Alfa Laval plakalı ısı eşanjörlü kondenserler yer tasarrufu sağlıyor ve verimliliği artırıyor
Brunner Mond, İngiltere’nin Northwich kentindeki soda külü tesisinde yıllardır amonyak damıtma kondenserleri olarak boru tipi Caisse ısı eşanjörleri kullanıyordu. Ancak zaman geçtikçe borular eskidi, korozyona daha yatkın hale geldi ve sızıntı vermeye başladı. Tesis mühendisleri, boruları değiştirmek için prosesi durdurup durmamak ya da alternatif bir yöntem bulmak arasında bir seçim yapmak zorunda kaldı. Çözüm, Alfa Laval plaka ısı eşanjörlü kondenser oldu; bu çözüm, verimliliği artırıp bakım ihtiyacını azaltmakla kalmıyor, aynı zamanda çok daha az yer kaplıyor.
TARİH 2026-07-01
Brunner Mond, Solvay yöntemini kullanarak öncelikle cam endüstrisi için soda külü üretmektedir. İşlemin temel hammaddeleri, bir dizi kontrollü kimyasal reaksiyona tabi tutulan kireçtaşı ve sodyum klorürdür. İşleme sırasında, amonyak damıtıcısından yayılan amonyak, karbondioksit ve su buharından oluşan gaz karışımı, amonyak ve karbondioksitin işleme geri kazandırılabilmesi için soğutulmalıdır. İşlemi seyreltmemek için su buharı bir kondenserde ayrılmalıdır.
Geçmişte Brunner Mond, kondenser ve besleme sıvısı ön ısıtıcısı olarak devasa Caisse boru tipi ısı eşanjörleri kullanmıştı. Amonyak damıtma kolonunun hemen yanında yer alan Caisse ünitesi, 14 metre (46 fit) yüksekliğinde ve 2,7 metre (9 fit) çapındaydı ve gaz karışımının sıcaklığını 850 C (1850 F) seviyesinden 600 C (1400 F) seviyesine düşürmek üzere tasarlanmıştı. Sorun, boruların eskimesiyle birlikte Caisse soğutucusunun korozyona daha fazla maruz kalması ve düzenli olarak tıkanması gereken sızıntılar oluşmaya başlamasıydı.
Boru Değişimi – Zaman Alan, Pahalı ve Yoğun İş Gücü Gerektiren Bir İşlem
Boru değişimi, bakım personelinin yapıya girip sızıntıları tıkayabilmesi için soğutucunun tamamen kapatılmasını gerektiren, zaman alan, pahalı ve yoğun iş gücü gerektiren bir işlemdi. Bu da her bir tıkanma onarımı sonrasında kullanılabilir ısı transfer alanının azaldığı anlamına geliyordu. Tesis mühendisleri, ünitenin eninde sonunda ya komple yeniden borulanması ya da değiştirilmesi gerekeceğini fark ettiler. Yeniden borulama işlemi, tesisin üç aya kadar devre dışı kalmasına neden olacağından, değiştirme en uygun alternatif gibi görünüyordu. Ancak kurulum için mevcut alanın sınırlı olması, durumu daha da karmaşık hale getiriyordu.
Brunner Mond, üç ısı eşanjörü tedarikçisinden bu görev için çözümler sunmalarını istedi. Bir tanesi proje için fiyat teklifi vermeyi reddetti; ikincisi ise uygulanabilir olmayan bir çözüm önerdi.
Üçüncü şirket olan Alfa Laval, Brunner Mond ile birlikte çalışarak sadece sorunu çözmekle kalmayıp, aynı zamanda işletme verimliliğini artıran, bakım ihtiyacını azaltan ve çok az yer kaplayan bir çözüm geliştirdi.
Korozyon direnci, kolay servis ve hassas sıcaklık kontrolü
Mevcut Caisse soğutucusunun yerine Alfa Laval, biri titanyumdan yapılmış bir kondenser ve diğeri titanyumdan yapılmış bir besleme sıvısı ön ısıtıcısı olmak üzere iki adet plakalı ısı eşanjörü (PHE) önerdi. Titanyum plakalar korozyon riskini en aza indirirken, plakalı ısı eşanjörlerinin kompakt ve kolay erişilebilir tasarımı servis ve bakım sorunlarını ortadan kaldırır. Orijinal Caisse soğutucularının aksine, plakalı ısı eşanjörlerinin bakımı ve servisi, prosese en az kesintiye neden olacak şekilde, kurulu oldukları alanda yerinde gerçekleştirilebilir.
