Kako se PTFE izmjenjivači koriste za hlađenje vrućih para iz peći za nitrougljičenje u slanoj kupki?

Nitrougljičenje u slanom kupatilu je proces kojim se formira tvrda,-površina otporna na habanje na čeličnim predmetima stavljanjem u rastopljenu kupku od cijanatnih i karbonatnih soli. Ova peć proizvodi vruće izduvne plinove, koji su zajedljivi i otrovni i visoko nabijeni kondenzabilnim česticama soli. Ovaj tok toksičnog plina može se bezbedno ohladiti pomoću PTFE izmjenjivača topline koji vraća važnu toplinu bez korozije ili blokade.

Pitanje tretiranja hemijski zahtjevnog ispušnog plina iz peći i obezbjeđivanja pouzdanog, dugotrajnog-radnja je jedina briga debate o primjenama hlađenja sa nitrougljičnom kupkom izmjenjivača PTFE-a u postrojenjima za toplinsku-obradu metala. Ovdje dolaze PTFE izmjenjivači topline. Nude kombinaciju dobre hemijske inertnosti i glatke, nelepljive površine, što ih čini manje sklonim zaprljavanju kondenzovanim solima.

Slana kupka Nitrocarburizing Ispuh – objašnjeno
Nitrougljičenje u slanom kupatilu je proces za difuziju dušika i ugljika na površinu čelika korištenjem otopina rastopljenih cijanata i karbonata. Tokom rada peć emituje vruće izduvne gasove koji sadrže:

Para cijanata

Karbonatne pare

Alkalne kondenzacije

Salt Aerosol

Fine čestice

Kako se plinovi hlade, dio struje pare se kondenzira u visoko korozivne tečne kapljice i kristalne čvrste tvari. Kondenzat brzo napada metalne površine i akumulirane soli ometaju kretanje plina, čineći ovo okruženje izazovnim za tradicionalne metalne izmjenjivače topline.

Izduvni tok je stoga dvostruki izazov zagađivanja i korozije u isto vrijeme.

Zašto ovdje koristimo PTFE
PTFE ima niz karakteristika koje su pogodne za hlađenje korozivnih izduvnih gasova.

Potpuna otpornost na agresivnu hemiju
Kondenzovane pare nastale tokom nitrougljikovanja mogu biti izuzetno alkalne i hemijski reaktivne. Na PTFE generalno ne utiču:

Cijanati.

Karbonatni kondenzati

Alkalni rastvori za pranje

Sredstva za čišćenje – kisela

Slani aerosol sa vlagom

Otpor štiti cijevi izmjenjivača od brze degradacije koju doživljavaju mnoge metalne legure.

Površinske performanse{0}}ne prianjanja
Najvažnije svojstvo PTFE-a u servisu hlađenja izduvnih gasova je njegova izuzetno niska površinska ljepljivost.

Ravna površina fluoropolimera sprečava nakupljanje:

Kristalne naslage soli

Koncentrovani kondenzati

Polučvrsti slojevi zagađivanja

Ovo svojstvo omogućava daleko manji rizik od začepljenja od konvencionalnih metalnih izmjenjivača.

PTFE hladnjak u fabrici za termičku{0}}obradu je jaka pluća otporna na koroziju-za jedan od najizazovnijih tokova gasa u termičkoj obradi.

Kako radi PTFE izmjenjivač topline
U većini sistema korozivni izduvni gas protiče kroz ljusku izmjenjivača, a rashladni medij struji u PTFE cijevima.

Shell side gas cooling
Struja gasa{0}}napunjena dimom se u početku hladi, a zatim ulazi u omotač izmjenjivača. Kada plin naiđe na hladnije površine PTFE cijevi:

Osjetna toplina se rasipa

Hladiti kondenzabilne pare

Čestice soli počinju da ispadaju

Stvara korozivni kondenzat

PTFE je hemijski inertan dozvoljavajući izmenjivaču da rukuje i gasnom i tečnom fazom procesnog toka.

Tečnost za hlađenje sa strane cijevi
Strana za hlađenje može koristiti:

Reciklirana voda

Rashladna voda za postrojenje

Sistemi ambijentalnog vazduha

Rashladna sredstva na bazi etilen glikola{0}}

Dobivena toplotna energija može se naknadno usmjeriti u druge dijelove postrojenja.

Prednosti povrata topline
PTFE izmjenjivač slane kupke nitrocarburizing sistem za hlađenje je od velike koristi za povrat otpadne topline.

Energija koja se povrati može se koristiti za:

Predgrijavanje zraka za sagorijevanje

Bojlersko grijanje napojne vode

Podržava sisteme tople vode u postrojenjima

Poboljšanje ukupne efikasnosti peći

Smanjenje potrošnje goriva

Budući da peći za nitrougljičenje općenito rade stalno, čak i neznatni dobici u povratu topline mogu dovesti do velikog smanjenja potražnje za energijom u postrojenjima.

Izbjegavanje prljanja i začepljenja
Kontrola zaprljanja je ključna za izduvne sisteme koji su-natrpani solju.

