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Elegir el intercambiador de calor adecuado para aplicaciones de aguas residuales

Matt Hale, director internacional de Ventas & Marketing, HRS Heat Exchangers

22/12/2023

En términos simples, un intercambiador de calor es como un radiador, diseñado para calentar (o enfriar) un producto. Sin embargo, en los últimos 150 años se ha ido desarrollando una amplia variedad de tipos y diseños, lo que significa que encontrar el intercambiador de calor más adecuado para su aplicación no siempre es sencillo.

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Los intercambiadores de calor desempeñan un papel clave en el tratamiento de aguas residuales, y todos ellos, excepto los más básicos, se diseñan a medida para tener en cuenta los productos que se calientan o enfrían, el medio de calentamiento o enfriamiento, la cantidad de efluente que se procesa, la velocidad, el riesgo de ensuciamiento y otros factores. Sin embargo, a lo largo de los años han surgido algunos tipos de diseño estándar (así como otros más específicos) y entender las diferencias de todos ellos hará que el proceso de elección sea menos complejo.

En este artículo le guiamos a través de los principales tipos de intercambiadores de calor diseñados por HRS y las aplicaciones para las que cada uno es más adecuado.

Aspectos clave

Nuestros intercambiadores de calor industriales son ideales para una amplia gama de aplicaciones medioambientales y de aguas residuales, incluido el calentamiento de digestores y la evaporación.

Lo primero que hay que tener en cuenta es la naturaleza del producto a procesar, en particular su viscosidad y si contiene partículas. Cuanto más simple y menos viscoso sea, más sencillo será el intercambiador. A medida que los materiales se vuelven más gruesos o contienen partículas en suspensión o sólidos grandes, el intercambio se vuelve más complicado y se requieren diseños más sofisticados para garantizar el rendimiento. Comenzando con diseños simples de varios tubos, la gama se mueve a través de tubos dobles, donde la viscosidad es mayor o hay sólidos, y diseños de espacio anular para productos altamente viscosos, con los materiales más desafiantes (lodos de digestato muy gruesos) que precisan el uso de intercambiadores de superficie rascada.

Otro aspecto es lo que sucede en caso de una fuga. Hay casos en los que una fuga puede ser crítica para el negocio o causar daños ambientales significativos. En tales circunstancias, se deben especificar intercambiadores de calor multitubo de doble peana, ya que proporcionan detección de fugas para evitar la contaminación cruzada entre los fluidos de servicio y producto.

Principales tipos de intercambiadores de calor

La mayoría de las aplicaciones de transferencia de calor requerirán el uso de intercambiadores de tubos corrugados. Estos ofrecen una serie de ventajas sobre los diseños de tubo liso, en particular, la transferencia de calor y la eficiencia energética aumentan (ideales para calentar o refrigerar). También se minimizan las incrustaciones, por lo que las unidades pueden ser más compactas y económicas, y se reducen los requisitos de limpieza y mantenimiento.

Para las aplicaciones más exigentes (como materiales con alto potencial de ensuciamiento o en las que se requieren ciertas características del producto), se utilizan intercambiadores de calor de superficie rascada.

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Intercambiadores de calor de tubos corrugados

HRS ofrece dos tipos de intercambiadores de calor de tubos corrugados para aplicaciones de aguas residuales:

• Intercambiadores de calor de doble tubo.

• Intercambiadores de calor multitubo.

Los intercambiadores de calor de doble tubo están conformados por un tubo dentro de un tubo y se encuentran entre los intercambiadores de calor de tubo corrugado más versátiles. La serie HRS DTI es un intercambiador para uso industrial, ideal para efluentes más gruesos y lodos ligeros. La serie HRS DTIR se basa en el DTI, pero se ha adaptado para la recuperación directa de energía (producto contra producto), en particular en lodos de baja viscosidad. El tubo es extraíble para una limpieza más fácil y rápida, lo que reduce el tiempo de inactividad operativa cuando se procesan productos de alto ensuciamiento, como el calentamiento/enfriamiento de lodos, el calentamiento del digestor y la recuperación de calor de lodo a lodo.

Los intercambiadores de calor multitubo presentan un diseño más simple y transportan el producto en más de un tubo interior, mientras que el fluido de servicio lo hace a través de la camisa circundante. La serie HRS K es un intercambiador de calor de camisa y tubos de acero inoxidable, diseñado para uso ambiental e ideal para aplicaciones como RAS (lodos activados de retorno), así como aplicaciones generales con materiales de viscosidad baja a media.

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Intercambiadores de calor de superficie rascada

Los intercambiadores de calor de superficie rascada (SSHE) son la opción preferida para aplicaciones de transferencia de calor difíciles; por ejemplo, aquellos con altas viscosidades y donde el ensuciamiento puede convertirse en un problema.

La serie patentada Unicus se basa en un intercambiador de calor tradicional de camisa y tubos, pero con elementos de rascado dentro de cada tubo. El movimiento alternativo de los rascadores mezcla el fluido mientras limpia la superficie de intercambio térmico, lo que mantiene alta la transferencia térmica y disminuye el tiempo de inactividad. La serie Unicus es ideal para la evaporación de digestato y lodos.

La serie HRS R está diseñada para las aplicaciones de transferencia de calor más difíciles, por ejemplo, viscosidades muy altas y fluidos altamente contaminantes. Utiliza una varilla rascadora rotativa que puede alcanzar velocidades de hasta 300 rpm, lo que da como resultado niveles muy altos de cizallamiento y mezcla en la superficie de transferencia térmica y aumenta drásticamente la tasa de transferencia de calor. También hemos desarrollado una versión de alta resistencia (la Serie HRS RHD) para las aplicaciones más exigentes con viscosidades extremas, como la cristalización.

Dondequiera que necesite transferencia de calor para procesar aguas residuales, para calentar efluentes, evaporar lodos o pasteurizar digestato, HRS dispone del intercambiador de calor indicado y el personal experto para ayudarle a encontrarlo.

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Hrs Heat Exchangers, S.L.U.

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