50~80℃)が熱交換器の片側を通過します。この空気は乾燥工程で発生した熱エネルギーを運びます。
    • 熱伝達排気からの熱は、熱交換器の薄い金属壁を通して、反対側にあるより冷たい(例えば20~30℃)新鮮な空気へと伝導されます。金属壁によって、2つの空気流が混ざることなく、効率的な熱伝達が実現されます。
    • 外気暖房: The incoming air absorbs the heat, raising its temperature before it enters the kiln. This preheated air reduces the energy needed to heat the kiln to the desired drying temperature.
    • Moisture Separation: The exhaust air, now cooler, may condense some of its moisture, which can be drained away, helping to control humidity in the kiln.
  4. Types of Heat Exchangers:
    • プレート式熱交換器: Use flat plates to separate air streams, offering high efficiency.
    • Tube Heat Exchangers: Use tubes for air flow, durable for high-temperature applications.
    • Heat Pipe Exchangers: Use sealed pipes with a working fluid to transfer heat, effective for large kilns.
  5. Benefits in Wood Drying:
    • エネルギー効率: Recovers 50–80% of heat from exhaust air, lowering fuel or electricity costs.
    • Consistent Drying: Preheated air maintains stable kiln temperatures, improving wood quality.
    • 環境への影響: Reduces energy consumption and emissions.
  6. 課題:
    • メンテナンス: Dust or resin from wood can accumulate on exchanger surfaces, requiring regular cleaning.
    • 初期費用: Installation can be expensive, though offset by long-term energy savings.
    • Humidity Control: The system must balance heat recovery with proper moisture removal to avoid overly humid conditions.

In summary, an air-to-air heat exchanger in wood drying captures heat from exhaust air to preheat incoming air, improving energy efficiency and maintaining optimal drying conditions. It’s a critical component in modern kiln systems for sustainable, high-quality wood processing.

how does a heat exchanger work in a boiler

A heat exchanger in a boiler transfers heat from the combustion gases to the water circulating in the system. Here's how it works step by step:

  1. Combustion occurs: The boiler burns a fuel source (like natural gas, oil, or electricity), creating hot combustion gases.

  2. Heat transfer to the heat exchanger: These hot gases flow through a heat exchanger—typically a coiled or finned metal tube or series of plates made of steel, copper, or aluminum.

  3. Water circulation: Cold water from the central heating system is pumped through the heat exchanger.

  4. Heat absorption: As the hot gases pass over the surfaces of the heat exchanger, heat is conducted through the metal into the water inside.

  5. Hot water delivery: The now-heated water is circulated through radiators or to hot water taps, depending on the boiler type (combi or system boiler).

  6. Gas expulsion: The cooled combustion gases are vented out through a flue.

condensing boilers, there's an extra stage:

  • After the initial heat transfer, the remaining heat in the exhaust gases is used to preheat incoming cold water, extracting even more energy and improving efficiency. This process often creates condensate (water), which is drained from the boiler.

Heat recovery device for whitening and defogging exhaust gas from paper mill drying

The exhaust gas generated by paper mills during the production process has the characteristics of high temperature, high humidity, and foul odor. If directly discharged, it not only pollutes the environment but also wastes a large amount of heat energy. To solve this problem, our company has developed a whitening and defogging heat recovery device for drying waste gas in paper mills.

Heat recovery device for whitening and defogging exhaust gas from paper mill drying
動作原理:
Heat exchange principle: Using the principle of plate heat exchangers, heat is exchanged through a series of parallel metal plates. High temperature exhaust gas flows through one side of the plate, while fresh air flows through the other side, transferring heat through the plate wall to achieve waste heat recovery.
Cooling and heating process: Firstly, the high-temperature exhaust gas is cooled to a temperature close to the ambient temperature, and then heated by a reheater to make the exhaust gas temperature higher than the ambient temperature, thereby eliminating the phenomenon of white mist.
Technical advantages:
Efficient and energy-saving: By recovering waste heat from exhaust gas, energy consumption and operating costs are significantly reduced.
Environmental protection and emission reduction: effectively removing moisture and odorous components from exhaust gas, reducing pollution to the environment.
Compact structure: small size, light weight, easy installation, and occupies less space.
Application scenarios:
Paper industry: Recovering heat during the paper drying process to preheat the air entering the dryer, improve drying efficiency, and reduce fuel consumption.
Food processing industry: Recycling waste heat from the drying process of grains, vegetables, fruits, etc., to preheat fresh air and improve drying efficiency.
Chemical industry: Recycling high-temperature waste gas from the drying process of chemical products for heating other process gases or air.
Textile industry: used for the recovery of waste heat during the drying process of textiles, improving drying efficiency and energy-saving effects.

