Ako sa PTFE výmenníky tepla používajú pri rekuperácii tepla z horúcej korozívnej chladiacej vody?

Keď je do ochladzovacej nádrže{0}} ponorená rozžeravená oceľ, dochádza k obrovskému uvoľneniu tepelnej energie do chladiacej vody. Para prebubláva z povrchu nádrže a zvyšná kvapalina sa postupne mení na chemicky nepriaznivú zmes rozpustených kovov, kyslých chemikálií a abrazívnych okují. Kľúčovým technickým problémom je získavanie tepla z tohto nepriateľského prúdu, pretože konvenčné kovové výmenníky tepla v nepretržitej prevádzke čoskoro korodujú, zanášajú sa alebo sa rozbijú. Tepelné výmenníky PTFE sa vyvinuli ako veľmi životaschopná alternatíva, ktorá prežije korozívne prostredie a premieňa odpadové teplo na využiteľnú procesnú energiu.

V dôsledku toho sa systém horúceho korózneho ochladzovania PTFE výmenníka stáva čoraz dôležitejším v oceliarňach, kovárňach a zariadeniach na priemyselné tepelné spracovanie s cieľom dosiahnuť energetickú účinnosť a lepšie environmentálne vlastnosti.

Povaha hasiacej vody pri spracovaní ocele
Ochladzovacia voda je oveľa agresívnejšia ako bežná priemyselná chladiaca voda. V následných tepelných cykloch kvapalina zbiera komplikovanú zmes nečistôt z procesov výroby ocele.

Bežné zložky hasiacej vody
Voda v obehu môže obsahovať:

Oxidy železa rozpustené

Častice mlynského kameňa

Chloridy

Hromadenie uhlíka-

Rozpustené kovy

Kyslé látky

V niektorých zariadeniach môže ochladzovací systém zachytiť stopy kyseliny chlorovodíkovej z moriacich operácií. Dokonca aj bez priameho znečistenia kyselinou môže rozpustený oxid uhličitý vytvárať slabú kyselinu uhličitú vo vode, čím sa znižuje pH a zvyšuje sa korózia v typických kovových výmenníkoch tepla.

Teplota bude vo všeobecnosti spadať medzi 50 až 90 stupňov, čo je v rámci tepelných prevádzkových limitov rúrok výmenníka tepla z PTFE.

Kovové výmenníky tepla Prečo zlyhávajú pri chladení vody
Aplikácia horúcej ochladzovacej vody môže spôsobiť rýchle poškodenie bežných plášťových{0}}a{1}}rúrkových výmenníkov tepla vyrobených z uhlíkovej ocele alebo nehrdzavejúcej ocele.

Kombinované chemické a mechanické namáhanie
Procesný tok sa zameriava na kovové výmenníky rôznymi metódami súčasne:

Stresový faktor Vplyv na kovové výmenníky
Korózia, jamková kyslá chémia
Kontaminácia chloridmi Stresová korózia Praskanie
Zrnitosť mlynskej stupnice Poškodenie eróziou
Únavové praskanie Tepelný šok
Oxidácia a tvorba vodného kameňa Vystavenie kyslíku
Jednou z najťažších prevádzkových podmienok je priemyselné tepelné spracovanie, ktoré kombinuje účinky tepla, suspendovaných častíc a kyslej chémie.

V oceliarni je teraz zdrojom horúci korozívny odpad, ktorý putoval na skládku, ale iba vtedy, ak materiál výmenníka vydrží dostatočne dlho na to, aby úspešne zachytil dostupnú energiu.

Prečo je PTFE dobrou voľbou pre korozívnu ochladzovaciu vodu Jedinečná kombinácia chemickej odolnosti, tepelnej stability a povrchových vlastností PTFE ho robí vhodným pre túto aplikáciu.

Odolnosť voči kyslej vode
PTFE hadičky sú takmer imúnne voči:

Znečistenie kyselinou chlorovodíkovou

Kyselina uhličitá H2CO3

Voda s vysokým obsahom chloridu

Kovové soli v roztoku

Na rozdiel od kovových materiálov PTFE neoxiduje, nepraská ani nekoroduje pri stálom vystavení kyslej procesnej vode.

Nelepivý-povrch proti znečisteniu
Vodný kameň sa nechce prilepiť na hladký povrch fluórpolyméru." Závesné okoviny a zvyšky oxidu železa by mali menšiu tendenciu silne priľnúť k stene rúrky.

Táto nepriľnavá{0} povaha pomáha znižovať:

Znečistený nános

Zvýšený pokles tlaku

Zhoršenie prenosu tepla

Ako často by som mal čistiť?

Predná filtrácia je stále dôležitá, pretože veľké abrazívne častice môžu stále spôsobovať opotrebovanie, ak sa nechajú voľne cirkulovať.

Odolnosť proti tepelným šokom zvýšená flexibilitou
Ochladzovací systém zažíva rýchle zmeny teploty, keď sa do kúpeľa prerušovane vkladá horúca oceľ. PTFE hadica je dostatočne flexibilná, aby sa prispôsobila tepelnej expanzii a kontrakcii, čím sa vyhne problémom s praskaním spojeným s tvrdými kovovými systémami.

Prevádzka PTFE výmenníka horúcou koróznou vodou
V typickej inštalácii horúca ochladzovacia voda cirkuluje cez stranu plášťa alebo stranu rúrky plášťa a rúrkového výmenníka z PTFE, zatiaľ čo samostatná slučka čistej vody absorbuje získané teplo.

