Grafit Eşanjörler, PTFE Borulu Eşanjörlerle Karşılaştırıldığında Bulamaçları ve Katı{0}}Yüklü Sıvıları Nasıl İşler?

Proses akışları katı maddeler, ince katalizör parçacıkları, mineral çökeltileri veya polimer tanecikleri içerebilir. Tasarımın önemli bir yönü, grafit ve PTFE'nin oldukça farklı davrandığı ısı eşanjöründe tıkanma ve erozyonu önlemek için bu malzemelerin yönetimidir. Yanlış malzemeyi seçmek düzenli temizlik, erken arıza ve hatta plansız arıza süresi anlamına gelebilir. Grafit ve PTFE bulamaç işleme kaliteleri arasındaki farkı anlamak, her uygulama için doğru seçimi yapmanıza yardımcı olabilir.

Grafit Blok Eşanjörler: Aşınmaya Dayanıklı Ancak Tıkanmaya Karşı Hassas
Grafit ısı eşanjörleri genellikle proses akışkanının akışı için içlerinden delinmiş düz borulara (normalde 10 ila 20 mm çapında) sahip bloklar veya küplerdir. Malzemenin kendisi, sertliği nedeniyle aşınma direnci açısından iyidir ve sert katı parçacıkların ovalama etkisini PTFE'den daha iyi tolere edebilir. Isı eşanjörlerinde kullanılan karbon grafit kaliteleri, kristal veya metalik parçacıklara karşı güçlü aşınma direncine sahiptir.

Grafit ile ilgili sorun erozyon değil, hidrolik tıkanmadır. Küçük düz koridorlar herhangi bir kıpırdamaya veya dolambaçlı yola yer bırakmıyor. Maddelerin topaklaşması, çökelmesi veya geçiş çapından daha büyük parçacıklar içermesi durumunda tıkanma hızla gerçekleşir. Lifler, yapışkan çökeltiler veya düzensiz şekilli parçacıklar deliğin açıklığını kapatır. Bir yol tıkandığında, mekanik çubuklanma veya kimyasal çözünmeyi gerektirebilecek ve tipik olarak eşanjörün hizmetten çıkarılmasını gerektirebilecek temizlik gereklidir. Alternatif bir akış yolu yoktur. Tek bir tıkalı delik, ısı transfer kapasitesini azaltabilir ve birden fazla tıkanıklık, üniteyi değersiz hale getirebilir.

Grafit blok değiştiriciler, düşük akış koşulları altında çökelme eğiliminde olan lifler, büyük aglomeralar veya diğer katıları içeren hizmetler için önerilmez. Yüksek ısı iletkenliğinin (100-150 W/mK) en önemli kriter olduğu berrak,-aşındırıcı olmayan sıvılarda en iyi şekilde çalışırlar.

PTFE Tüp Eşanjörleri: Esnek ama Tıkanan-Eğilimli, Erozyona-Eğilimli
PTFE (politetrafloroetilen) tüp demetleri de -başka bir değiş tokuş dizisi sunmaktadır. PTFE doğası gereği yumuşaktır. Yüksek hızda hareket eden sert, keskin parçacıklara maruz kaldığında grafitten daha hızlı aşınır. Zamanla kum, ince katalizör parçacıkları veya metal oksitler gibi aşındırıcı maddeler boru duvarlarını aşındırarak sızıntılara neden olabilir. Hız kriterleri önemlidir. Bulamaçlarda çökelmeyi önlemek için minimum 1,5-2 m/sn hız gereklidir ancak 3 m/sn'nin üzerindeki hızlar erozyonu artırır.

Öte yandan PTFE tüpler iki nedenden dolayı tıkanmaya daha az eğilimlidir. Pürüzsüz-yapışmaz delik nedeniyle katılar daha az kolay yapışır. PTFE'nin esnekliği tüpün biraz esnemesine ve büyük bir parçacığı kalıcı bir hasara uğramadan geçirmesine olanak tanır. Boru demeti ayrıca birkaç paralel yol (çoğunlukla yüzlerce küçük çaplı boru) sunar, böylece tıkalı bir borunun genel ısı iletimi üzerinde hiçbir etkisi olmaz. Çoğu zaman temizlik, akışın tersine çevrilmesi veya durulama yoluyla yerinde gerçekleştirilir.

