Akú úlohu zohrávajú PTFE ohrievače pri predhrievaní morskej vody pre viac{0}}účinné destilačné odsoľovanie?

Na využitie tepla na premenu slanej vody na sladkú sú potrebné veľké výmenníky tepla a ohrievače, ktoré musia odolať horúcej korozívnej soľanke. Aby sa predišlo tepelnému šoku v prvom stupni výparníka zariadenia na multi{1}}efektovú destiláciu (MED), vstupujúca morská voda sa ohrieva. Žiadny kovový ohrievač sa nemôže rovnať odolnosti proti korózii a-odvápňovaniu ako PTFE ponorný ohrievač, vďaka čomu je ideálny pre túto ohrievaciu operáciu.

Viac{0}}efektový krok predhrievania destilácie
Surová slaná voda pri izbovej teplote (15–25 stupňov) sa čerpá v smere prvého účinku výparníka štandardným postupom odsoľovania MED. Bez predohrevu by prudké zvýšenie teploty vo výparníku malo za následok tepelný šok, ktorý by urýchlil usadzovanie vodného kameňa a spôsobil by mechanické namáhanie tenkých teplovýmenných plôch. Výsledkom je, že pred vstupom do prvého efektu sa prichádzajúci prúd predhreje na 85 až 90 stupňov.

Toto je nevyhnutný krok predhrievania. Znižuje možnosť lokalizovaného varu, ktorý spôsobuje tvorbu tvrdého vodného kameňa, zvyšuje celkový koeficient prenosu tepla a stabilizuje tepelný profil naprieč výparníkom.

Prečo táto služba nefunguje s kovovými ohrievačmi
V každom systéme, ktorý zvláda morskú vodu, je boj s vodným kameňom a koróziou každodenným bojom. V horúcom, okysličovanom prostredí s-morskou vodou bohatou na chloridy by sa kovový ohrievač pozostávajúci z titánu, nehrdzavejúcej ocele alebo zliatin medi-niklu rýchlo znehodnotil. Napriek svojej odolnosti voči jamkovej korózii nie je titán schopný zastaviť uvoľňovanie iónov stopových prvkov, ako je nikel, meď alebo železo. Podporou kryštalizácie uhličitanu vápenatého a hydroxidu horečnatého na povrchoch výparníka tieto ióny prúdia po prúde a sťažujú kontrolu tvorby vodného kameňa.

Kovové povrchy navyše ponúkajú ideálne miesta pre nukleáciu minerálneho kameňa. Keď sa vytvorí vodný kameň, výkon ohrievača sa drasticky zníži, čo si vyžaduje opakované čistenie kyselinou, ktorá ďalej poškodzuje kovový povrch.

Riešenie PTFE: Odolnosť proti vodnému kameňu{{0} a korózii-
Problém korózie je úplne vyriešený ohrievačom PTFE (polytetrafluóretylén). Dokonca aj pri 90 stupňoch je PTFE chemicky inertný voči soliam, chloridom a celému spektru zložiek morskej vody. Chemické zloženie vody je zachované pre inhibítory vodného kameňa, pretože do prúdu soľanky nie sú vypúšťané žiadne kovové ióny.

Nepriľnavý povrch PTFE-je rovnako významný. Síran vápenatý a hydroxid horečnatý sú príklady minerálnych šupín, ktoré veľmi zle priľnú k PTFE. V dôsledku toho sa v porovnaní s akýmkoľvek kovovým povrchom výrazne znižuje rýchlosť tvorby vodného kameňa. Intervaly údržby sa často predlžujú z týždňov na mesiace, pretože ohrievač si zachováva svoju účinnosť dlhší čas a vyžaduje oveľa menej čistenia kyselinou.

Teplotný rozsah a bezpečnostná rezerva pre výkon predhrievania
V systémoch MED je cieľová teplota predohrevu zvyčajne medzi 85 a 90 stupňami. PTFE ponúka 20-stupňovú bezpečnostnú ochranu v prevádzkovom bode vďaka svojmu nepretržitému prevádzkovému limitu približne 110 stupňov. Tento nárazník zaručuje dlhodobú-stabilitu materiálu, ktorá eliminuje možnosť zmäknutia alebo deformácie. Pri aplikáciách vyžadujúcich vyššie teploty je potrebné vziať do úvahy iné materiály, hoci PTFE je v rámci typického predhrievacieho okna MED úplne spoľahlivý.

V mnohých zariadeniach na tepelné odsoľovanie sa preto nastavenie odsoľovania MED s ohrievačom PTFE na predhrievanie morskej vody stalo osvedčeným-a{1}}skutočným štandardom, najmä ak majú najvyššiu prioritu odolnosť proti korózii a riadenie vodného kameňa.

Presná správa napájania pomocou ovládania SCR
Sezónne výkyvy, zaťaženie rastlín a prílivové podmienky ovplyvňujú prietoky morskej vody a vstupné teploty v skutočnej elektrárni MED. Výkon ohrievača je potrebné regulovať, aby sa aj napriek týmto výkyvom udržala konštantná výstupná teplota predohrevu. Na dosiahnutie tohto cieľa sa používa kremíkový-regulátor výkonu riadeného usmerňovača (SCR).

V reakcii na snímač teploty za predhrievačom upravuje regulátor SCR napätie dodávané do PTFE ohrievača. Presným zosúladením prívodu tepla s prietokom a vstupnou teplotou táto regulácia v uzavretej{1} slučke zabraňuje prehriatiu alebo podhriatiu. Tým, že sa zabráni zbytočnému prekmitu alebo pomalej odozve, presná modulácia nielen stabilizuje destilačný proces, ale tiež maximalizuje celkovú energetickú účinnosť zariadenia.

Poznámka k procesu: Kritická hustota wattov
Poznámka k procesu: Je potrebné zabezpečiť nízku hustotu vo wattoch (zvyčajne 2–5 W/cm²), aby sa predišlo pod-podchladeniu varu a lokalizovanej tvorbe vodného kameňa na povrchu PTFE. Aj keď je teplota kvapaliny pod bodom varu, vysoká wattová hustota vedie k lokalizovanému varu filmu pod vrstvou vodného kameňa. Toto mikro{5}}varenie eliminuje nepriľnavosť PTFE{{6}, koncentruje soli a urýchľuje priľnavosť vodného kameňa. Poraďte sa s výrobcom ohrievača, aby ste potvrdili hustotu vo wattoch na základe skutočnej rýchlosti prúdenia a zloženia morskej vody.

Na záver
Riadením korózie a tvorby vodného kameňa pri ohreve morskej vody zohrávajú ohrievače PTFE zásadnú{0}}zákulisnú úlohu{1} pri umožňovaní tepelného odsoľovania. Imunita voči chloridom, nepriľnavý vodný kameň a presné riadenie SCR umožňujú zariadeniam MED spoľahlivo fungovať s menšou údržbou od prvého stupňa predohrevu až po slučky recirkulácie soľanky. Silný výber materiálov je nevyhnutný pre udržateľnú výrobu vody, pretože svetová potreba sladkej vody neustále rastie a PTFE sa ukázal ako kľúčová súčasť tejto rovnice.