Kā PTFE apmainītājus izmanto sadegšanas gaisa priekšsildīšanai ar skābām dūmgāzēm?

Katla vai krāsns izplūdes gāzes ir karstu, ar ūdens tvaikiem{0}}piesātinātu gāzu maisījums ar skābām ķīmiskām vielām, ko rada sērs, hlors un sadegšanas produkti. Ja šī gāze tiek tikai izlaista uz skursteni, tiek zaudēts tās jūtīgais siltums un latentā enerģija ūdens tvaikos. Šo korozīvo zemas kvalitātes siltumu var droši atgūt un pārnest ienākošā sadegšanas gaisa plūsmā, izmantojot PTFE siltummaini, kas uzstādīts dūmvadu sistēmas aukstajā galā. Siltummainis uzlabo siltuma efektivitāti un iztur kaitīgo kondensātu, kas sabojā parastās metāla iekārtas.

Pašreizējā PTFE siltummaiņa priekšsildīšanas sadegšanas gaisa dūmgāzu sistēma darbojas vienā no agresīvākajiem rūpnieciskās termiskās apstrādes apstākļiem. Siltummainis tiek novietots skursteņa agresīvākajā vietā, kur nokrīt skābais lietus.

Kāpēc skābās dūmgāzes nogalina parastos siltummaiņus
Sadegšanas gāzēm atdziestot, no izplūdes gāzēm kondensējas ūdens tvaiki.

Skābās rasas punkta radīšana
Dūmgāzes parasti satur:

Sēra dioksīds (SO2)

Sēra trioksīds SO3

Hlorūdeņraža HCl

Ūdens tvaiki

Temperatūrai nokrītot zem skābes rasas punkta, šīs ķīmiskās vielas sajaucas ar kondensētu mitrumu, veidojot ļoti kodīgus šķidrumus, piemēram:

Sērskābe;

* Sālsskābe

Precīzu skābes rasas punktu nosaka:

Degvielas sērs

Hlora piesārņojums

Mitruma koncentrācija

Pārmērīgs gaiss sadegšanai

Skursteņa gāzu sastāvs

Daudzās sistēmās šī kondensāta zona ātri noārda oglekļa tērauda un pat nerūsējošā tērauda siltummaiņus.

Aukstās{0}}gala korozijas problēma
Skābais kondensāts iedarbojas uz cauruļu virsmu tradicionālajos metāla ekonomaizeros, izraisot "aukstā{0}}gala koroziju".

Tipiski atteices režīmi ir:

Punktu korozija

Sienu vispārēja retināšana

Sprieguma korozijas plaisāšana (SCC)

Sulfātu uzbrukums un nogulsnes

Tiklīdz sākas kondensāts, korozijas ātrums strauji palielinās.

Skābā kondensāta apstrāde ar PTFE apmainītāju
PTFE piedāvā principiāli atšķirīgu atbildi, jo tas ir ķīmiski inerts pret skābu kondensātu.

PTFE cauruļu struktūra
Tipiskam dizainam:

Karstu dūmgāzu plūsma pāri korpusa pusei

Aukstais sadegšanas gaiss izskalo PTFE caurules.

Dūmgāzēm atdziestot zem skābes rasas punkta, skābais mitrums kondensēsies tieši uz PTFE cauruļu ārpusi.

Tas neattiecas uz metāla virsmām, kur PTFE nav pilnībā ietekmēts.

Izturība pret sālsskābi un sērskābi
PTFE ir ļoti spēcīga pretestība:

Sērskābes kondensāts

Sālsskābes pilieni

Hlorīda{0}}piesātināts mitrums

Skābā sulfāta nogulsnes

Siltummaiņa ķīmiskā imunitāte nodrošina tā nepārtrauktu darbību kondensācijas zonā, kur metālmaiņi ātri noārdās.

Dūmgāzu latentā siltuma atgūšana
Lielāko efektivitātes uzlabojumu nodrošina ne tikai saprātīga siltuma atgūšana, bet arī latentā siltuma kondensācija.

Kondensācija kā enerģijas avots
Par ūdens tvaiku kondensāciju:

Liela daudzuma latenta siltuma izdalīšanās

Šis siltums caur PTFE caurules sieniņu tiek pārnests ienākošajā sadegšanas gaisa plūsmā.

PTFE siltumvadītspēja ir diezgan zema salīdzinājumā ar metāliem, bet siltummainis kompensē:

Liela platība siltuma pārnesei

plānas sienas caurules

Kondensācijas siltuma pārneses mehānismi

Sadegšanas gaisa priekšsildīšana
Pēc tam sadegšanas gaiss tiek iepriekš uzkarsēts un augstākā temperatūrā nonāk degļu sistēmā.

Tas samazina degvielas patēriņu, kas nepieciešams, lai sasniegtu:

Liesmas mērķa temperatūra

Krāsns temperatūra

Tvaika ražošana katlā

Degvielas ietaupījumi var būt tādi, kas palielina kopējo siltuma efektivitāti par vairākiem procentpunktiem.

Hidrofobo virsmu priekšrocības
Vēl viens nozīmīgs PTFE darbības ieguvums ir tas.

Kondensāta novadīšana
Gludā, -nepiedegošā PTFE virsma veicina skābu mitrumu, lai:

Pilieni

Labi notecina.

Izvairieties no plēves uzkrāšanās

Tas samazina lielu izolācijas šķidruma slāņu veidošanos, kas pretējā gadījumā samazinātu siltuma pārneses efektivitāti.