Malzemelerin yumuşak, düzensiz veya düşük konsantrasyonlarda olduğu kirli hizmetlerde PTFE'nin esnekliği bir avantajdır. PTFE tüp eşanjörleri, sürekli çamurlar yerine aralıklı parçacıklar için stabil, az bakım gerektiren çalışma sağlar.

Karar Çerçevesi: Katıların Özellikleri Seçeneği Seçin
PTFE bulamacının ve grafit işlemenin başarılı seçimi, ilgili maddelerin dikkatli bir şekilde değerlendirilmesinin bir fonksiyonudur. Önerilen yaklaşım aşağıdaki karar faktörlerine dayanmaktadır:

Grafit Blok PTFE Boru Katı Karakteristiği
Parçacık boyutu < 1/3 geçiş çapı (normalde<3-6 mm)Can pass particles up to tube ID (typically 5-10 mm); flexibility helps
Parçacık sertliği İyi direnç (Mohs 1-2) Zayıflara karşı dayanıklı, Keskin veya sert aşındırıcı parçacıklardan kaçının
Parçacık şekli Yuvarlak veya köşeli. Lifli liflerin ve yumuşak topakların kolayca akmasını önleyin
Konsantrasyon < hacimce %5 arzu edilir; Yeterli hız ile %15-20 oranında çökelme tehlikesi mümkündür
Yapışma/yapışkanlık Faul yapabilir ve delikler üzerinde köprü oluşturabilir-Yapışmayan yüzey yapışmayı önler
Hiçbir malzeme, hidrokarbon akışındaki katalizör parçacıkları veya hidrometalurjideki mineral bulamacı gibi ince, sert, hızlı-hareket eden bulamaçlar için uygun değildir. Bu tür şiddetli aşındırıcı işlemler, seramik veya silisyum karbür ısı eşanjörleri gerektirebilir.

PTFE, tıkanma direnci ve temizlenebilirliği nedeniyle polimer boncuklar, biyolojik bulamaçlar veya çökeltilmiş tuzlar gibi yumuşak veya yavaş hareket eden parçacıklar için sıklıkla daha kabul edilebilirdir. GRAFİT,-aşındırıcı olmayan sıvılar berraksa ve iyi termal performans hayati öneme sahipse ve katılar eksik veya çok inceyse yine de tercih edilen malzeme olmaya devam eder.

Bulamaç Hizmeti Pratik Yönergeleri
Katı-yüklü sıvıları taşıyan PTFE eşanjörlerindeki akış hızı, çökelmeyi önlemek için yeterli olmalıdır. Parçacıkları süspansiyon halinde tutmak için minimum 1,5-2 m/s tavsiye edilir. Periyodik yıkama veya akışın tersine çevrilmesi, biriken kalıntıların yerinden çıkmasına yardımcı olur.

Grafit eşanjörlerde, büyük parçacıkların blok geçiş yollarına girmesini önlemek için yukarı yönde filtreleme veya bir süzgeç (gözenek boyutu 1-2 mm) kullanılabilir. Eşanjördeki basınç düşüşü, kapasite ciddi şekilde etkilenmeden önce tıkanmanın erken tespit edilebilmesi için düzenli olarak izlenir.

Soyut
Grafit ve PTFE karşıt şekillerde başarısız olur, bu nedenle katıların taşınması için parçacık boyutu, sertlik ve akış rejiminin dikkatli bir şekilde incelenmesi gerekir. Grafit aşınmaya karşı dayanıklıdır ancak kolayca tıkanır. PTFE, yumuşak ve yapışkan maddeleri engellemeden tutabilir ancak sert parçacıkların saldırısıyla aşınır. Bulamaç görevine yönelik her çözüme uyan tek bir çözüm yoktur. Başarılı bir ısı eşanjörü seçimi, yalnızca toplu bileşimi değil, tüm kirletici maddeleri de dahil olmak üzere sıvının tam olarak anlaşılmasını gerektirir-. Katı profili bilinmiyorsa veya çok değişkense, önümüzdeki en güvenli yol daha büyük kanallara (grafit) veya değiştirilebilir tüp demetlerine (PTFE) sahip muhafazakar tasarımdır.