Πώς χρησιμοποιούνται οι εναλλάκτες PTFE για την ψύξη θερμών ατμών από έναν κλίβανο νιτροανθρακοποίησης στο λουτρό αλατιού;

Η νιτροανθρακοποίηση σε λουτρό αλατιού είναι μια διαδικασία που σχηματίζει μια σκληρή-ανθεκτική επιφάνεια σε χαλύβδινα αντικείμενα τοποθετώντας τα σε ένα λιωμένο λουτρό κυανικών και ανθρακικών αλάτων. Αυτός ο κλίβανος παράγει θερμά καυσαέρια, τα οποία είναι καυστικά και δηλητηριώδη και είναι πολύ φορτισμένα με συμπυκνώσιμα σωματίδια αλατιού. Αυτό το ρεύμα τοξικού αερίου μπορεί να ψυχθεί με ασφάλεια χρησιμοποιώντας έναν εναλλάκτη θερμότητας PTFE που ανακτά σημαντική θερμότητα χωρίς διάβρωση ή απόφραξη.

Το θέμα της επεξεργασίας των χημικά απαιτητικών καυσαερίων του κλιβάνου και της παροχής αξιόπιστης,-μακροπρόθεσμης λειτουργίας είναι το μοναδικό μέλημα της συζήτησης για εφαρμογές ψύξης νιτροανθρακικού λουτρού άλατος εναλλάκτη PTFE σε εγκαταστάσεις θερμικής επεξεργασίας μετάλλων{{1}. Εδώ μπαίνουν οι εναλλάκτες θερμότητας PTFE. Προσφέρουν τον συνδυασμό καλής χημικής αδράνειας και λείας, αντικολλητικής-επιφανείας, που τα καθιστά λιγότερο επιρρεπή σε ρύπανση από συμπυκνωμένα άλατα.

Εξάτμιση νιτροανθρακικού λουτρού αλατιού – Επεξήγηση
Η νιτροανθρακοποίηση σε λουτρό αλατιού είναι μια διαδικασία για τη διάχυση αζώτου και άνθρακα στην επιφάνεια του χάλυβα με τη χρήση λιωμένου κυανικού και διαλυμάτων ανθρακικού άλατος. Κατά τη διάρκεια της εργασίας, ο κλίβανος εκπέμπει θερμά καυσαέρια που περιέχουν:

Ατμοί κυανικού

Ανθρακικοί ατμοί

Συμπυκνώσεις αλκαλίων

Αερόλυμα αλατιού

Λεπτά σωματίδια

Καθώς τα αέρια ψύχονται, μέρος του ρεύματος ατμού συμπυκνώνεται σε πολύ διαβρωτικά υγρά σταγονίδια και κρυσταλλικά στερεά. Το συμπύκνωμα προσβάλλει γρήγορα τις μεταλλικές επιφάνειες και τα συσσωρευμένα άλατα εμποδίζουν την κίνηση του αερίου, καθιστώντας αυτό το περιβάλλον δύσκολο για τους παραδοσιακούς μεταλλικούς εναλλάκτες θερμότητας.

Το ρεύμα εξάτμισης είναι επομένως μια διπλή πρόκληση ρύπανσης και διάβρωσης ταυτόχρονα.

Γιατί χρησιμοποιούμε PTFE εδώ
Το PTFE διαθέτει μια σειρά από χαρακτηριστικά που είναι κατάλληλα για ψύξη διαβρωτικών καυσαερίων.

Ολική αντίσταση στην επιθετική χημεία
Οι συμπυκνωμένοι ατμοί που δημιουργούνται κατά την νιτροανθρακοποίηση μπορεί να είναι εξαιρετικά αλκαλικοί και χημικά αντιδραστικοί. Το PTFE γενικά δεν επηρεάζεται από:

Κυανικά.

Ανθρακικά συμπυκνώματα

Αλκαλικά διαλύματα πλύσης

Καθαριστικά – όξινα

Αεροζόλ αλατιού με υγρασία

Η αντίσταση προστατεύει τους σωλήνες εναλλάκτη από τη γρήγορη υποβάθμιση που αντιμετωπίζουν πολλά μεταλλικά κράματα.