Proces rekuperácie tepla
Tepelná energia odobratá z ochladzovacej vody sa potom môže znovu použiť na:

Predohrev prídavnej vody-kotla

Ohrev procesných kúpeľov

Vykurovacie systémy budov

Predhrievanie umývacej vody

Priemyselné vykurovacie záťaže, pomocné

Táto uzavretá slučka regenerácie zabraňuje prenosu kontaminácie a umožňuje značné opätovné využitie energie v rámci zariadenia.

Výkon systému horúcej korozívnej ochladzovacej vody PTFE výmenníka závisí od udržiavania primeraného prenosu tepla s minimálnym znečistením a hydraulickým obmedzením.

Dôležitosť odstraňovania vodného kameňa pred výmenníkom
PTFE celkom dobre odoláva zanášaniu, avšak pred vstupom do výmenníka je potrebné odstrániť veľké suspendované materiály.

Usadzovacie nádrže, sitká
Vo väčšine nastavení je potrebná usadzovacia nádrž alebo sitko proti prúdu.

Systémy odstraňujú:

Veľké kusy mlynského kameňa

Častice ťažkého oxidu železitého

Kovové trosky

Abrazívne častice

Ak nie je pred-filtrovaný, nadmerné zaťaženie časticami môže:

Obmedzte prietokové cesty

Zvýšte riziko erózie

Nižšia účinnosť prenosu tepla

Zvýšenie nárokov na údržbu

Dobré hospodárenie s pevnými látkami výrazne predlžuje životnosť výmenníkov.

Tepelný výkon a dizajn systému
Vzhľadom na horšiu tepelnú vodivosť PTFE ako kovy je potrebná inteligentná konštrukcia výmenníka, aby sa dosiahol primeraný výkon prenosu tepla.

Ako sa na to dizajnéri vynahradzujú
Výkon sa vo všeobecnosti zvyšuje:

Väčší povrch trubice

Tenkostenné potrubie

Zvýšená turbulencia tekutín

Viac{0}}prechodové nastavenia

Optimalizované rýchlosti prúdenia

Znížená vodivosť PTFE je zmiernená relatívne vysokými procesnými teplotami v aplikáciách ochladzovacej vody, čo spôsobuje veľký teplotný rozdiel na povrchu výmenníka.

Ekonomická poznámka: Rýchla návratnosť s rekuperáciou energie
Rekuperácia odpadového tepla z ochladzovacej vody môže viesť k významným prevádzkovým úsporám v energeticky náročných oceliarňach a zariadeniach na tepelné spracovanie.

Úspora spotreby paliva
„Priamo znižuje dopyt po rekuperovanom teple:

Plynový kotol

Systémy na výrobu pary

Procesné vykurovacie zariadenia.

V mnohých zariadeniach výmenník nepretržite zachytáva tepelnú energiu, ktorá by sa inak uvoľnila do chladiacich veží alebo systémov odpadových vôd.

Spoločné ekonomické výhody
Ekonomické výhody môžu zahŕňať:

Nižšia spotreba paliva

Znížené náklady na prevádzku kotla

Nižšie emisie skleníkových plynov

Menšia potreba chladiacej vody

Zvýšená celková účinnosť rastlín

Systémy zhášania často pracujú neustále a množstvo získanej energie môže byť veľké. V mnohých prípadoch môže byť doba návratnosti PTFE výmenníka tepla ukončená v primerane krátkom čase samotnou úsporou paliva.

Výhody udržateľného spracovania ocele
Výroba ocele a tepelné spracovanie sú tradične energeticky náročné podniky s vysokými tepelnými stratami. Rekuperácia tepla z ochladzovacej vody zvyšuje celkovú energetickú účinnosť a znižuje dopad na životné prostredie.

Nižší tepelný odpad
Získaná energia sa efektívne využíva niekde inde v závode, namiesto vypúšťania tepla do atmosféry alebo systémov odpadových vôd.

To dáva:

Vylepšená udržateľnosť procesov

Znížené emisie uhlíka

Znížený dopyt po energii

Vyššia tepelná účinnosť

Odolnosť PTFE proti korózii toleruje chemickú agresivitu prevádzkových podmienok, čím sa táto metóda obnovy udržiava ekonomicky životaschopná.

Záver
Tepelné výmenníky PTFE poskytli realizovateľné riešenie na obnovu energie z jedného z najnepriateľskejších tokov odpadu v oceliarskom priemysle. Výmenníkové systémy PTFE odolávajú kyslej, na chloridy-bohatej ochladzovacej vode, tolerujú suspendované častice vodného kameňa a tepelný šok a premieňajú korozívny procesný odpad na ziskový tepelný zdroj.

V oceliarňach a zariadeniach na tepelné spracovanie pomáha použitie systému horúcej korozívnej ochladzovacej vody z PTFE výmenníka minimalizovať spotrebu paliva, zlepšovať energetickú účinnosť a získavať teplo, ktoré by sa inak premrhalo. Fluórpolymérové ​​výmenníky, ak sa používajú v spojení s odstraňovaním vodného kameňa a vhodnou hydraulickou konštrukciou, môžu poskytovať spoľahlivú prevádzku v podmienkach, ktoré rýchlo degradujú konvenčné kovové zariadenia.

Výber materiálov schopných odolať najagresívnejšiemu chemickému prostrediu sa stáva čoraz dôležitejším pre získavanie energie a environmentálne zlepšovanie priemyselných tepelných procesov. V mnohých prípadoch vhodný fluórpolymér spĺňa oba ciele súčasne.