Hogyan viszonyul a szennyeződési arány a PTFE hőcserélőben az üvegbevonatú{0}}egységhez képest a polimerfeldolgozás során?

Egy polimerfeldolgozó üzem hőcserélőket használ a ragadós, olvadt vagy oldott műanyagok melegítésére és hűtésére. Míg az üvegbevonatú- és a PTFE hőcserélők kiváló korrózióvédelmet nyújtanak, felületük teljesen eltérő módon küzd a polimer szennyeződés elkerülhetetlen felhalmozódásával. A felülettől függ, hogy milyen gyakran kell a létesítményt leállítani a költséges és összetett tisztítás miatt.

A PTFE és az üvegbevonatú hőcserélő eltömődési sebességének összehasonlítása alapvetően a felületi energia, a tapadásfizika és a polimerek különböző anyagfelületekkel való kölcsönhatásának vizsgálata.

Felületi energia és a szennyeződési viselkedés kezdete
A felületi energia és a nedvesítési tulajdonságok nagymértékben befolyásolják a szennyeződéseket a polimer használatában. Az üveg és a PTFE a szerves polimerekkel való kölcsönhatás két végletét képviseli.

Az üveg hidrofil és nagy energiájú felület. A PTFE felülete nagyon hidrofób és alacsony energiájú. Ez a különbség alaposan megváltoztatja a polimer láncok viselkedését, amikor a hőcserélő falával találkoznak.

Az üveg úgy ragaszkodik a polimerhez, mint nedves kéz a jéghez; A PTFE lehetővé teszi a csúszást...

Üveges{0}}felületekhez:

Az adhéziót elősegítik a poláris vagy fél{0}}poláris helyek az interakcióhoz

A polimer láncok kinyúlnak és a felületen rögzítődnek

A vékony lemezekből eleinte vastag szigetelőrétegek alakulnak ki

A tisztítást gyakran durva vegyi vagy termikus módszerekkel végzik

PTFE felületekhez:

Nagyon alacsony felületi energia

A tapadási erők jelentősen csökkennek

A polimer lerakódása gyenge, és könnyen megzavarja az áramlást

A szennyeződési rétegek vékonyabbak és kevésbé stabilak

Elszennyeződési arány a polimer feldolgozásban: Összehasonlítás
A PTFE és az üvegbevonatú hőcserélő eltömődési sebességű polimer alkalmazásokban szerzett üzemeltetési tapasztalatok ismételten azt mutatják, hogy a PTFE felületek hajlamosak kevésbé tartós szennyeződéseket gyűjteni hasonló körülmények között, különösen az alábbi esetekben:

Polietilén (PE) olvadékok és oldatok

PP folyamatáramok (polipropilén)

Hidrofób polimer és oldószer keverékek

Magas oligomertartalmú ragadós technológiai folyadékok

Az üveg{0}}bevonatú berendezések kémiailag rugalmasak, de ezekben a helyzetekben hajlamosak tartósabb lerakódásokat képezni a nagyobb felületi tapadás miatt.

A PTFE által általában előállított szennyeződési rétegek a következők:

Karcsúbb,

Fizikailag gyengébb

Könnyebb megszabadulni áramlási nyírással.

Érzékenyebb az enyhe tisztítási ciklusokra

Ez hosszú ideig tartó folyamatos működéshez vezet a leállások között.

Tisztítási tevékenység és befolyás a működésre
A tisztítás gyakorisága a polimergyártás működési költségeinek jelentős hajtóereje. A szennyeződési viselkedés változásai közvetlenül befolyásolják az üzem hatékonyságát.

Üvegbélésű hőcserélőkhöz:

Gyakran mechanikai vagy vegyi tisztítást igényel

A ragadós polimer szolgáltatás csökkenti az állásidőt

A tisztítási ciklusok után filmmaradványok maradhatnak

PTFE hőcserélőkhöz,

A szennyeződési rétegek kevésbé tapadnak

A termikus vagy oldószeres öblítés gyakran elegendő

Rövidebb és kevésbé erőteljes tisztítási ciklusok

Csökken a vegyszerek használata

Ez jobb üzemidőt és kisebb karbantartási intenzitást jelent a PTFE{0}}alapú rendszerekben.

Cserélje ki-a hővezetőképességet
A PTFE szennyeződési ellenállása ellenére jelentős tervezési korlátai vannak a rossz hővezetőképesség formájában. A PTFE rosszabb hővezető, mint az üveggel bélelt acél.

Ez ad:

Nagyobb hőátadó felületre van szükség

Megnövelt hőcserélő mérete azonos feladathoz

Megnövekedett tőkelábnyom potenciál

Alacsonyabb hőáram egységnyi területre

Az üveg{0}}bevonatú rendszerek nagyobb valószínűséggel szennyeződnek, de általában nagyobb a térfogategységenkénti hőhatékonyságuk a jobb hővezetés miatt a fémhordozón.

A folyamatkémia hatásai
A szennyeződési viselkedés nem univerzális, és nagyon függ a következőktől:

A polimer molekulatömegeinek megoszlása

Az oldószer polaritása

Hőmérséklet profil.

Nyírási feltételek a hőcserélőben

Egyes oldószerben-dús vagy részben elegyedő oldatokban a PTFE és az üveg közötti különbségek kevésbé szembetűnőek lehetnek. A PTFE előnye különösen nyilvánvaló a nagyon ragadós hidrofób polimer olvadékok esetében.

A működési stratégiára gyakorolt ​​hatások
A PTFE vagy üvegbevonatú hőcserélők{0}}választása a polimerfeldolgozás során általában kompromisszum a következők között:

Elszennyeződés ellenállás

Teljesítmény melegben

Nyomáskorlátozások

Az anyagok szilárdsága

Karbantartási megközelítés

A PTFE-t gyakran választják olyan rendszerekben, amikor a szennyeződéssel kapcsolatos leállási idő uralja az üzemeltetési költségeket. Az üvegfalú egységek előnyben részesíthetők, ha a kompakt kialakítás és a nagyobb nyomáskapacitás elengedhetetlen.

Absztrakt
A PTFE alacsony felületi energiája jelentős működési előnyt biztosít a ragadós polimerek eltömődésével szembeni ellenállásban. Polimer alkalmazásoknál a PTFE és az üvegfalú hőcserélő, a PTFE szennyeződési aránya, bár rosszabb a hőmérsékleti és nyomási teljesítménye, általában hosszabb üzemidőt, könnyebb tisztítást és kevésbé intenzív karbantartást tesz lehetővé.

A legjövedelmezőbb hőcserélő az, amely folyamatosan működik. Ez a szennyeződési gyakoriság csökkenése gyakran meghaladhatja a nyers termikus hatékonyságot számos polimerfeldolgozási alkalmazásban, így a PTFE kiváló jelölt az üzemidő és a folyamatfolytonosság maximalizálására.