Hogyan kezelik a grafitcserélők az iszapokat és a szilárd anyagokat{0}}a terhelt folyadékokat a PTFE csőcserélőkkel összehasonlítva?

Az eljárási áramok szilárd anyagokat, finom katalizátorokat, ásványi csapadékot vagy polimer gyöngyöket tartalmazhatnak. Fontos tervezési szempont ezen anyagok kezelése, hogy elkerüljük a dugulást és az eróziót a hőcserélőben, ahol a grafit és a PTFE egészen eltérően viselkedik. A nem megfelelő anyag kiválasztása rendszeres tisztítást, idő előtti meghibásodást vagy akár nem tervezett leállást is jelenthet. A grafit és a PTFE hígtrágya kezelési tulajdonságai közötti különbség megértése segíthet a megfelelő választásban minden alkalmazáshoz.

Grafittömb-cserélők: kopásálló, de dugulásra érzékeny
A grafit hőcserélők gyakran tömbök vagy kockák, amelyekbe egyenes csöveket fúrnak át (általában 10-20 mm átmérőjű) a technológiai közeg áramlására. Maga az anyag keménysége miatt jó kopásállósággal rendelkezik, és jobban tolerálja a kemény szilárd részecskék súrlódását, mint a PTFE. A hőcserélőkben használt széngrafit-minőségek erős kopásállósággal rendelkeznek a kristályos vagy fémes részecskékkel szemben.

A grafit problémája nem az erózió, hanem a hidraulikus akadály. A kis egyenes folyosók nem hagynak teret semmilyen mozgásnak vagy kitérőnek. Az eltömődés gyorsan megtörténik, ha az anyagok agglomerálódnak, leülepednek vagy a járat átmérőjénél nagyobb részecskéket tartalmaznak. Rostok, ragadós csapadékok vagy szabálytalan alakú részecskék hidalják át a lyuk nyílását. Ha az útvonal el van akadályozva, tisztításra van szükség, ami mechanikai rúdzást vagy kémiai feloldódást vonhat maga után, ami általában a hőcserélő üzemen kívül helyezését igényli. Nincs alternatív áramlási út. Egyetlen eltömődött lyuk csökkentheti a hőátadó képességet, több dugulás pedig értéktelenné teheti az egységet.

A grafittömb hőcserélők használata nem javasolt rostokat, nagy agglomerátumokat vagy egyéb szilárd anyagokat tartalmazó szolgáltatásokhoz, amelyek alacsony áramlási körülmények között hajlamosak leülepedni. Átlátszó, nem-koptató folyadékokban működnek a legjobban, ahol a magas hővezetőképesség (100-150 W/mK) a legfontosabb kritérium.

PTFE csőcserélők: Rugalmas, de dugulásra hajlamos-hajlamos, eróziós-hajlamos
A PTFE (politetrafluoretilén) csőkötegek{0}}egy másik kompromisszumot kínálnak. A PTFE természeténél fogva puha. Ha nagy sebességgel haladó kemény, éles részecskéknek van kitéve, gyorsabban elhasználódik, mint a grafit. Idővel a csiszolóanyagok, például homok, finom katalizátor vagy fém-oxidok átkophatnak a csövek falán, és szivárgást okozhatnak. A sebesség kritériumai fontosak. Az iszapok esetében legalább 1,5-2 m/sec sebesség szükséges az ülepedés megakadályozására, de a 3 m/sec-nél nagyobb sebesség növeli az eróziót.

Másrészt a PTFE csövek két okból kevésbé hajlamosak a dugulásra. A szilárd anyagok kevésbé tapadnak meg a sima tapadásmentes furat miatt. A PTFE rugalmassága lehetővé teszi, hogy a cső egy kicsit megnyúljon, és maradandó károsodás nélkül áthaladjon egy kissé nagy részecskén. A csőköteg több párhuzamos útvonalat is kínál (gyakran több száz apró átmérőjű csövet), így egyetlen dugaszolt cső nincs hatással a teljes hőátvitelre. A tisztítást gyakran a helyben az áramlás megfordításával vagy öblítéssel végzik.

