¿qué intercambiador de calor para un fluido con ensuciamiento, cargado o viscoso?
Un intercambiador resistente al ensuciamiento es aquel cuya geometría de flujo impide que los depósitos se fijen: bien mediante un canal único autolimpiante, bien mediante canales sin reducción de sección.
Nexson Group fabrica tres tecnologías de este tipo, y por lo general una sola cifra decide entre ellas. Los intercambiadores de placas en espiral GREENSPIRAL™ admiten partículas de hasta 14 mm. Los intercambiadores de tubos rectangulares GREENTUBE™ RT admiten partículas de hasta 30 mm por ambos lados, en tratamiento de aguas residuales. Los intercambiadores de tubo en tubo GREENTUBE™ TT tratan viscosidades de hasta 1 000 cP.
Para lodos y biosólidos, la gama en espiral cuenta con una configuración específica: el GREENSPIRAL™ Type 1 BB/BW, de canales libres, diseñado para 150 °C y 8 bar hasta 100 m².
Elegir la tecnología adecuada
Ninguno de ellos es mejor que los demás. Cada uno tiene sus limitaciones y satisface todas tus necesidades.
| Criterio | Espiral - procesosGREENSPIRAL™ Type 1 / HP / 2 / 3 | Espiral - biosólidosGREENSPIRAL™ Type 1 BB / BW | Tubos rectangularesGREENTUBE™ RT | Tubo en tubo GREENTUBE™ TT |
|---|---|---|---|---|
| Tamaño máx. de partícula | 14 mm | 14 mm, canales libres | 30 mm, por ambos lados | sólidos sin reducción de sección, dimensionado caso por caso |
| Viscosidad | medios viscosos, dimensionado caso por caso | lodo crudo y lodo digerido | lodos de alta viscosidad | hasta 1,000 cP |
| Temperatura | −100 °C a 500 °C según modelo | hasta 150 °C | hasta 150 °C | −20 °C a 200 °C |
| Presión | vacío total a 100 bar según modelo | hasta 8 bar | hasta 8 bar | más de 50 bar según configuración |
| Superficie | 1 m² a 700 m² por unidad | 1 m² a 100 m² | hasta 60 m² por módulo, en serie o en paralelo | módulos de hasta 6 m, modular |
| Mecanismo frente al ensuciamiento | canal único autolimpiante | canal único autolimpiante, flujo libre en uno o ambos lados | sección constante, superficies lisas | geometría concéntrica antiobstrucción |
| Acceso para limpieza | tapas abribles, superficie completa | BB: dos canales abribles de forma independiente. BW: un canal abrible sin desmontar la tubería | versión totalmente abrible, hidrolimpieza estándar | tubos interiores limpiables sin desmontaje completo |
| Campo habitual | industrias de proceso, petróleo y gas, refino, pasta y papel, química, energía | biogás y tratamiento de aguas, calentamiento de lodo digerido, lodo crudo, recuperación de calor de efluentes, pasteurización, metanización | solo tratamiento de aguas residuales, recuperación de calor lodo/lodo, biosólidos | tratamiento de lodos, pasteurización, betún, petróleo y gas |
Esta información se ofrece únicamente a título orientativo; podemos diseñar productos totalmente a medida y adaptarnos a su proceso de producción.
En resumen. En lodos y biosólidos compiten tres de las cuatro configuraciones: el GREENTUBE™ RT por debajo de 60 m² por módulo y hasta 30 mm de partícula, el GREENSPIRAL™ Type 1 BB/BW hasta 100 m² con canales libres, y el GREENTUBE™ TT cuando el límite lo impone la viscosidad y no la granulometría.
Por qué cada una resiste al ensuciamiento
Tres mecanismos distintos. No son intercambiables, y saber cuál se aplica indica qué ocurre cuando el proceso se desvía.
Canal único autolimpiante
GREENSPIRAL™ cada circuito forma un canal continuo único. Todo el caudal pasa por él: un depósito incipiente reduce la sección, la velocidad local aumenta y el depósito es arrastrado. Sin zonas muertas en el equipo.
Sección constante
GREENTUBE™ RT superficies lisas, sin reducción de sección, anchura de canal dimensionada para dejar pasar los residuos en lugar de retenerlos. Las zonas de retorno redondeadas limitan tanto las pérdidas de carga como los depósitos.
Geometría concéntrica antiobstrucción
GREENTUBE™ TT un fluido en el tubo interior, el segundo en el espacio anular, sin reducción de sección en todo el recorrido. Apto para sólidos transportados a baja velocidad.
Cada tecnología en detalle
Diseñado principalmente para la recuperación de calor lodo/lodo y el tratamiento de biosólidos. Totalmente soldado, sin juntas entre los tubos. Modular: las unidades se conectan en serie o en paralelo y se instalan a lo largo de una pared.
Existe una versión totalmente abrible para fluidos con riesgo de obstrucción o coagulación: estruvita, grasas procedentes de residuos industriales, partículas grandes. Las bisagras permiten abrir el canal sin equipos de elevación, y admite las soluciones habituales de limpieza a alta presión.
Por encima de 60 m², o en biogás en lugar de tratamiento de aguas, la configuración BB/BW toma el relevo: hasta 100 m², 150 °C, 8 bar. Dos canales concéntricos de placas enrolladas conjuntamente, cuya separación y anchura se fijan mediante guías elegidas según el contenido en sólidos.
Elegir BB (biosólidos/biosólidos) cuando ambos lados están cargados: flujo libre por ambos lados, lodo crudo y lodo digerido, dos canales abribles e inspeccionables de forma independiente. Elegir BW (biosólidos/agua) cuando solo un lado transporta sólidos: flujo libre en el lado de biosólidos, de baja a alta concentración, y un canal se abre sin desmontar la tubería.
