Jak se PTFE tepelné výměníky používají při rekuperaci tepla z horké, korozivní zhášecí vody?

Když je rozžhavená ocel ponořena do zhášecí nádrže, dojde k obrovskému uvolnění tepelné energie do chladicí vody. Pára probublává z povrchu nádrže a zbývající kapalina se postupně mění v chemicky nepřátelskou směs rozpuštěných kovů, kyselých chemikálií a abrazivních okují. Klíčovým technickým problémem je rekuperace tepla z tohoto nepřátelského proudu, protože konvenční kovové výměníky tepla v neustálém provozu brzy korodují, znečišťují se nebo se rozbíjejí. Tepelné výměníky PTFE se vyvinuly jako velmi životaschopná alternativa, přežívají v korozivním prostředí a přeměňují odpadní teplo na využitelnou procesní energii.

V důsledku toho se systém horkého korozivního ochlazování PTFE výměníku stává stále významnějším v ocelárnách, kovárnách a průmyslových zařízeních pro tepelné zpracování s cílem dosáhnout energetické účinnosti a lepšího ekologického chování.

Povaha kalící vody při zpracování oceli
Kalící voda je mnohem agresivnější než běžná průmyslová chladicí voda. V po sobě jdoucích tepelných cyklech kapalina shromažďuje složitou směs nečistot z procesů výroby oceli.

Společné složky hasicí vody
Voda v oběhu může obsahovat:

Oxidy železa rozpuštěné

Částice okují

Chloridy

Hromadění uhlíku-

Rozpuštěné kovy

Kyselé látky

V některých závodech může kalicí systém zachytit stopy kyseliny chlorovodíkové z předcházejících mořících operací. I v nepřítomnosti přímého znečištění kyselinou může rozpuštěný oxid uhličitý vytvářet ve vodě slabou kyselinu uhličitou, což snižuje pH a zvyšuje korozi v typických kovových výměnících tepla.

Teplota bude obecně klesat mezi 50 až 90 stupni, což je dobře v rámci tepelných provozních limitů trubek výměníku tepla z PTFE.

Kovové výměníky tepla Proč selhávají při provozu chladicí vody
Aplikace horké ochlazovací vody mohou způsobit rychlé poškození běžných plášťových-a{1}}trubkových výměníků tepla vyrobených z uhlíkové oceli nebo nerezové oceli.

Kombinované chemické a mechanické namáhání
Procesní proud se zaměřuje na kovové výměníky různými metodami současně:

Faktor napětí Vliv na kovové výměníky
Koroze, důlková chemie
Kontaminace chloridy Stres Koroze Praskání
Grits Mill Scale Poškození erozí
Únava praskání Tepelný šok
Oxidace a tvorba vodního kamene Vystavení kyslíku
Jednou z nejnáročnějších provozních podmínek je průmyslové tepelné zpracování, které kombinuje účinky tepla, suspendovaných částic a kyselé chemie.

V ocelárně je nyní horký korozivní odpad, který šel na skládku, zdrojem, ale pouze v případě, že materiál výměníku vydrží dostatečně dlouho, aby úspěšně zachytil dostupnou energii.

Proč je PTFE dobrou volbou pro korozivní zhášecí vodu Jedinečná kombinace chemické odolnosti, tepelné stability a povrchových vlastností PTFE jej činí vhodným pro tuto aplikaci.

Odolnost vůči kyselé vodě
PTFE hadičky jsou téměř imunní vůči:

Znečištění kyselinou chlorovodíkovou

Kyselina uhličitá H2CO3

Voda s vysokým obsahem chloridů

Kovové soli v roztoku

Na rozdíl od kovových materiálů PTFE neoxiduje, nepraská ani nekoroduje při stálém vystavení kyselé procesní vodě.

Nepřilnavý-povrch proti znečištění
Vodní kámen nechce ulpívat na hladkém povrchu fluoropolymeru." Zavěšené okují a zbytky oxidu železa by měly menší tendenci silně přilnout ke stěně trubky.

Tato nepřilnavá povaha-pomáhá snížit:

Znečišťující nános

Zvýšený pokles tlaku

Zhoršení přenosu tepla

Jak často mám čistit?

Předřazená filtrace je stále důležitá, protože velké abrazivní částice mohou stále způsobovat opotřebení, pokud se nechají volně cirkulovat.

Odolnost proti tepelným šokům vylepšená flexibilitou
Systém kalení zažívá rychlé změny teploty, když je do lázně přerušovaně vkládána horká ocel. PTFE trubice je dostatečně flexibilní, aby se přizpůsobila tepelné expanzi a kontrakci, čímž se zabrání problémům s praskáním spojeným s tvrdými kovovými systémy.

Provoz výměníku PTFE s horkou korozivní vodou
V typické instalaci horká ochlazovací voda cirkuluje skrz stranu pláště nebo stranu trubek trubkového výměníku z PTFE, zatímco samostatná smyčka čisté vody absorbuje získané teplo.