Prednost PTFE glatke površine
Metalni izmjenjivači imaju tendenciju da proizvode tvrde kristalne slojeve čvrsto pričvršćene za unutrašnje površine. Oni smanjuju efikasnost prenosa toplote i povećavaju pad pritiska.

Ne-svojstva PTFE-a smanjuju snagu vezivanja naslaga i stoga olakšavaju uklanjanje nakupljenih ostataka tokom ciklusa održavanja.

Integrisani sistemi za pranje
Šipke za prskanje se ugrađuju u dio školjke u nekoliko instalacija. Ovi sistemi periodično ispiru gasnu stranu vodom ili hemijskim tretmanima za čišćenje.

Otpornost PTFE-a na jaku hemiju čišćenja omogućava operaterima da koriste jače rastvore za pranje bez oštećenja cevi izmenjivača.

Uobičajene tekućine za čišćenje uključuju:

Alkalni deterdženti

Rastvori za uklanjanje kamenca su kiseli

Sistemi za ispiranje vode.

Industrijski specijalizovani deterdženti

Cevi od fluoropolimera ostaju hemijski stabilne tokom svih ovih operacija održavanja.

Napomena o procesu
Potreba za zrakom za razrjeđivanje uzvodno od PTFE izmjenjivača
Temperature izduvnih gasova za sirovo nitrougljičenje obično su između:

200 stepeni i 400 stepeni.

Ove temperature premašuju preporučenu kontinualnu radnu granicu PTFE (~110 stepeni).

Zbog toga se struja plina mora ohladiti prije ulaska u PTFE izmjenjivač topline. Ovo se često radi ubrizgavanjem reguliranih količina zraka za razrjeđivanje uzvodno od ulaza izmjenjivača.

Sistem klapni za razrjeđivanje zraka često se koristi za:

Temperatura gasa na ulazu

Spriječite lokalno pregrijavanje

Uravnotežite rad izmjenjivača

Zaštitite sklop PTFE cijevi.

Mjerenje temperature na ulazu izmjenjivača smatra se vitalnim za siguran dugotrajan rad.

Zašto izmjenjivači metala često pokvare ovu uslugu
U procesu nitrocarburizacije, izduvni sistemi predstavljaju različite probleme konvencionalnim metalnim izmenjivačima.

Korozija kondenzata
Mnogi nehrđajući čelici i obloženi metali su napadnuti kondenziranim solima i alkalnim otopinama.

Adhezija na depozit
Kristalne soli imaju jak afinitet prema metalnim površinama što ubrzava prljanje i začepljenje.

Ograničenja čišćenja
Agresivna sredstva za čišćenje mogu oštetiti materijal metalne cijevi ili zaštitni premaz.

Termički ciklični stres
U metalnim komponentama izloženim hemijski aktivnim kondenzatima, nekoliko termičkih ciklusa pojačava spregu korozije i zamora.

PTFE prevazilazi nekoliko ovih problema, ne samo u pogledu otpornosti na koroziju, već i zbog svoje hemijske inertnosti.

PTFE ispušni hladnjaci: razmatranja dizajna
Nekoliko inženjerskih aspekata je kritično u dizajnu PTFE izmjenjivača za servis izduvnih gasova iz peći.

Kontrole temperature
Fluoropolimerne cijevi moraju biti zaštićene pomnom kontrolom ulazne temperature.

Kontrola brzine gasa
Protok gasa treba da bude dovoljan da spreči prekomerno taloženje čestica, ali ne tako visok da izazove prekomerno smanjenje pritiska.

Dizajn drenaže
Sistemi za odvod kondenzata moraju biti projektovani tako da spreče nakupljanje tečnosti u omotaču izmenjivača.

Pristup za održavanje
Pristupni otvori i sistemi za pranje omogućavaju lako čišćenje svih nakupljenih naslaga soli.

Konstrukcijski nosači
Mehanička čvrstoća PTFE-a je manja od metala, tako da je dovoljan razmak između cijevi neophodan kako bi se izbjegle vibracije ili progib.

Rezime
PTFE izmjenjivači topline su robusna rješenja-niskog održavanja za povrat-otpadne topline iz jednog od hemijski najnepovoljnijih ispušnih tokova u industriji toplinske{2}}obrade metala. Sa svojom glatkom neprijanjajućom površinom, PTFE može izdržati korozivne kondenzate, otporan na hemiju cijanata i karbonata i minimizira zagađivanje soli, omogućavajući pouzdano hlađenje u situacijama kada mnogi metalni izmjenjivači pokvare.

Regenerisana toplotna energija se može koristiti za poboljšanje efikasnosti postrojenja predgrijavanjem zraka za izgaranje, grijanjem napojne vode za kotao i širom integracijom povrata energije. Uz adekvatnu kontrolu ulazne temperature i upravljanje razblaženim zrakom, PTFE izmjenjivači rade dobro čak i u teškim uslovima rada peći za nitrougljičenje.

Sa pravim sistemom fluoropolimernih materijala, današnja postrojenja za termičku obradu mogu čak transformisati štetne i korozivne izduvne gasove u unosan izvor energije.