Kako odabrati PTFE grijač za rezervoar sa azotnim pokrivačem?

Tečnost u rezervoaru reaktora sa zapaljivim rastvaračem prekrivena je jastučićem od suvog gasnog azota da bi se sprečio ulazak vazduha i da bi se sprečilo isparavanje isparljivih hemikalija. Ovaj inertni pokrivač utječe na toplinsko okruženje oko uranjajućeg grijača na suptilne, ali ključne načine. Toplotna efikasnost procesa je poboljšana smanjenjem gubitka toplote sa površine tečnosti, ali se u parnom prostoru iznad procesne tečnosti uspostavlja nova zona izlaganja hemikalijama.

Ali para koju sakuplja može napasti jednu slabu regiju u grijaču, hladnu zonu i područje zaptivke terminala iznad linije tečnosti, iako nevidljivi azotni jastuk štiti tečnost.

Da rezimiramo, pravilan izbor rezervoara azota za grijač PTFE mora uzeti u obzir ne samo snagu grijača, već i hemiju pare, opasnost od kondenzacije, geometriju hladne zone i dugoročnu kompatibilnost zaptivača.

Azotni pokrivač i njegov uticaj na gubitak toplote u rezervoaru
Jedan od najvećih toplotnih gubitaka u stabilnom stanju u sistemu može biti gubitak zbog isparavanja sa površine tečnosti u otvorenom zagrejanom rezervoaru. Vruće isparljive tečnosti. Oni emituju paru u okolnu atmosferu, udaljavajući toplotnu energiju od operacije.

Azotni pokrivač u velikoj mjeri usporava ovaj mehanizam isparavanja.

Parna oblast je zasićena inertnim gasom i procesnim parama tako da je isparavanje znatno smanjeno. Manje curenja pare znači manji gubitak toplote na površini tečnosti na kontinuiranoj osnovi."

To može dovesti do manjih potreba za grijanjem spremnika za održavanje.

Smanjeni zahtjevi za snagom održavanja
Spremniku je potrebno manje električne energije za održavanje toplinske ravnoteže jer je na radnoj temperaturi.

Postoje neke moguće prednosti od ovoga:

Potrebna manja snaga za grijače

Manja potrošnja energije u radu

Niža temperatura omotača

Naprezanje niže gustine u vatima na PTFE omotaču

Duži vijek trajanja grijača tokom vremena

U mnogim situacijama opterećenje održavanja može biti značajno smanjeno u odnosu na ekvivalentan dizajn otvorenog rezervoara.

Međutim, ovo smanjenje je primjenjivo samo za rad u stabilnom{0}} stanju.

Zahtjevi za napajanje{0}}zagrijanja: Bez promjena
Azotni pokrivač ne smanjuje energiju potrebnu za početno zagrijavanje procesnog fluida od temperature okoline.

Termička masa tečnosti je i dalje ista. Ista količina energije još uvijek se mora uložiti u proces tokom pokretanja-.

Proračun{0}}zagrijavanja još uvijek treba uzeti u obzir:

Volumen vode

C p

Potrebno je povećanje temperature

Potrebno vrijeme grijanja

Gubici u zidovima rezervoara

Samo se snaga održavanja-u stacionarnom stanju uvelike mijenja u okolnostima koje pokrivaju dušik.

Rizici kondenzacije parnog prostora u blizini hladne zone
Dok azotno pokrivanje poboljšava termičku efikasnost, ono također mijenja parno{0}}prostorno okruženje, što može uzrokovati dugoročne- probleme s pouzdanošću PTFE uranjajućih grijača.

Hlapljive organske tvari unutar procesne tekućine mogu pasivno ispariti u dušično okruženje iznad spremnika. Čak i ako je brzina isparavanja smanjena, uvijek se stvara neka para.

Pare se tada mogu kondenzirati na hladnijim površinama iznad zone vruće tekućine.

Zašto je hladna zona ranjiva
U blizini montažne prirubnice i terminala hladna zona PTFE grijača se namjerno ostavlja nezagrijanom. Ovo sprječava da električni spojevi budu izloženi ekstremnim temperaturama.

Međutim, temperatura hladne zone je niža od temperature aktivnog omotača i može se ponašati kao kondenzaciona površina za paru rastvarača.

Kondenzirane hemikalije mogu se vremenom formirati kao koncentrirani tekući premaz na površini omotača.

Mogući ishodi su:

hemijski napad na krajnje zaptivke

Korozija na električnim priključcima

Upijanje rastvarača u zaptivne površine

Brzo propadanje materijala zaptivki

Dugotrajno oštećenje izolacije

Ovaj mehanizam kvara se često sporo razvija i može ostati neotkriven tokom dugog vremenskog perioda.

Značaj kontrole tačke rose
Jedan od važnih aspekata dizajna je održavanje temperature hladne zone iznad tačke rose mešavine para rastvarača.

U radu je moguće kontinuirano formiranje tečnog filma ako je temperatura površine hladne zone ispod{0}}temperature tačke rose u okruženju pare.

