مكثف جرافيت
مبادلات حرارية

مكثف جرافيت
1. نظرة عامة على المنتج
مكثف الجرافيت هو مبادل حراري تكثيف متخصص يعتمد الجرافيت المُشبَع بالراتنج كعنصر لتبادل الحرارة. يتكوّن من كتل الجرافيت وعناصر الإحكام والغلاف (في النوع المغلق) وفوهات الدخول والخروج وهيكل الدعم. وبفضل مقاومة الجرافيت المُشبَع الممتازة للتآكل وناقليته الحرارية العالية، يقوم بتكثيف الأبخرة عالية التآكل بكفاءة وأمان.
يشمل الاستخدام على نطاق واسع: تكثيف غاز حمض الهيدروكلوريك، وضباب حمض الكبريتيك، وأبخرة الأحماض العضوية، والتيارات العملية ذات الأحماض المختلطة، وكذلك التكثيف في عمليات تصنيع الوسائط الصيدلانية وغيرها.
أبرز الخصائص: مقاومة ممتازة للأحماض القوية والوسط المؤكسد (غير مناسب للقلويات القوية أو الوسط المحتوي على الفلور)؛ مادة هشة تتطلب تعاملاً حذراً؛ ويمكن تجهيزه بوظيفة الامتصاص بالغشاء المتساقط لتنفيذ عمليات التكثيف والامتصاص المشتركة.
2. مبدأ العمل
يدخل البخار التآكلي إلى كتلة الجرافيت عبر قناة الغاز ويتدفق على طول القنوات الطولية، بينما يتدفق وسط التبريد في القنوات المجاورة بالاتجاه المعاكس. وعند ملامسة جدران قنوات الجرافيت يمنح البخار حرارته الكامنة ويتكثف على شكل غشاء سائل ينزلق على الجدار نحو الأسفل ويُصرَّف من مخرج المكثفات، وتخرج مياه التبريد بعد امتصاص الحرارة. وبتوافر مصفوفة الجرافيت المُشبَع وهيكل الإحكام بين القنوات، تؤدي الكتلة وظيفتين معاً: عزل الوسائط التآكلية ونقل الحرارة.
3. تصنيف النظام
حسب الشكل الإنشائي
| النوع | الخصائص | التطبيق |
|---|---|---|
| نوع الكتلة الدائرية (نوع 3K) | كتل جرافيت أسطوانية مكدسة رأسياً، محكمة بحشيات PTFE | الأكثر شيوعاً، متعدد الاستخدامات، سهل الصيانة |
| نوع الكتلة المستطيلة | كتل جرافيت مستطيلة، محكمة بحشيات | أشكال مخصصة، مساحات تركيب محددة |
| نوع الأنابيب والغلاف | حزمة أنابيب جرافيت في غلاف | تطبيقات محددة، أقل استخداماً في التكثيف |
حسب الوظيفة العملية
| النوع | الخصائص | التطبيق |
|---|---|---|
| تكثيف فقط | تبادل حراري تكثيفي فقط | عملية تكثيف بسيطة |
| تكثيف + امتصاص بالغشاء المتساقط | مزود بموزع سائل، امتصاص وتكثيف في آن واحد | عملية تكثيف-امتصاص مركبة (مثل امتصاص HCl) |
| تكثيف + فصل غاز-سائل | مزود بفاصل غاز-سائل في الأعلى | عند الحاجة لفصل الغازات غير القابلة للتكثيف |
4. المعلمات الفنية التفصيلية
4.1 خصائص مادة الجرافيت
| البند | المواصفات |
|---|---|
| نوع الجرافيت | مشبع براتنج فينولي (الأكثر شيوعاً) / مشبع براتنج فوراني / مشبع بـ PTFE |
| الناقلية الحرارية | 100~130 واط/(م·ك) |
| درجة حرارة الاستخدام | الفينول: -20°C~170°C؛ الفوران: -20°C~200°C؛ PTFE: -20°C~220°C |
| مقاومة التآكل | مقاومة لمعظم الأحماض القوية (HCl, H2SO4, H3PO4، إلخ)، الأحماض العضوية، المذيبات العضوية |
| الوسائط غير المناسبة | القلويات القوية (NaOH, KOH)، الوسائط الفلورية (HF، الفلوريدات)، المؤكسدات القوية (HNO3 المركز، H2SO4 المركز عند درجات حرارة عالية - بحذر) |
| الكثافة | حوالي 1.8 جم/سم³ |
| مقاومة الانضغاط | ≥60 ميجاباسكال |
| مقاومة الشد | ≥25 ميجاباسكال |
4.2 جدول المواصفات النموذجي
| مساحة التبادل (م²) | قطر الكتلة (مم) | عدد الكتل | قطر الثقوب (مم) | عدد الثقوب | فتحة مياه التبريد | فتحة الغاز | مخرج المكثفات |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3~5 | Φ300~Φ400 | 3~5 | Φ12/Φ15/Φ18 | حسب المساحة | DN25~DN32 | DN32~DN40 | DN20~DN25 |
| 5~10 | Φ400~Φ500 | 5~8 | Φ15/Φ18/Φ22 | حسب المساحة | DN32~DN40 | DN40~DN50 | DN25~DN32 |
| 10~20 | Φ500~Φ600 | 8~15 | Φ18/Φ22/Φ25 | حسب المساحة | DN40~DN50 | DN50~DN65 | DN32~DN40 |
| 20~40 | Φ600~Φ800 | 15~25 | Φ22/Φ25/Φ30 | حسب المساحة | DN50~DN65 | DN65~DN80 | DN40~DN50 |
| 40~80 | Φ800~Φ1000 | 25~40 | Φ25/Φ30 | حسب المساحة | DN65~DN80 | DN80~DN100 | DN50~DN65 |
| 80~150 | Φ1000~Φ1200 | 40~60 | Φ30 | حسب المساحة | DN80~DN100 | DN100~DN150 | DN65~DN80 |
ملاحظة: التكوين الفعلي قد يختلف حسب قطر وعدد الثقوب وعدد المسارات ومتطلبات الامتصاص بالغشاء المتساقط وغيرها.
