Mikä rooli PTFE-vaihtimilla on syövyttävien jätevirtojen lämmön talteenotossa?

Tärkeä lämpöenergia kuljetetaan usein suoraan puhdistamoon tehtaan viemäristä, joka kuljettaa lämmintä mutta aggressiivista seosta käytettyjä happoja, liuottimia, suoloja ja prosessijätteitä. Monissa teollisuuslaitoksissa tämä matalalaatuinen-lämpö katoaa jätevesijärjestelmiin joka käyttötunti. PTFE-lämmönvaihdin voidaan asentaa turvallisesti tähän kemialliseen viemäriin, mikä sitoo arvokasta energiaa kärsimättä korroosiovaurioita, jotka tuhoaisivat nopeasti tavanomaiset metallilaitteet.

Energiakustannusten noustessa ja hiilenvähennysvaatimusten lisääntyessä teollisuuden hukkalämmön talteenotto lisääntyy perinteisten puhtaiden energiavirtojen ulkopuolella. Kemiallisesti vihamieliset prosessiviemärit, pesurin puhallukset ja sekateollisuuden jätevedet,-jotka aiemmin uskottiin olevan koskemattomia lämmön talteenoton näkökulmasta,{2}}saavat yhä enemmän huomiota.

Miksi syövyttäviä jätevirtoja on vaikea ottaa talteen lämpöä
Monet teollisuuden jätevirrat sisältävät erittäin vaihtelevia kemiallisia koostumuksia, jotka haastavat perinteiset lämmönvaihdinmateriaalit.

Tyypillisiä saasteita voivat olla:

Hapan rikki

Hapan suolahappo

Typpihappo

Liuottimet

Kloridit

Hapettavat kemikaalit

Kiintoaineet suspensiossa

Alkaliset puhdistusjäämät

Metallilämmönvaihtimissa pienetkin kemialliset vaihtelut voivat laukaista nopean korroosion, pistesyöpymisen, jännityshalkeilun tai likaantumisen. Ruostumattomasta teräksestä valmistetut järjestelmät voivat epäonnistua äkillisesti kloridipitoisissa olosuhteissa, kun taas grafiitti tai erikoisseokset tulevat usein kohtuuttoman kalliiksi.

Kemia voi myös muuttua päivittäin kasvituotannon aikataulujen mukaan.

Materiaalien pitkäaikainen-yhteensopivuus perinteisten vaihdinmenetelmien kanssa on melko haastavaa tämän arvaamattomuuden vuoksi.

PTFE materiaalina yleiseen lämmön talteenottoon
PTFE tarjoaa ainutlaatuisen edun, koska se kestää kemiallisesti poikkeuksellisen laajaa valikoimaa teollisuusnesteitä.

Putki, joka on kemiallisesti inertti suurimmalle osalle teollisuuden jätevesijärjestelmissä esiintyvistä happoista, emäksistä, liuottimista ja hapettimista, on edullinen PTFE-vaihtimen lämmöntalteenotossa syövyttävässä jätevirtasovelluksessa.

Pohjimmiltaan vaihdin muuttuu yleiskäyttöiseksi lämmönvaimentimeksi.

PTFE-letku ei reagoi merkittävästi muuttuviin kemiallisiin olosuhteisiin prosessisyklistä toiseen. Kimmoisuutensa ansiosta yksi vaihdinjärjestelmä kestää sekajätevirtoja, jotka vahingoittaisivat nopeasti monia metallien korvikkeita.

Ratkaisevaa on, että materiaali toimii erityisen tehokkaasti jätevirran lämpötiloissa, jotka ovat tavallisesti 30-80 astetta, mikä on melko samanlainen kuin normaalit teollisuuden tyhjennys- ja puhalluslämpötilat.

Kuinka lämmön talteenottoprosessi toimii
Hukkalämmön siirtäminen puhtaaseen silmukkaan
Tyypillisessä asennuksessa syövyttävä jätevirta kulkee PTFE-vaihtimen läpi, kun taas erillinen puhdasvesisilmukka kiertää vastakkaisella puolella.

Lämpö siirtyy jätenesteestä puhtaaseen silmukkaan ilman, että kaksi virtaa yhdistyvät.