Proces rekuperace tepla
Tepelná energie odebraná z chladicí vody může být poté znovu použita pro:

Předehřev kotlové-doplňkové vody

Ohřev procesních lázní

Systémy vytápění budov

Předehřev mycí vody

Průmyslové topné zátěže, pomocné

Tato rekuperace v uzavřené smyčce zabraňuje přenosu kontaminace a umožňuje významné opětovné využití energie v rámci zařízení.

Výkon PTFE výměníku horkého korozivního systému ochlazování závisí na udržení adekvátního přenosu tepla s minimálním znečištěním a hydraulickým omezením.

Význam odstraňování vodního kamene před výměníkem
PTFE docela dobře odolává zanášení, nicméně velké suspendované materiály musí být před vstupem do výměníku odstraněny.

Usazovací nádrže, sítka
Ve většině nastavení je zapotřebí předřazená usazovací nádrž nebo sítko.

Systémy odstraňují:

Velké kusy okují

Částice těžkého oxidu železitého

Kovové trosky

Abrazivní částice

Pokud nejsou před-filtrovány, nadměrné zatížení částicemi může:

Omezte průtokové cesty

Zvyšte riziko eroze

Nižší účinnost přenosu tepla

Zvýšení nároků na údržbu

Dobré hospodaření s pevnými látkami výrazně prodlužuje životnost výměníků.

Tepelný výkon a návrh systému
Vzhledem k horší tepelné vodivosti PTFE než kovů je zapotřebí inteligentní konstrukce výměníku, aby bylo dosaženo adekvátního výkonu přenosu tepla.

Jak se na to návrháři vyrovnávají
Výkon obecně zvyšuje:

Větší povrch trubky

Tenkostěnné potrubí

Zvýšená turbulence tekutin

Nastavení více{0}}průchodů

Optimalizované rychlosti proudění

Snížená vodivost PTFE je zmírněna relativně vysokými procesními teplotami v aplikacích s ochlazovací vodou, což vytváří velký teplotní rozdíl na povrchu výměníku.

Ekonomická poznámka: Rychlá návratnost s rekuperací energie
Rekuperace odpadního tepla z chladicí vody může vést k významným provozním úsporám u energeticky náročných oceláren a zařízení na tepelné zpracování.

Úspora spotřeby paliva
"Přímo snižuje poptávku po rekuperovaném teple:

Plynový kotel

Systémy generující páru

Zařízení pro procesní ohřev.

V mnoha závodech výměník nepřetržitě zachycuje tepelnou energii, která by se jinak uvolnila do chladicích věží nebo systémů odpadních vod.

Společné ekonomické výhody
Ekonomické výhody mohou zahrnovat:

Nižší spotřeba paliva

Snížení nákladů na provoz kotle

Nižší emise skleníkových plynů

Menší potřeba chladicí vody

Zvýšená celková účinnost zařízení

Systémy zhášení často pracují neustále a množství získané energie může být velké. V mnoha případech může být doba návratnosti PTFE rekuperačního výměníku dokončena v přiměřeně krátké době samotnou úsporou paliva.

Výhody udržitelného zpracování oceli
Výroba oceli a tepelné zpracování jsou tradičně energeticky náročné podniky s vysokými tepelnými ztrátami. Rekuperace tepla z chladicí vody zvyšuje celkovou energetickou účinnost a snižuje dopad na životní prostředí.

Nižší tepelný odpad
Rekuperovaná energie je efektivně využita někde jinde v závodě, namísto vypouštění tepla do atmosféry nebo systémů odpadních vod.

To dává:

Zvýšená udržitelnost procesu

Snížené emise uhlíku

Snížená energetická náročnost

Vyšší tepelná účinnost

Odolnost PTFE proti korozi snáší chemickou agresivitu provozních podmínek a udržuje tuto metodu obnovy ekonomicky životaschopnou.

Závěr
Tepelné výměníky PTFE poskytly proveditelné řešení pro rekuperaci energie z jednoho z nejnepříznivějších toků odpadu v ocelářském průmyslu. Systémy výměníků PTFE odolávají kyselé, na chloridy bohaté-chlazené vodě, tolerují suspendované částice vodního kamene a tepelný šok a přeměňují korozní odpad z procesů na ziskový tepelný zdroj.

V ocelárnách a zařízeních na tepelné zpracování pomáhá použití PTFE výměníku horkého korozivního systému ochlazování minimalizovat spotřebu paliva, zlepšit energetickou účinnost a rekuperovat teplo, které by jinak bylo promarněno. Fluorpolymerové výměníky, jsou-li použity ve spojení s odstraňováním vodního kamene a vhodnou hydraulickou konstrukcí, mohou zajistit spolehlivý provoz v podmínkách, které rychle degradují konvenční kovové zařízení.

Výběr materiálů schopných odolat nejagresivnějšímu chemickému prostředí se stává stále důležitějším pro energetické využití a environmentální zlepšení průmyslových tepelných procesů. V mnoha případech správný fluorpolymer splňuje oba cíle současně.