石墨换热器的工作原理

关键基础

• 核心材料：采用经树脂（如酚醛）或聚四氟乙烯浸渍的不透性石墨，既保留石墨高导热性（导热系数可达 100–150 W/(m・K)），又封堵天然微孔，具备优异的耐腐蚀性与介质不渗透性。
• 换热本质：热量传递由 “对流换热（介质与石墨壁之间）+ 热传导（石墨壁内部）” 共同完成，石墨低热阻特性确保传热高效。

主流结构的工作差异

1. 管壳式（列管式）结构：石墨管束为换热元件，管程走腐蚀性介质，壳程走冷却水或蒸汽；常采用浮动管板 / 填料函结构，消除热膨胀应力。流程：冷热介质分别在管内、管外流动，通过石墨管壁完成换热，适用于温差较大、中大型换热面积工况。
2. 块孔式（圆块孔 / 矩形块孔）结构：由带纵横交错孔道的石墨块叠装而成，形成两组互不相通的流道。流程：冷热介质分别进入垂直、水平孔道，以交叉流 / 逆流方式通过石墨间壁换热；孔道强化湍流，传热效率高，耐频繁热冲击，是化工强腐蚀工况的主流选型。
3. 板式结构：石墨板粘结成板束，板片间形成波纹流道。流程：冷热介质在相邻流道内逆流或错流，波纹结构增加传热面积并破坏边界层，降低热阻；密封垫为易损件，需定期更换。

核心工艺要点

• 流动方式：优先采用逆流换热，可最大化平均温差，提升换热效率与介质出口温度利用率。

• 适用场景：凭借耐强酸、强碱特性，广泛用于盐酸、硫酸、醋酸等腐蚀性介质的冷却、冷凝、加热与蒸发工艺。

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