Un rezultāts:

Uzlabota siltuma veiktspēja

Mazāk piesārņojuma.

Retāka apkope

Temperatūras ierobežojumi un sistēmas projektēšana
Tomēr PTFE termiskās robežas joprojām ir pienācīgi jāuztur.

Nepārtraukta maksimālā temperatūra
PTFE ierobežojumi parasti ir šādi:

Nepārtraukta darba temperatūra 110 grādi

Tādējādi siltummaiņa pozīcijai ir jāatrodas vietā, kur dūmgāzu temperatūra jau ir zemāka par šo robežu vai ir pazemināta zem šī punkta.

Iepriekšējās-dzesēšanas stratēģijas
Daži izplatīti veidi ir:

Atšķaidīšanas gaisa sajaukšana

Gāzes dzesēšana augšpus

Siltuma atgūšanas fāzes{0}}procesā

Izplūdes apvada kontrole

Laba termiskā kontrole aizsargā PTFE caurules no pārkaršanas un mehāniskiem traucējumiem.

Kondensāta vadība
Skābā kondensāta apstrāde ir svarīgs sistēmas konstrukcijas aspekts.

Drenāžas sistēmas projektēšana
Apmainītājs sastāv no:

Savākšanas zonas nogāzē

Pret koroziju izturīgas notekas

Nepārtraukta kondensāta noņemšana

Kondensāta uzkrāšanās var kavēt siltuma pārnesi un veicināt piesārņojumu.

Prasības neitralizācijai
Savāktais skābais šķidrums parasti ir:

Neitralizēts pirms izmešanas

Tika attīrītas notekūdeņu sistēmas

PH atbilstības uzraudzība

Kondensāts var saturēt koncentrētas sērskābes un sālsskābes sastāvdaļas, un parasti to nevar izdalīt bez apstrādes.

Piezīme Sistēma
Korpusa{0}}puses tīrīšanas prasības
Laika gaitā siltummaiņa apvalka pusē var veidoties{0}}kvēpu, pelnu vai degšanas atlikumu daļiņas.

Lai saglabātu veiktspēju, sistēmās parasti ir iekļauts:

Kvēpu pūtēji

Ūdens mazgāšanas smidzināšanas sistēmas

Periodiski mazgāt ķīmiski

Pieejamas pārbaudes atveres

Tā kā PTFE ir ķīmiski inerts, var izmantot stingrus tīrīšanas procesus, nekaitējot cauruļu virsmām.

Priekšrocības salīdzinājumā ar metāla ekonomaizeriem
PTFE siltummaiņi piedāvā dažādas darbības priekšrocības skābes reģenerācijas pakalpojumā.

Izturīgs pret koroziju
PTFE nav atkarīgs no: atšķirībā no metāla sistēmām:

Pasivācijas oksīda plēves

Korozijas inhibitori

upurēšanas aizsargpārklājumi

PTFE nav problēma aukstās{0}}gala korozijas dēļ, kas noēd metāla ekonomaizerus.

Ilgtermiņa uzticamība
PTFE apmainītāji var piedāvāt:

Pagarināts darba mūžs

Līdzsvara stāvokļa siltuma veiktspēja

Zemāki uzturēšanas izdevumi

Samazināta skābes noplūdes iespēja

īpaši sēru- vai hlorīdu-saturošās izplūdes gāzu plūsmās.

Rūpnieciskā izmantošana
PTFE dūmgāzu siltuma atgūšanas sistēmas arvien vairāk tiek izmantotas:

Atkritumu sadedzināšanas iekārta

Katli ar mazuta sēru

Sildītāji ķīmiskajiem procesiem

Biomasas sadedzināšanas sistēmas

Krāsnis metāla apstrādei

Šie lietojumi parasti rada agresīvas skābās kondensāta izplūdes plūsmas, kas nav savietojamas ar parastajām metāla siltuma atgūšanas iekārtām.

Secinājums:
PTFE siltummainis piedāvā izturīgu pret koroziju izturīgu iespēju, lai atgūtu siltuma pārpalikumu no skābām dūmgāzu plūsmām. Siltummainis nodrošina tiešu mitruma kondensāciju uz ķīmiski inertām PTFE caurulēm, savācot gan jutīgu, gan latentu siltumu un drošu izturību pret sērskābes un sālsskābes iedarbību.

Atgūtā enerģija tiek piegādāta ieplūstošajam sadegšanas gaisam, tādējādi samazinot degvielas patēriņu un palielinot kopējo siltuma efektivitāti. Protams, joprojām svarīgas ir konstrukcijas prasības, piemēram, laba kondensāta novadīšana, periodiska korpusa tīrīšana un piesardzīga temperatūras pārvaldība, jo īpaši tāpēc, ka PTFE ir ierobežots līdz nepārtrauktai lietošanai zem aptuveni 110 grādiem.

Kodīgos apstākļos, kad parastie ekonomaizeri ir pakļauti aukstai-skābes iedarbībai, PTFE tehnoloģija pārvērš kaitīgu kondensācijas procesu par izdevīgu atgūstamas enerģijas avotu. Ceļš uz zemāku degvielas patēriņu un oglekļa emisiju samazināšanos arvien vairāk tiek atbalstīts ar materiāliem, kas spēj izturēt ķīmiski agresīvākos termisko procesu sektora stūrus.