4.3 ظروف التصميم ومؤشرات الأداء
| المعامل | المواصفات |
|---|---|
| ضغط التصميم | جانب الغلاف: ضغط جوي~0.4 ميجاباسكال؛ جانب الثقوب: ضغط جوي~0.4 ميجاباسكال |
| درجة حرارة التصميم | -20°C~200°C (حسب نوع الراتنج المُشبِع) |
| معامل التبادل الحراري الكلي (نموذجي) | 150~800 واط/(م²·ك) |
| طريقة الإحكام | حشيات PTFE بين الكتل، وحلقات O على الجوانب |
| نوع الدعامات | دعامات أرجل / دعامات هيكلية |
| معالجة السطح | طلاء مضاد للصدأ على الغلاف (عند النوع المغلق) |
4.4 المعلمات الكهربائية
مكثف الجرافيت القياسي لا يحتاج كهرباء.
5. اختيار المكونات الأساسية
| المكون | العلامات التجارية الشائعة | الخصائص والتطبيق |
|---|---|---|
| كتلة الجرافيت | علامات محلية جيدة (مثل Nantong Carbon) | الراتنج الفينولي هو الأكثر شيوعاً؛ الفوراني لدرجات حرارة أعلى ومقاومة أوسع؛ PTFE لأعلى مقاومة للتآكل |
| الحشية الإحكام | علامات محلية جيدة | حشية PTFE، مقاومة للتآكل لكن تتطلب قوة ضغط صحيحة |
| حلقة O | علامات محلية جيدة | حلقات O مغطاة بـ FKM / PTFE للعزل الجانبي |
| الغلاف (عند النوع المغلق) | — | فولاذ كربوني أو فولاذ مقاوم للصدأ |
| موزع السائل (للامتصاص بالغشاء المتساقط) | علامات محلية جيدة | توزيع متساوٍ لسائل الامتصاص |
| فاصل غاز-سائل (اختياري) | علامات محلية جيدة | نوع دوامي / نوع حواجز |
يمكن للعميل تحديد تفضيلات العلامة التجارية. للمعدات المعاد تأهيلها، التوفر يعتمد على المخزون.
6. مجالات التطبيق النموذجية
صناعة الكلور والقلويات: تكثيف غاز HCl، تبريد ماء الكلور
صناعة المبيدات: تكثيف وامتصاص الغازات المنبعثة المحتوية على HCl
الصناعة الصيدلانية: تكثيف أبخرة المذيبات المسببة للتآكل
الكيمياء الدقيقة: تكثيف في عمليات الأحماض المختلطة، تكثيف أبخرة الأحماض العضوية
صناعة المعادن: تكثيف غازات عمليات التخليل بالحمض
البيئة: معالجة بالتكثيف للغازات المنبعثة المحتوية على أحماض
7. المعايير والشهادات
| المعيار | الوصف |
|---|---|
| HG/T 2370-2015 | الشروط الفنية لمعدات الجرافيت الكيميائية (الصين) |
| HG/T 2059-2014 | طرق اختبار معدات الجرافيت غير المنفذ (الصين) |
| GB/T 150-2011 | الأوعية المضغوطة (للجزء المتعلق بالغلاف) |
| ISO 9001:2015 | نظام إدارة الجودة |
| CE | متاح عند الطلب للطلبات الدولية |
| EAC | متاح عند الطلب لأسواق روسيا وآسيا الوسطى |
| GOST-R | متاح عند الطلب للسوق الروسي |
8. خيارات التخصيص
| الخيار | التفاصيل |
|---|---|
| الشكل الإنشائي | كتل دائرية / كتل مستطيلة |
| نوع الراتنج المُشبِع | الفينول / الفوران / PTFE |
| الوظيفة العملية | تكثيف فقط / تكثيف + امتصاص بالغشاء المتساقط / تكثيف + فصل غاز-سائل |
| قطر وعدد الثقوب | يحدد بالحساب |
| عدد المسارات | مسار واحد / مسارات متعددة |
| مادة الغلاف (عند النوع المغلق) | فولاذ كربوني / فولاذ مقاوم للصدأ / مبطن |
| موزع السائل | أنبوبي / فيضاني |
| فاصل غاز-سائل | نوع دوامي / نوع حواجز |