A szennyezett szolgáltatásokban, ahol az anyagok puhák, szabálytalanok vagy alacsony koncentrációjúak, a PTFE rugalmassága előnyt jelent. A PTFE csöves hőcserélők stabil, alacsony karbantartási igényű működést biztosítanak az időszakos részecskék számára a folyamatos iszap helyett.

Döntési keret: Szilárdtestek jellemzői Válassza az opciót
A PTFE-iszap és a grafitkezelés sikeres kiválasztása az érintett anyagok gondos értékelésének függvénye. Az ajánlott megközelítés a következő döntési tényezőkön alapul:

Grafit blokk PTFE cső szilárd anyag jellemző
A részecskeméret < 1/3 átmérőjű (általában<3-6 mm)Can pass particles up to tube ID (typically 5-10 mm); flexibility helps
Részecskekeménység Jó ellenállás (Mohs 1-2) Rosszul ellenáll, Kerülje az éles vagy durva koptató részecskéket
Részecske alakja Lekerekített vagy szögletes. Kerülje el a rostos anyagokat. A szálak és lágy agglomerátumok könnyen átfolynak
5 térfogatszázaléknál kisebb koncentráció kívánatos; megnövekedett leülepedési veszély 15-20% megfelelő sebességgel megvalósítható
Tapadás/ragadás
Egyik anyag sem alkalmas finom, kemény,{0}}gyorsan mozgó iszapok, például szénhidrogénáramban lévő katalizátorrészecskék vagy hidrometallurgiában ásványi zagy feldolgozása. Az ilyen súlyos koptató hatások kerámia vagy szilícium-karbid hőcserélőket igényelhetnek.

A PTFE dugulásállósága és tisztíthatósága miatt gyakran elfogadhatóbb lágy vagy lassan mozgó részecskékhez, például polimer gyöngyökhöz, biológiai iszapokhoz vagy kicsapódott sókhoz. A GRAFIT, ha a nem-koptató folyadékok átlátszóak és a jó hőteljesítmény létfontosságú, és ha hiányoznak a szilárd anyagok, vagy nagyon finomak, ennek ellenére továbbra is a választott anyag marad.

A hígtrágya-szolgáltatás gyakorlati irányelvei
A szilárd anyagokkal{0}}terhelt folyadékokat szállító PTFE hőcserélőkben az áramlási sebességnek elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy megakadályozza az ülepedést. A részecskék szuszpenzióban tartásához minimum 1,5-2 m/s ajánlott. Az időszakos öblítés vagy az áramlás megfordítása segít a felhalmozódott törmelék eltávolításában.

A grafitcserélőkben az áramlás előtti szűréssel vagy egy szűrővel (1-2 mm-es háló) lehet megakadályozni a nagy részecskék bejutását a blokk járataiba. A hőcserélőn lezajló nyomásesést rendszeresen ellenőrzik, így a korai eltömődés észlelhető, mielőtt a kapacitás súlyosan befolyásolná.

Absztrakt
A grafit és a PTFE ellentétes módon hibásodik meg, ezért a szilárd anyagok kezeléséhez a részecskeméret, a keménység és az áramlási rendszer gondos vizsgálata szükséges. A grafit ellenáll a kopásnak, de könnyen bedugul. A PTFE képes kezelni a lágy és ragadós anyagokat anélkül, hogy akadályozná, de erodálódik a kemény részecskék támadásakor. Nincs mindenre alkalmas megoldás a hígtrágya használatára. A hőcserélő sikeres kiválasztásához szükség van a folyadék teljes megértésére, beleértve az összes szennyeződését,{4}}nem csak a tömeg összetételét. Ha a szilárdanyag-profil ismeretlen vagy nagyon változó, a legbiztonságosabb út a konzervatív tervezés nagyobb csatornákkal (grafit) vagy cserélhető csőkötegekkel (PTFE).