Procesos habituales: calentamiento de lodo de digestor, calentamiento de lodo crudo, recuperación de calor de efluentes, pasteurización, metanización.
La opción cuando domina la viscosidad y no la granulometría. Geometría concéntrica: un fluido en el tubo interior, el segundo en el espacio anular.
Procesos habituales: mantenimiento de temperatura de digestores anaerobios, precalentamiento de lodo crudo antes de la digestión, recuperación de calor entre lodo digerido y lodo entrante, pasteurización e higienización, carbonización hidrotermal, enfriamiento de lodos procedentes de procesos termófilos.
El Type 1 es la referencia para líquidos con ensuciamiento, cargados o viscosos en petróleo y gas, refino, pasta y papel, química, industrias pesadas, energía, alimentación y energías limpias. −100 °C a 450 °C, vacío total a 25 bar, 1 a 700 m², aproximación de temperatura de hasta 3 °C. Hasta 3 veces más eficiente térmicamente que un intercambiador de carcasa y tubos tradicional; en algunos procesos líquido/líquido una unidad sustituye a tres.
El Type 1 HP lleva el mismo diseño a altas presiones: vacío total a 100 bar (1 450 psig), −100 °C a 500 °C, mismo techo de 700 m².
El Type 3 calienta con vapor un medio con ensuciamiento o viscoso: −100 °C a 450 °C, vacío total a 25 bar, 1 a 700 m². El vapor circula en flujo cruzado por un canal totalmente abierto en toda la anchura del equipo; el medio difícil circula por un canal en espiral cerrado donde el efecto de autolimpieza limita el ensuciamiento.
El Type 2 cubre la evaporación y el rehervido de medios con ensuciamiento: el medio circula por un canal ajustado totalmente abierto, y toda la superficie de intercambio permanece accesible para inspección y limpieza mecánica.
“El límite de granulometría no es una cifra de marketing: se deriva de la separación entre canales. Por encima de 14 mm dejamos de recomendar un intercambiador en espiral y pasamos a un diseño de tubo rectangular, porque decide la geometría del canal y no la reputación de la tecnología.”
Oficina técnica de Nexson Group
Preguntas frecuentes
¿Qué hace que un intercambiador de calor resista al ensuciamiento?
Su geometría de flujo. Un intercambiador en espiral emplea un canal continuo único: todo el caudal debe atravesarlo, de modo que cualquier depósito reduce la sección, aumenta la velocidad local y acaba siendo arrastrado. Un intercambiador de tubo rectangular o de doble tubo emplea canales sin reducción de sección, dimensionados para que los sólidos atraviesen en lugar de acumularse.
¿Qué tamaño de partícula admite un intercambiador en espiral?
Los intercambiadores de placas en espiral Nexson GREENSPIRAL™ admiten partículas de hasta 14 mm. La separación entre canales se dimensiona proyecto a proyecto según la granulometría y la pérdida de carga admisible.
¿Qué hacer si las partículas superan los 14 mm?
Emplear un intercambiador de tubos rectangulares. El Nexson GREENTUBE™ RT admite partículas de hasta 30 mm por ambos lados del intercambiador, hasta 150 °C y 8 bar.
¿Hasta qué viscosidad se puede llegar?
Los intercambiadores de calor de tubo en tubo Nexson GREENTUBE™ TT tratan viscosidades de hasta 1 000 cP, con una pérdida de carga inferior a 1 bar según la configuración.
¿Qué intercambiador para el calentamiento de lodo de digestor?
Para la recuperación de calor lodo/lodo y el tratamiento de biosólidos, el GREENTUBE™ RT está diseñado para ese procesos, hasta 60 m² por módulo y conectable en serie o en paralelo. Por encima de esa capacidad, el GREENSPIRAL™ Type 1 BB trata lodo crudo y lodo digerido por ambos lados, hasta 100 m².
¿Cómo se limpian estos intercambiadores?
Las tapas abribles dan acceso a toda la superficie de intercambio para la limpieza mecánica. El GREENTUBE™ RT dispone de una versión totalmente abrible, con bisagras que evitan cualquier equipo de elevación, y admite la hidrolimpieza estándar. Los tubos interiores de un tubo en tubo se limpian sin desmontaje completo.
¿Qué presiones y temperaturas alcanza un intercambiador en espiral?
Depende del modelo. Los GREENSPIRAL™ Type 1, Type 2 y Type 3 están diseñados para vacío total a 25 bar y −100 °C a 450 °C. El Type 1 HP alcanza vacío total a 100 bar y 500 °C. El Type 1 BB/BW, dedicado a biosólidos, está diseñado para 8 bar y 150 °C.
¿Qué materiales están disponibles?
Para intercambiadores en espiral y de tubos rectangulares: aceros inoxidables 304L, 316L, dúplex y superdúplex; aleaciones base níquel 254 SMO, C276, 904L y Alloy 59; titanio Gr1 y Gr2; aceros al carbono SA516 Gr60 y Gr70. Los intercambiadores de tubo en tubo se fabrican en acero al carbono, acero inoxidable, dúplex y superdúplex, titanio y otras aleaciones bajo demanda.
¿Una restricción térmica o un fluido difícil?
Envíenos sus caudales, sus temperaturas de entrada y salida y su contenido en sólidos. Añadiendo el tipo de fluido, la granulometría y la viscosidad, nuestra oficina técnica podrá además recomendar una tecnología.
