Masalah Enapcemar dalam Prarawatan
Talian prarawatan fosfat besi menghasilkan aliran enap cemar yang berterusan. Ion ferus daripada pelarutan bahan kerja keluli bertindak balas dengan ion fosfat dan pengoksida dalam tab untuk membentuk fosfat besi tidak larut. Mendakan agar-agar ini mendap pada setiap permukaan yang direndam. Penukar haba, beroperasi pada 55-65 darjah , sangat terdedah. Permukaan panas mempercepatkan tindak balas pemendakan. Enapcemar terkumpul dengan cepat.
Penukar haba keluli tahan karat dalam tangki prarawatan memerlukan pembersihan mekanikal setiap 2-4 minggu. Enapcemar fosfat besi, dicampur dengan titanium fosfat dari penapis bijirin, membentuk skala yang keras dan melekat. Penyahkekal memerlukan tangki disalirkan, gegelung ditanggalkan atau diakses dengan susah payah, dan penimbang dicacah atau dilarutkan dengan asid terhalang. Setiap acara pembersihan menggunakan 4-6 jam masa pengeluaran.
Penukar haba PTFE dalam perkhidmatan yang sama menahan lekatan enap cemar. Selang pembersihan berlangsung dari minggu ke bulan. Apabila pembersihan akhirnya diperlukan, enap cemar terbebas dengan mudah daripada-permukaan PTFE tenaga rendah tanpa kaedah mekanikal atau kimia yang agresif.
Perbezaan Mekanisme Lekatan
Enap cemar fosfat besi melekat pada permukaan logam melalui pelbagai mekanisme. Daya tarikan elektrostatik antara zarah enapcemar bercas dan permukaan oksida logam menyediakan lampiran awal. Ikatan kimia antara kumpulan fosfat dalam enapcemar dan kumpulan hidroksida logam pada permukaan keluli tahan karat teroksida menguatkan ikatan. Saling mengunci mekanikal apabila enap cemar mengering dan menghablur semasa tempoh penyejukan melengkapkan lekatan yang teguh.
PTFE menghapuskan setiap mekanisme ini. Permukaan elektrik tidak-konduktif-tiada tarikan elektrostatik berkembang. Permukaan karbon-fluorin tidak mempunyai kumpulan hidroksil untuk ikatan fosfat. Tenaga permukaan 18-20 mN/m terlalu rendah untuk zarah fosfat kutub basah dan merebak. Mana-mana enap cemar yang mendapan secara graviti terletak di permukaan tanpa lampiran kimia atau mekanikal.
| Parameter Lekatan Enapcemar | Permukaan Keluli Tahan Karat | Permukaan PTFE |
|---|---|---|
| Tenaga permukaan (mN/m) | 40-50 | 18-20 |
| Daya tarikan elektrostatik kepada enapcemar | Kuat (permukaan oksida bercas) | Tiada (tidak-konduktif) |
| Ikatan kimia dengan fosfat | Ya (ikatan logam-fosfat) | Tiada (C-F permukaan) |
| Jalinan mekanikal | Ya (kekasaran permukaan 1-3 μm Ra) | Minimum (kekasaran permukaan 0.1-0.3 μm Ra) |
| Kekuatan lekatan enap cemar (relatif) | 1.0 (garis dasar) | 0.05-0.1 |
| Kaedah pembersihan | Serpihan mekanikal + asid | Bilas air atau lap lembut |
Kesan Operasi dan Kos
Selang pembersihan yang dilanjutkan secara langsung meningkatkan masa operasi pengeluaran. Talian prarawatan yang sebelum ini berhenti selama 4 jam setiap 3 minggu untuk pembersihan pemanas kini berhenti selama 1 jam setiap 12 minggu untuk bilas mudah. Waktu produktif tahunan meningkat lebih kurang 60 jam setiap tangki-bernilai $30,000-$60,000 bergantung pada nilai daya pengeluaran pengeluaran.
Penghapusan pembersihan mekanikal mengekalkan permukaan penukar haba. Gegelung keluli tahan karat mengalami kerosakan yang progresif daripada serpihan berulang dan penyahkekal asid-penipisan dinding, kekasaran permukaan yang mempercepatkan kekotoran pada masa hadapan dan penggantian akhirnya. Gegelung PTFE tidak mengalami kerosakan akibat pembersihan-. Permukaan kekal licin dan tahan kotoran-sepanjang hayat peralatan.
Pengurangan asid sisa daripada operasi penyahkerakan merendahkan penjanaan sisa berbahaya kemudahan itu. Setiap peristiwa penyahkerakan menghasilkan 50-100 liter asid terpakai yang mengandungi fosfat besi terlarut dan ion logam. Menghapuskan 15-20 peristiwa penyahkeringan setahun setiap tangki mewakili pengurangan bermakna dalam kos rawatan sisa dan beban pelaporan alam sekitar.
Ringkasan
Penukar haba PTFE menghapuskan pengumpulan enap cemar fosfat besi pada permukaan pemanas dalam tangki prarawatan melalui gabungan tenaga permukaan rendah, ketiadaan tapak ikatan kimia dan bukan{0}}kekonduksian elektrik. Permukaan kalis -kotoran memanjangkan selang pembersihan dari minggu ke bulan dan membolehkan pembersihan bilas air-lembut dan bukannya pembersihan kerak mekanikal dan kimia yang agresif.
Faedah operasi termasuk peningkatan masa operasi pengeluaran, penghapusan-kerosakan permukaan yang disebabkan oleh pembersihan, jangka hayat peralatan yang dilanjutkan dan pengurangan penjanaan sisa berbahaya daripada operasi penyahkerak.
Sokongan kejuruteraan untuk spesifikasi penukar haba PTFE dalam fosfat besi dan aplikasi prarawatan lain tersedia selepas penyerahan kimia mandi, suhu operasi, kekerapan dan kaedah pembersihan semasa, dan dimensi tangki.