Talteen otettua lämpöä voidaan sitten käyttää:

Kattilan syöttöveden esilämmitys

Prosessiveden lämmitys

Tuki tilan lämmitykseen

Säiliön lämpötilan ylläpito

Esilämmitys pesulla ja huuhtelulla

Vesijäähdytys kunnalliskäyttöön

Sen sijaan, että se olisi vastuu, viemäri muuttuu resurssiksi.

Jopa suhteellisen alhaisen lämpötilan -jätevirrat sisältävät merkittävää hyödynnettävää lämpöenergiaa, kun virtaukset ovat suuria ja toiminta jatkuu.

Kestää kerrostuman muodostumista ja likaantumista
Teollisuuden jätevesivirrat sisältävät harvoin yksinomaan liuenneita epäpuhtauksia. Suspendoituneet kiinteät aineet, sakat, lietehiukkaset ja kalkkia -muodostavat kemikaalit ovat myös yleisiä.

Sileät PTFE-pinnat heikentävät tarttuvuutta
PTFE-putken pinta on uskomattoman sileä ja sen pintaenergia on alhainen. Monilla saasteilla on vaikeuksia tarttua voimakkaasti putken seinämään.

Tämä ominaisuus auttaa vähentämään:

Biologinen likaantuminen

Mineraalihilse

lietteen kerääntyminen

Hiukkasten tarttuminen

Karheampiin metallipintoihin verrattuna PTFE säilyttää usein puhtaammat virtauskanavat pitkän työskentelyn ajan.

Irrota talletukset joustavilla putkilla
Lisäksi PTFE-letkuilla on jonkin verran joustavuutta, jota jäykillä metallisilla vaihtimilla ei ole.

Lämpökierron aikana putken vaatimaton liike ja laajeneminen voivat auttaa poistamaan saostumia luonnollisesti. Tämä mekaaninen joustavuus auttaa vähentämään-pitkäaikaista likaantumisen muodostumista haastavissa jätevesisovelluksissa.

Tuloksena on usein pienempi huoltotiheys ja vakaampi lämpöteho.

Kestävän kehityksen ja energiansäästön edut
Hukkalämmön talteenotto vähentää suoraan polttoaineen käyttöä muualla laitoksessa.

Muutoin tarvittava lämmitystarve korvataan jokaisella talteenotetulla lämpöenergiayksiköllä.

Höyryn syntyminen

Lämmitys sähköllä

Maakaasun polttaminen

Lämpööljyä käyttävät järjestelmät

Tämä vastaa:

Kasvihuonekaasupäästöt vähentyneet

Pienemmät käyttökustannukset

Parannettu kokonaistehokkuus

vähentynyt jäähdytyksen tarve jätevedenkäsittelylaitoksissa

Monissa teollisissa sovelluksissa PTFE-vaihtimen lämmöntalteenoton syövyttävän jätevirtajärjestelmän taloudellinen takaisinmaksuaika on yleensä lyhyempi kuin kaksi vuotta.

Jatkuvasti suurilla jäteveden virtausnopeuksilla toimivat tilat voivat saada vieläkin nopeamman palautuksen.

Tyypilliset teolliset sovellukset
PTFE-lämmöntalteenottovaihtimia käytetään yhä enemmän seuraavilla aloilla:

Viimeistely metallilla

Puolijohteiden tuotanto

Kemiallinen käsittely

Lääkkeiden tuotanto

Lannoitteiden valmistus

Akun valmistus

Hapon regenerointi ja peittaus

Järjestelmät ilmansaasteiden puhdistamiseen

Pesuripuhallusvirrat ovat erityisen toivottavia, koska ne sisältävät usein lieviä lämpötiloja sekoitettuna erittäin syövyttävään kemiaan.

Nämä olosuhteet ovat ongelmallisia tavanomaisille vaihtimille, mutta ne sopivat hyvin PTFE-järjestelmiin.

Järjestelmän huomautus: Luotettavuutta parantaa ylävirran suodatus
Käytä rinnakkais-levy- tai-itsepuhdistuvaa suodatinta
Vaikka PTFE:llä itsessään on hyvä kemiallinen kestävyys, fyysiset jätteet voivat silti tukkia virtausreittejä, jos suuria hiukkasia joutuu vaihtimeen.