Μη κολλητική απόδοση επιφάνειας
Η πιο σημαντική ιδιότητα του PTFE στην υπηρεσία ψύξης καυσαερίων είναι η εξαιρετικά χαμηλή επιφανειακή του κολλώδης επιφάνεια.

Η επίπεδη επιφάνεια του φθοροπολυμερούς αποτρέπει τη συσσώρευση:

Κρυσταλλικές αποθέσεις αλατιού

Συμπυκνωμένα συμπυκνώματα

Ημι-στερεά ρυπογόνα στρώματα

Αυτή η ιδιότητα επιτρέπει πολύ χαμηλότερο κίνδυνο απόφραξης από τους συμβατικούς εναλλάκτες μετάλλων.

Το ψυγείο PTFE στο εργοστάσιο θερμικής επεξεργασίας-είναι ένας ισχυρός, αντιδιαβρωτικός-πνεύμονας για ένα από τα πιο δύσκολα ρεύματα αερίου στη θερμική επεξεργασία.

Πώς λειτουργεί ένας εναλλάκτης θερμότητας PTFE
Στα περισσότερα συστήματα, τα διαβρωτικά καυσαέρια ρέουν μέσω της πλευράς του κελύφους του εναλλάκτη και τα μέσα ψύξης ρέουν στους σωλήνες PTFE.

Ψύξη αερίου στην πλευρά του κελύφους
Το ρεύμα αερίου με φορτίο καπνού-ψύχεται αρχικά και στη συνέχεια εισέρχεται στο κέλυφος του εναλλάκτη. Όταν το αέριο συναντά πιο κρύες επιφάνειες σωλήνα PTFE:

Η αισθητή θερμότητα διαχέεται

Οι συμπυκνωμένοι ατμοί ψύχονται

Τα σωματίδια αλατιού αρχίζουν να πέφτουν έξω

Δημιουργεί διαβρωτικό συμπύκνωμα

Το PTFE είναι χημικά αδρανές επιτρέποντας στον εναλλάκτη να χειρίζεται τόσο την αέρια όσο και την υγρή φάση του ρεύματος διεργασίας.

Ψυκτικό υγρό στην πλευρά του σωλήνα
Η πλευρά ψύξης θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει:

Ανακυκλωμένο νερό

Νερό ψύξης για το φυτό

Συστήματα αέρα περιβάλλοντος

Ψυκτικά με βάση αιθυλενογλυκόλη-

Η ανακτώμενη θερμική ενέργεια μπορεί στη συνέχεια να κατευθυνθεί σε άλλα μέρη της εγκατάστασης.

Οφέλη από την ανάκτηση θερμότητας
Το σύστημα ψύξης νιτροανθρακικού λουτρού εναλλάκτη PTFE είναι πολύ χρήσιμο για την ανάκτηση της απορριπτόμενης θερμότητας.

Η ενέργεια που ανακτάται μπορεί να χρησιμοποιηθεί για:

Προθέρμανση αέρα καύσης

Θέρμανση νερού τροφοδοσίας λέβητα

Υποστήριξη συστημάτων ζεστού νερού εγκατάστασης

Βελτίωση της συνολικής απόδοσης του κλιβάνου

Μείωση κατανάλωσης καυσίμου

Δεδομένου ότι οι κλίβανοι νιτροανθρακοποίησης λειτουργούν γενικά συνεχώς, ακόμη και μικρά κέρδη στην ανάκτηση θερμότητας μπορεί να οδηγήσουν σε μεγάλες μειώσεις στη ζήτηση ενέργειας των φυτών.

Αποφυγή ρύπανσης και απόφραξης
Ο έλεγχος της ρύπανσης είναι ζωτικής σημασίας για τα συστήματα εξάτμισης που είναι φορτωμένα με αλάτι-.