Ayrıca, gazı doğru sıcaklığa soğutmak için tatlı su kullanan Alfa Laval’ın çözümü, gaz ve kondensat sıcaklıklarının hassas bir şekilde kontrol edilmesini sağlar ve kondensatın aşırı soğumasını önler. Bu proses aşamasında ısıtılan tatlı su, daha sonra besleme sıvısını ön ısıtmak için kullanılır. Ön ısıtma işleminden sonra, uygun şekilde soğutulmuş su, soğutma sürecini bir kez daha komple tamamlamak üzere kondenserde geri döndürülür. Besleme sıvısı kirlilik yaratan sorunlar, servis ve bakım için kolayca erişilebilen tek bir plaka ısı eşanjörüyle sınırlıdır.
Ancak, en dikkat çekici tasarruf, kazanılan alan miktarıdır. Plaka ısı eşanjörlü kondenserin yüksekliği 3,5 metre (11 1/2 fit), genişliği 1,4 metre (4 1/2 fit) ve uzunluğu 3,5 metre (11 1/2 fit) iken, her bir Caisse soğutucusunun çapı 14 metre (46 fit) ve 2,7 metre (9 fit) kadardır.
Brunner Mond’un bir sözcüsü, “sistem son derece güvenilirdir ve besleme hızları ile koşullardaki değişikliklere hızlı tepki vermektedir. Daha büyük gaz kondenser ünitesi, dört yıllık kesintisiz kullanımdan sonra bile kirlilik yaratan eğilim göstermemiştir” diye ifade etmektedir. Aslında, bu konsept o kadar başarılı olmuştur ki, beş yıllık süre zarfında Northwich’teki Brunner Mond tesislerine çok sayıda plakalı ısı eşanjörü kurulmuştur.
Plakalı ısı eşanjörü
Plakalı ısı eşanjörü, temel olarak bir şasiye monte edilmiş ve iki akışkanın alternatif kanallardan akacak şekilde düzenlenmiş bir dizi oluklu plakadan oluşur. Aralarında ısı transferi yapılacak akışkanlar, bir veya her iki ortam kanalındaki mekanik salmastralar veya kaynaklar vasıtasıyla atmosferden izole edilir. Plakaların olukları, akışkanlara türbülans kazandırarak kirlilik yaratan durumları önler.
Besleme sıvısının ön ısıtılmasının yanı sıra, soda külü üretiminde sıvı-sıvı plaka ısı eşanjörünün kullanım alanları şunlardır:
- Amonyak emme kulesinden gelen dolaşımdaki amonyaklı tuzlu suyun soğutulması
- Karbonatlama kazanı için önceden karbonatlanmış tuzlu suyun soğutulması.
Kondenser olarak plaka tipi ısı eşanjörü
Tesis mühendisleri genellikle plaka tipi ısı eşanjörünü tipik bir sıvı-sıvı ısı eşanjörü olarak görürler; ancak plaka tipi ısı eşanjörü, aslında onlarca yıldır çok çeşitli proses koşullarında kondenser görevi görmektedir. Plaka ısı eşanjörü kondenser, buharla ısıtma, damıtma ve evaporasyon sistemlerinde kondenzasyon ve amonyak damıtma gibi su buharı içeren gazların soğutulması gibi çeşitli görevlerde başarıyla kullanılmaktadır.
Yoğuşacak buhar, şasi üzerindeki üst bağlantılardan biri üzerinden üniteye girer. Buhar her iki kanaldan birinde akarken, soğutucu akışkan normalde ters akış şeklinde, sırayla değişen kanallarda akar. Kondenzasyon, buhar plaka yüzeyine temas eder etmez başlar ve yoğuşma suyu ile kalan buhar/gaz, alt bağlantıdan çekilerek bir buhar/sıvı separatörüne gönderilir.
Ürün
AlfaCond, her türlü endüstri dalında düşük basınçlı buhar kondenzasyonu için özel olarak tasarlanmış dünyadaki ilk plaka kondenserdir.
Avantajlar
Plakalı ısı eşanjörünün yapısı aşağıdaki avantajları sunar:
- Küçük yüzey alanı, titanyum gibi pahalı malzemelerin ekonomik kullanımına olanak tanır
- Yüksek toplam ısı transfer katsayıları
- Az yer kaplar; bakım için ek alan gerektirmez
- Çok düşük ağırlığı sayesinde daha hafif temeller yeterlidir; düşük tutma hacimleri, kontrol fonksiyonlarına daha hızlı tepki sağlar
- Esnek tasarım, yeni proses koşullarına uyum sağlamak üzere yeniden düzenlenmeye olanak tanır
- Yanıcı veya zehirli maddeler için buhar uygulamalarında contasız yapı seçenekleri mevcuttur
Müşterinin görüşü
Sistem son derece güvenilirdir ve besleme hızları ile koşullardaki değişikliklere hızlı bir şekilde tepki verir. Daha büyük boyutlu gaz kondenser ünitesi, dört yıllık kesintisiz kullanımın ardından bile kirlilik yaratan bir eğilim göstermemiştir.
Brunner Mond şirketinin bir sözcüsü