Faktori koji utiču na stvaranje kondenzata
Mnogi faktori utiču na ponašanje kondenzacije u rezervoaru -prekrivenom azotom:

Isparljivost rastvarača

Koncentracija pare

Temperatura pokrivača

Uvjeti okoline

Temperatura površine hladne zone

Efikasnost izolacije rezervoara

Gde god je to moguće, pažljivo konstruisan sistem pokušava da minimizira hladne površine u oblasti pare.

Odabir prave dužine hladne zone
Dužina hladne zone je izuzetno značajna za aplikacije za odabir azotnog pokrivača PTFE grijača.

Cilj je odabrati najsigurnije mjesto za električni završetak što je više moguće iznad aktivnog parnog pokrivača gdje god je to moguće.

Prednosti duže hladne zone
Duga hladna zona može pomoći:

Odmaknite brtve od agresivnih isparenja

Smanjite izloženost hemijskim kondenzatima

Povećajte pouzdanost električne izolacije

Ograničite propuštanje rastvarača na terminale

Povećajte izdržljivost grijača na dugi rok

Nepravilan odabir dužine hladne zone jedan je od najčešćih uzroka prijevremenog kvara sistema azotnih pokrivača na bazi rastvarača{0}}.

Problemi kompatibilnosti sa brtvama i prirubnicama
Čak i PTFE sistemi koji su najotporniji na paru uključuju sekundarne zaptivne materijale koji takođe moraju biti otporni na paru.

Duže servisno vrijeme na zaptivci prirubnice, spojevima za zalivanje terminala i površinama zaptivki može rezultirati lokaliziranim kontaktom rastvarača.

Stoga je važan izbor hemijski kompatibilnih materijala za brtvljenje.

Materijali koji se obično testiraju
Ovisno o uključenoj tečnoj hemiji, može se odabrati materijal za nadogradnju za bolju izdržljivost uključujući:

PFA zaštita hladne zone

Dijelovi omotača od PTFE, deblji

» Zaptivke prirubnice, hemijski otporne

Specijalizovane zaptivke za terminale

Hardverski materijali otporni na koroziju

Cilj je zaustaviti spori hemijski napad na osjetljiva električna područja.

Zašto bi PFA ili poboljšana{0}}zaštita zone od hladnoće mogli pomoći
U vrlo nepovoljnim uslovima rastvarača, standardna konstrukcija PTFE omotača može se dopuniti dodatnom zaštitom.

PFA materijali se ponekad biraju jer su lakši za obradu, imaju smanjene karakteristike propusnosti i bolju otpornost na određene uslove rastvarača.

Deblji PTFE omotač u hladnoj zoni takođe može pomoći u sprečavanju prodiranja i inhibiranju hemijske migracije u unutrašnje komponente.

Takva ažuriranja su često opravdana za sisteme sa:

Hlorirani rastvarači

Aromatični ugljovodonici.

Hlapljive organske tvari, grijane

Stabilan rad na visokim temperaturama

Duži servisni intervali

Dugoročne{0}}pouzdane operativne strategije
Postoji nekoliko praktičnih inženjerskih načina da se poboljša preživljavanje grijača u sistemima pokrivenim dušikom.

Stabilno ćebe (kontrola temperature)
Mogućnost kondenzacije se smanjuje smanjenjem prehlađenja parnog prostora.

Izolacija rezervoara urađena ispravno
Stabilne temperature zida obezbeđuju stabilno unutrašnje okruženje pare.

Konzervativni izbor gustoće vata
Niže temperature omotača smanjuju toplinsko naprezanje i stope penetracije.

Redovna inspekcija parnog{0}}prostora
Periodična inspekcija može otkriti rane faze napada pečata ili nakupljanja rastvarača{0}}.

Pravilno postavljanje grijača
Ispravna visina instalacije također može pomoći da se terminali izoluju od izloženosti neprijateljskim parama.

Zaključci
Azotni pokrivač donosi značajne uštede energije i sigurnosne prednosti za grijane procesne spremnike smanjujući gubitak isparavanja i zahtjeve za grijanjem za održavanje stabilnog stanja. Međutim, promjenjivo parno okruženje predstavlja dodatne probleme u dizajnu za uranjajuće grijače, posebno u hladnim zonama i područjima zaptivke terminala.

Uspješan odabir azotnog pokrivača PTFE grijača je više od jednostavne procjene snage. Takođe, mora se pažljivo razmisliti o ponašanju kondenzacije pare, kontroli tačke rose, kompatibilnosti zaptivki i geometriji hladne zone. Kod aplikacija-bogatih azotom, duga, dobro-zaštićena hemijski otporna hladna zona je generalno potrebna za pouzdan dugotrajan rad.

Svako poboljšanje radnog okruženja u dizajnu termalnog sistema stvara novi skup inženjerskih zahtjeva. Na kraju, uspjeh PTFE grijača zavisi od toga koliko su ti promjenjivi uvjeti predviđeni i uzeti u obzir pri odabiru.