Mikä rooli PTFE-lämmittimillä on meriveden esilämmittämisessä moni{0}}tehostetislaussuolanpoistossa?

Suuria lämmönvaihtimia ja lämmittimiä, joiden on kestettävä kuumaa, syövyttävää suolaliuosta, tarvitaan lämmön käyttämiseksi suolaveden muuttamiseksi makeaksi vedeksi. Lämpöshokin välttämiseksi Multi-Effect Distilation (MED) -laitoksen ensimmäisessä höyrystinvaiheessa sisään tuleva merivesi lämmitetään. Mikään metallilämmitin ei voi verrata PTFE-uppolämmittimen korroosionkestävyyttä ja hilseilyä -estää, joten se sopii täydellisesti tähän lämmitystoimintoon.

Moni-vaikutteisen tislauksen esilämmitysvaihe
Huoneenlämpöistä (15–25 astetta) raakaa suolavettä pumpataan ensimmäisen höyrystimen suuntaan tavallisessa MED-suolanpoistomenettelyssä. Ilman esikuumennusta äkillinen lämpötilan nousu höyrystimen sisällä johtaisi lämpöshokkiin, mikä nopeuttaisi kalkin muodostumista ja rasittaisi ohuita lämmönsiirtopintoja mekaanisesti. Tämän seurauksena tuleva virta esilämmitetään 85-90 asteeseen ennen ensimmäistä tehostetta.

Tämä on välttämätön esilämmitysvaihe. Se vähentää paikallisen kiehumisen mahdollisuutta, joka aiheuttaa kovan kalkin muodostumisen, lisää yleistä lämmönsiirtokerrointa ja stabiloi lämpöprofiilia höyrystinsarjassa.

Miksi tämä palvelu ei toimi metallilämmittimien kanssa
Kaikissa merivettä käsittelevissä järjestelmissä kalkkikiven ja korroosion torjunta on päivittäinen kamppailu. Kuumassa, happipitoisessa, kloridi{1}}rikkaassa merivesiympäristössä titaanista, ruostumattomasta teräksestä tai kupari-nikkelilejeeringeistä koostuva metallilämmitin heikkenisi nopeasti. Huolimatta pistesyöpymiskestävyydestään titaani ei pysty pysäyttämään hivenmetalli-ionien, kuten nikkelin, kuparin tai raudan, vapautumista. Edistämällä kalsiumkarbonaatin ja magnesiumhydroksidin kiteytymistä höyrystimen pinnoilla nämä ionit virtaavat alavirtaan ja vaikeuttavat hilseilyn hallintaa.

Lisäksi metallipinnat tarjoavat ihanteelliset paikat mineraalikiven muodostumiselle. Lämmittimen suorituskyky heikkenee rajusti, kun kalkki muodostuu, mikä edellyttää toistuvaa happopuhdistusta, mikä heikentää metallipintaa entisestään.

PTFE-ratkaisu: kalkki-kestävä ja korroosionkestävä-
Korroosioongelma ratkeaa täysin PTFE-lämmittimellä (polytetrafluorieteeni). Jopa 90 asteen lämpötilassa PTFE on kemiallisesti inertti suoloille, klorideille ja koko meriveden komponenttien kirjolle. Veden kemia säilyy alavirran asteikkoinhibiittoreille, koska suolaliuosvirtaan ei pääse metalli-ioneja.

PTFE:n tarttumaton -pinta on yhtä merkittävä. Kalsiumsulfaatti ja magnesiumhydroksidi ovat esimerkkejä mineraalihilseistä, jotka tarttuvat PTFE:hen erittäin huonosti. Näin ollen, verrattuna mihin tahansa metallipintoihin, kattilakiven muodostumisnopeus on huomattavasti pienempi. Huoltovälit venyvät usein viikoista kuukausiin, koska lämmitin säilyttää tehonsa pidempään ja vaatii paljon vähemmän happopuhdistuksia.

Lämpötila-alue ja turvamarginaali esilämmitysteholle
MED-järjestelmissä esilämmityksen tavoitelämpötila on yleensä 85-90 astetta. PTFE tarjoaa 20 asteen turvapuskurin toimintapisteessä jatkuvan noin 110 asteen käyttörajan ansiosta. Tämä puskuri takaa materiaalin pitkäaikaisen vakauden, mikä eliminoi pehmenemisen tai muodonmuutoksen mahdollisuuden. Muut materiaalit on otettava huomioon sovelluksissa, jotka vaativat korkeampia lämpötiloja, vaikka PTFE on täysin luotettava tyypillisessä MED-esilämmitysikkunassa.

Monissa lämpösuolanpoistolaitoksissa PTFE-lämmittimen meriveden esilämmityksen MED-suolanpoistojärjestelmästä on siksi tullut kokeiltu-ja-todellinen standardi, varsinkin kun korroosionkestävyys ja kattilakiven hallinta ovat etusijalla.

Tarkka virranhallinta SCR-ohjauksella
Kausivaihtelut, laitoksen kuormitus ja vuorovesiolosuhteet vaikuttavat kaikki meriveden virtausnopeuksiin ja tulolämpötiloihin todellisessa MED-laitoksessa. Kiukaan tehoa on säädettävä, jotta esilämmityksen lähtölämpötila pysyy vakiona näistä vaihteluista huolimatta. Tämän saavuttamiseksi käytetään pii-ohjattua tasasuuntaajan (SCR) tehonohjainta.

Reaktiona esilämmittimen jälkeen olevaan lämpötila-anturiin SCR-säädin muuttaa PTFE-lämmittimeen syötettyä jännitettä. Tämä suljetun -silmukan säätö estää yli- tai alikuumenemisen sovittamalla lämmöntuoton tarkasti virtausnopeuteen ja tulolämpötilaan. Tarkka modulaatio ei ainoastaan ​​stabiloi tislausprosessia, vaan myös maksimoi laitoksen kokonaisenergiatehokkuuden välttämällä turhaa ylitystä tai hidasta vastetta.

Prosessi Huomautus: kriittinen wattitiheys
Prosessihuomautus: Alhainen wattitiheys (yleensä 2–5 W/cm²) on varmistettava, jotta vältetään alijäähdytetty kiehuminen ja paikallinen hilseily PTFE-pinnalla. Jopa silloin, kun bulkkinesteen lämpötila on kiehumisen alapuolella, suuri wattitiheys johtaa paikalliseen kalvon kiehumiseen kalkkikerroksen alla. Tämä mikro-kiehuminen eliminoi PTFE:n tarttumattomuuden, konsentroi suoloja ja nopeuttaa hilseilyn tarttumista. Pyydä lämmittimen valmistajaa vahvistamaan wattitiheys todellisen virtausnopeuden ja meriveden koostumuksen perusteella.

Lopuksi
Hallitsemalla meriveden lämmityksen korroosiota ja hilseilyä, PTFE-lämmittimet suorittavat olennaisen, kulissien takana olevan roolin tehdessään lämpösuolanpoiston mahdolliseksi. Kloridimmuniteetti, tarttumaton kalkkikestävyys ja tarkka SCR-ohjaus mahdollistavat MED-laitosten luotettavan toiminnan vähemmällä huollolla ensimmäisestä esilämmitysvaiheesta suolaveden kierrätyssilmukoihin. Vahvat materiaalivalinnat ovat välttämättömiä kestävän vedentuotannon kannalta, sillä maailman makean veden tarve kasvaa jatkuvasti, ja PTFE on osoittanut olevansa tärkeä osa yhtälöä.