Siksi ylävirran suodatus on erittäin suositeltavaa.

Yleisiä suodatusmenetelmiä ovat:

Rinnakkaiset-levysiivilät

Itsepuhdistuvat{0}}suodattimet

Siivilät koreja varten

Pyörivät seulontajärjestelmät

Oikea suodatus poistaa:

Muovin palasia

Vaakakappaleita

Kuituiset kiinteät aineet

Prosessien roskat

Isoja mukipaloja

Rajoittamaton kiintoainekuormitus voi silti alentaa hydraulista suorituskykyä fyysisen tukosten vuoksi, vaikka itse PTFE-materiaalilla ei ole kemiallista heikkoutta.

Miksi alhainen{0}}lämmön talteenotto sopii hyvin PTFE:lle?
Monet hukkalämmön talteenottohankkeet epäonnistuvat taloudellisesti, koska käytettävissä oleva lämpötila on liian alhainen perinteisille energiajärjestelmille.

PTFE-vaihtimet toimivat kuitenkin tehokkaasti kohtuullisen -lämpöisen teollisuuden jäteveden asetuksissa.

30-80 asteen jätevirrat ovat erittäin hyödyllisiä:

Esilämmityssovellukset

Käyttöveden lämmitys

Silmukat toissijaista lämmön talteenottoa varten

Lämpöpumppujen integrointijärjestelmät

Teollisen energian optimoinnin lisääntyessä alhaisen{0}}asteen lämmön talteenotto on yhä arvokkaampaa eikä laiminlyöty.

Teollisuuden hukkalämmön käytön tuleva kehitys
Teollisuuden kestävän kehityksen aloitteet käsittelevät yhä enemmän piilevää energiahukkaa, joka on juurtunut jokapäiväiseen prosessitoimintaan.

Tuleva kehitys voi sisältää:

Älykkäät verkot lämmön talteenottoon

Tekoäly-ohjattu lämpötasapainotus

Integroitu energian talteenotto jätevesistä

Lämpöpumpun liitäntä PTFE-vaihtimilla

Vaihtimen likaantumisen valvonta reaaliajassa

Istuta{0}}laajuisia lämmön optimointialustoja

Aiemmin hyödyttöminä energialähteinä pidetyt syövyttävät jätevesijärjestelmät ovat nyt merkittävä osa teollisuuden hiilidioksidipäästöjen vähentämissuunnitelmia.

Lopuksi
PTFE-lämmönvaihtimet tarjoavat luotettavaa lämmön talteenottoa joistakin kemiallisesti reaktiivisimmista teollisuuden jätevirroista, joita nykyaikaisessa valmistuksessa on havaittu. Nämä järjestelmät muuttavat hukkalämmön käyttökelpoiseksi prosessienergiaksi samalla, kun estetään korroosiota, joka tuhoaisi nopeasti perinteiset lämmönvaihtimet siirtämällä lämpöenergiaa syövyttävistä viemärilinjoista, pesurin puhalluksista ja sekakemiallisista jätevedestä puhtaisiin sähkösilmukoihin.

PTFE-vaihtimen lämmön talteenoton syövyttävän jätevirtajärjestelmän suorituskykyetuja ovat erinomainen kemikaalien kestävyys, alhainen likaantumisalttius, yhteensopivuus suspendoituneiden kiintoaineiden kanssa ja tasainen toiminta teollisuuden jätevesivirtojen normaalilla 30-80 asteen lämpötila-alueella. Nämä järjestelmät houkuttelevat yhä enemmän energiaintensiivisiä laitoksia, jotka haluavat lisätä toimintatehokkuutta niiden erittäin nopeiden taloudellisten takaisinmaksuaikojen vuoksi.

Käytännössä PTFE-lämmönvaihtimet muuttavat aggressiivisen ja kalliin jätevirran hyödynnettäväksi lämpöomaisuudeksi, mikä sitoo energiaa, joka muuten katoaisi viemäriin. Teollisuuden energiatehokkuuden seuraava raja saattaa lopulta löytyä uusista polttoainelähteistä, vaan parhaillaan virtaavista putkistoista.