Το πλεονέκτημα της λείας επιφάνειας PTFE
Οι μεταλλικοί εναλλάκτες τείνουν να παράγουν σκληρά κρυσταλλικά στρώματα στερεωμένα στις εσωτερικές επιφάνειες. Μειώνουν την απόδοση της μεταφοράς θερμότητας και αυξάνουν την πτώση πίεσης.

Οι μη κολλητικές ιδιότητες του PTFE μειώνουν την αντοχή προσκόλλησης των εναποθέσεων και, ως εκ τούτου, διευκολύνουν την αφαίρεση των συσσωρευμένων υπολειμμάτων κατά τη διάρκεια των κύκλων συντήρησης.

Ολοκληρωμένα συστήματα πλύσης
Οι ράβδοι ψεκασμού τοποθετούνται μέσα στο τμήμα του κελύφους σε πολλές εγκαταστάσεις. Αυτά τα συστήματα ξεπλένουν περιοδικά την πλευρά του αερίου με νερό ή χημικές επεξεργασίες καθαρισμού.

Η αντοχή του PTFE στη σκληρή χημεία καθαρισμού επιτρέπει στους χειριστές να χρησιμοποιούν ισχυρότερα διαλύματα πλύσης χωρίς να βλάπτουν τους σωλήνες εναλλάκτη.

Τα τυπικά υγρά καθαρισμού περιλαμβάνουν:

Αλκαλικά απορρυπαντικά

Τα διαλύματα αφαλάτωσης είναι όξινα

Συστήματα έκπλυσης νερού.

Βιομηχανικά εξειδικευμένα απορρυπαντικά

Οι σωλήνες φθοροπολυμερούς παραμένουν χημικά σταθεροί κατά τη διάρκεια όλων αυτών των εργασιών συντήρησης.

Σημείωση διαδικασίας
Απαιτήσεις αέρα αραίωσης Ανοδικά του εναλλάκτη PTFE
Οι θερμοκρασίες των καυσαερίων για την ακατέργαστη νιτροανθρακοποίηση είναι συνήθως μεταξύ:

200 μοίρες και 400 μοίρες.

Αυτές οι θερμοκρασίες υπερβαίνουν το συνιστώμενο όριο συνεχούς λειτουργίας του PTFE (~110 μοίρες).

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το ρεύμα αερίου πρέπει να ψύχεται πριν από την είσοδο στον εναλλάκτη θερμότητας PTFE. Αυτό γίνεται συχνά με έγχυση ρυθμιζόμενων ποσοτήτων αέρα αραίωσης ανάντη της εισόδου του εναλλάκτη.

Ένα σύστημα αποσβεστήρα αέρα αραίωσης χρησιμοποιείται συχνά για:

Θερμοκρασία αερίου στην είσοδο

Αποτρέψτε την τοπική υπερθέρμανση

Σταθερή λειτουργία του εναλλάκτη

Προστατέψτε το συγκρότημα σωλήνα PTFE.

Η μέτρηση της θερμοκρασίας στην είσοδο του εναλλάκτη θεωρείται ζωτικής σημασίας για την ασφαλή μακροπρόθεσμη-λειτουργία.

Γιατί οι εναλλάκτες μετάλλων αποτυγχάνουν συχνά σε αυτήν την υπηρεσία
Κατά τη διαδικασία της νιτροανθρακοποίησης, τα συστήματα εξάτμισης παρουσιάζουν διάφορα προβλήματα στους συμβατικούς μεταλλικούς εναλλάκτες.

Διάβρωση του συμπυκνώματος
Πολλοί ανοξείδωτοι χάλυβες και επικαλυμμένα μέταλλα προσβάλλονται από συμπυκνωμένα άλατα και αλκαλικά διαλύματα.

Προσκόλληση στην κατάθεση
Τα κρυσταλλικά άλατα έχουν ισχυρή συγγένεια με μεταλλικές επιφάνειες που επιταχύνει τη ρύπανση και την απόφραξη.