| العزل الخارجي | عزل بصوف صخري + غلاف من الفولاذ المقاوم للصدأ أو صاج ملون |
| الوصلات | تتوافق مع شبكة الأنابيب العملية |
9. شروط الضمان
| حالة المعدات | فترة الضمان | نطاق الضمان |
|---|---|---|
| معدات جديدة | 12 شهراً | كتل الجرافيت، الحشيات، حلقات O، الغلاف (إن وجد)، الفلانشات |
| معدات معاد تأهيلها | 6 أشهر | كتل الجرافيت، الحشيات، حلقات O، الغلاف (إن وجد)، الفلانشات |
| معدات معاد تأهيلها (التوريد كما هي) | 3 أشهر | عدم وجود أضرار إضافية لكتل الجرافيت، المكونات الرئيسية |
ملاحظة خاصة: الجرافيت مادة هشة. الأضرار الناتجة عن الاستخدام غير السليم، كالصدمات والاصطدام الميكانيكي وتجاوز الضغط، لا يشملها الضمان. أما التناقص التدريجي في سماكة كتل الجرافيت أثناء التشغيل الطبيعي فهو ظاهرة طبيعية خارج نطاق الضمان أيضاً.
شروط الضمان النهائية تخضع للعقد. جميع الطلبات تشمل توجيهات التركيب وبدء التشغيل عن بُعد.
10. التعبئة والتسليم
| البند | طريقة التعبئة |
|---|---|
| كتل الجرافيت | تعبئة في صناديق خشبية منفصلة لكل كتلة، حشيات عزل بين الكتل، الاصطدام ممنوع بصرامة |
| الغلاف (إن وجد) | توريد مكشوف مع تثبيت بأحزمة فولاذية، مع حماية وجوه الفلانشات |
| الملحقات / الحشيات / حلقات O | صندوق خشبي أو كرتون |
| موزع السائل / فاصل (إن وجد) | صندوق خشبي |
تقدير سعة الحاوية (للاسترشاد فقط، ويخضع للتكوين الفعلي):
حتى 10 م²: تقريباً 1-2 وحدة في حاوية 20'GP
10~30 م²: تقريباً 1-2 وحدة في حاوية 40'HQ
أكثر من 30 م²: شحن كسري (bulk)
تنبيه خاص بالتعامل: كتل الجرافيت مادة هشة. الرمي والتدحرج والاصطدام أثناء التحميل والتنزيل ممنوع بصرامة. استخدم أحزمة رفع نسيجية؛ يُمنع ربط أسلاك فولاذية مباشرة بكتل الجرافيت.
خدمة التركيب: يتوفر التوجيه الفني للتركيب في الموقع. تتطلب عملية التركيب تجميع الكتل واحدة تلو الأخرى، وتثبيت الحشيات، وشدها بانتظام، وإجراء اختبار الإحكام — ويُوصى بتنفيذها تحت إشراف فني متخصص.
11. المعلومات المطلوبة لطلب عرض السعر
للحصول على عرض أسعار دقيق، يرجى تقديم المعلومات التالية:
اسم الغاز المتكثف، التركيب، معدل التدفق أو الحمل الحراري
درجة حرارة وضغط الغاز المتكثف (بما في ذلك بيانات الغازات غير القابلة للتكثيف)
نوع الوسط المبرد ودرجة الحرارة عند الدخول/الخروج
درجة حرارة السائل المكثف المطلوبة عند المخرج
ما إذا كانت وظيفة الامتصاص بالغشاء المتساقط مطلوبة، مع بيانات سائل الامتصاص
ما إذا كان فصل الغاز عن السائل مطلوباً
مساحة التبادل الحراري المطلوبة (إن كانت معروفة) أو بيانات للحساب
تفضيل نوع الراتنج المُشبِع
تفضيل الشكل الإنشائي: كتل دائرية / كتل مستطيلة
ما إذا كان الغلاف مطلوباً (نوع مغلق/مفتوح)
ما إذا كان العزل الحراري مطلوباً
تفضيل حالة المعدات: جديدة / معاد تأهيلها / معاد تأهيلها (كما هي)
نطاق الميزانية وتفضيلات العلامة التجارية (إن وجدت)
شروط التسليم: FOB/CIF/DDP
ميناء الوجهة أو عنوان التسليم (لحساب الشحن)