Heat pump drying heat recovery energy saving system

With the further development of China's economy, the use of green energy will be more and more extensive. Heat pump dehumidification dryers with plate type obvious heat recovery function have developed rapidly in recent years and have been widely used in the Yangtze River basin, southwest China and South China.

The unit using the inverse cano principle at the same time, combined with efficient heat recovery technology, in the whole drying dehumidifying process, through the duct the wet air within the chamber connected to the host using the sensible heat plate heat collector recovery of the sensible heat and latent heat of hot and humid air, thermal recycling, greatly improve the performance of the host, improve the drying speed and material quality. The waste heat can not only improve the performance of the unit, but also reduce the thermal pollution to the environment and alleviate the urban heat island effect.

The heat pump drying heat recovery system is not only used in the mud drying system, but also widely used in many other drying industries. It has the characteristics of good drying quality and high degree of automation, and is the best choice product for energy saving, green and environmental protection in the modern drying industry.

Heat pump dryers with and without heat recovery working principle

When the heat pump dryer dries the air, the air forms a closed cycle between the drying chamber and the equipment. The evaporator's heat absorption function is used to cool and dehumidify the hot and humid air, and the condenser's heat release function is used to heat the dry cold air, so as to achieve the effect of cycle dehumidification and drying.

The main difference between heat recovery function and heat pump dryers without heat recovery function lies in the different air circulation modes. The former is equipped with plate type sensible heat exchanger, which plays the function of pre-cooling and preheating in the air circulation process, reducing the load of compressor operation and achieving the purpose of energy saving.

Heat pump drying system operation mode

Energy saving analysis of heat recovery

Taking a heat pump dryer as an example, the air temperature of drying is designed to be 65℃, the relative humidity is 30%, the circulating air temperature is 65℃, the temperature before passing through the evaporator is 65℃, and the temperature after evaporation cooling is 35℃. The condenser needs to heat the air of 35℃ to 65℃ before it can be used.

After matching with BXB500-400-3.5 heat exchanger, 35℃ return air absorbs heat from exhaust air after passing through plate heat exchanger, and the temperature rises to 46.6℃. The condenser only needs to heat the air from 46.6℃ to 65℃ to meet the use requirements, greatly reducing the load of evaporator and condenser, thus reducing the power of the whole machine, achieving the purpose of energy saving.

Energy saving analysis of heat recovery


Selection and economic calculation

We are very glad to show you the calculation and selection software of plate heat exchanger jointly developed by us and Tsinghua University. If you need, please contact us!

乾燥・除湿・熱回収システムの設計

製造業の急速な発展に伴い、多くの製品は製造工程において乾燥・除湿処理を必要としています。これらの工程では、効率的な水分除去だけでなく、素材の特性と品質を維持することが求められます。従来の乾燥・除湿方法は、多くの場合、多くのエネルギーを消費し、温室効果ガスやその他の汚染物質の排出など、環境に悪影響を及ぼす可能性があります。


効率的な熱回収技術を採用することで、廃熱を最大限に回収・再利用し、エネルギー消費を削減できます。熱回収技術は、エネルギー効率の向上と運用コストの削減を目的として、様々な業界で広く活用されています。しかし、乾燥・除湿分野では、この技術の潜在能力が十分に活用されていません。当社は、お客様の特定の生産ニーズと現場の状況に合わせて、熱回収システムをカスタマイズ・開発いたします。変換・伝送時の熱エネルギー損失を最小限に抑えるよう、システムレイアウトを綿密に設計いたします。メールでのお問い合わせをお待ちしております。

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