Περιορισμοί Καθαρισμού
Τα επιθετικά διαλύματα καθαρισμού μπορεί να καταστρέψουν το υλικό του μεταλλικού σωλήνα ή την προστατευτική επίστρωση.

Καταπόνηση Θερμικής Κυκλοφορίας
Σε μεταλλικά συστατικά που εκτίθενται σε χημικά ενεργά συμπυκνώματα, αρκετοί θερμικοί κύκλοι ενισχύουν τη σύζευξη της διάβρωσης και της κόπωσης.

Το PTFE ξεπερνά αρκετές από αυτές τις ανησυχίες, όχι μόνο όσον αφορά την αντοχή στη διάβρωση, αλλά λόγω της χημικής του αδράνειας.

Ψύκτες εξάτμισης PTFE: Θεωρήσεις σχεδιασμού
Αρκετές πτυχές μηχανικής είναι κρίσιμες στο σχεδιασμό των εναλλάκτη PTFE για την υπηρεσία εξάτμισης κλιβάνου.

Έλεγχοι θερμοκρασίας
Η σωλήνωση φθοριοπολυμερούς πρέπει να προστατεύεται ελέγχοντας στενά τη θερμοκρασία εισόδου.

Έλεγχος της ταχύτητας του αερίου
Η ροή του αερίου πρέπει να είναι επαρκής για να αποτρέπει την υπερβολική καθίζηση των σωματιδίων, αλλά όχι τόσο υψηλή ώστε να προκαλεί υπερβολική μείωση της πίεσης.

Σχεδιασμός Αποχέτευσης
Τα συστήματα αποστράγγισης συμπυκνωμάτων πρέπει να είναι σχεδιασμένα ώστε να αποτρέπουν τη συγκέντρωση υγρού στο κέλυφος του εναλλάκτη.

Πρόσβαση για Συντήρηση
Οι θύρες πρόσβασης και τα συστήματα πλύσης επιτρέπουν τον εύκολο καθαρισμό τυχόν συσσωρευμένων εναποθέσεων αλατιού.

Δομικά στηρίγματα
Η μηχανική αντοχή του PTFE είναι μικρότερη από αυτή των μετάλλων, επομένως η επαρκής απόσταση στήριξης σωλήνων είναι απαραίτητη για την αποφυγή κραδασμών ή χαλάρωσης.

Περίληψη
Οι εναλλάκτες θερμότητας PTFE είναι στιβαρές,{0}}λύσεις χαμηλής συντήρησης για την ανάκτηση απορριμμάτων- θερμότητας από ένα από τα πιο εχθρικά χημικά ρεύματα καυσαερίων στη βιομηχανία θερμικής-επεξεργασίας μετάλλων. Με τη λεία αντικολλητική του επιφάνεια, το PTFE μπορεί να αντέξει τα διαβρωτικά συμπυκνώματα, να αντισταθεί στη χημεία κυανικών και ανθρακικών αλάτων και να ελαχιστοποιήσει τη ρύπανση των αλάτων, επιτρέποντας αξιόπιστη ψύξη σε περιπτώσεις όπου πολλοί μεταλλικοί εναλλάκτες αποτυγχάνουν.

Η ανακτώμενη θερμική ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση της απόδοσης των εγκαταστάσεων με προθέρμανση του αέρα καύσης, θέρμανση του νερού τροφοδοσίας του λέβητα και ευρύτερη ενσωμάτωση της ανάκτησης ενέργειας. Με επαρκή έλεγχο της θερμοκρασίας εισόδου και διαχείριση του αέρα αραίωσης, οι εναλλάκτες PTFE αποδίδουν καλά ακόμη και σε σκληρό σέρβις κλιβάνου νιτροανθρακοποίησης.

Με το κατάλληλο σύστημα υλικών φθοριοπολυμερών, οι σημερινές μονάδες θερμικής επεξεργασίας μπορούν ακόμη και να μετατρέψουν τα επιβλαβή και διαβρωτικά καυσαέρια σε μια προσοδοφόρα πηγή ενέργειας.