Kā tiek izmantoti PTFE Shell{0}}un-caurules apmainītāji, lai atgūtu siltumu no karstā, kodīgā raktuvju ūdens?

Vara vai zelta raktuves dziļi pazemē nepārtraukti izsūknē miljoniem galonu sakarsētu, skābu, stipri mineralizētu gruntsūdeņu. Tā ir vides problēma, bet arī milzīgs, neizmantots ģeotermālais resurss. Ūdens, kas var būt 30-50 grādu temperatūrā un piesātināts ar sērskābi un izšķīdušiem metāliem, ir ideāls risinājums zemas kvalitātes siltuma atgūšanai. Šo brīvo enerģiju var droši un efektīvi uztvert ar PTFE apvalka{5}}cauruļu siltummaini, lai sildītu raktuves virszemes ēkas vai iepriekš uzsildītu ienākošo procesa ūdeni, to neietekmējot kodīgajam, katlakmens veidojošajam šķidrumam.

Iespēja: pārvērst raktuvju ūdeni no saistībām par aktīvu
Ūdens noņemšana ir nepārtraukta un nepieciešama darbība pazemes raktuvēs. Raktuves ir pakļautas liela daudzuma gruntsūdeņu pieplūdei, kas ir jāizsūknē virszemē attīrīšanai un atbrīvošanai. Šis ūdens bieži ir:

Silts: karsējot no dziļiem akmeņiem, temperatūra paaugstinās līdz 30–50 grādiem (86–122 grādi F), kas bieži vien ir karstāka dziļās raktuvēs.

Skābs: sulfīdu minerālu, īpaši pirīta, oksidēšanās rezultātā veidojas sērskābe. PH var būt no 2 līdz 5 vai zemāks.

Metāli-bagāts: dzelzs, varš, cinks, alumīnijs un citi metāli ir izšķīdināti un bieži sastopami simtiem miljondaļu.

Bagāts ar hlorīdiem un sulfātiem: šie joni paātrina parasto metālu koroziju.

Šo silto raktuvju ūdeni parasti attīra (neitralizē, nostādina un filtrē) un pēc tam novada vidē vai iesūknē atpakaļ zemē. Ūdens zaudē savu siltumenerģiju. Tomēr, izmantojot labi-izstrādātu siltuma atgūšanas sistēmu, šo zemo-pakāpju siltumu var uztvert un izmantot:

Raktuvju biroju, veikalu, ģērbtuvju un citu virszemes ēku apkure.

• Ventilācijas gaisa sildīšana aukstā klimatā, dabasgāzes patēriņa samazināšana

Rūdas apstrāde uzsilda ūdeni (piemēram, flotācijas ķēdes, kur siltāks ūdens atvieglo atgūšanu)

Autoceļu un iekraušanas vietu atsaldēšana-ziemas mēnešos

Galvenais izaicinājums šādai siltuma atgūšanai vienmēr ir bijusi neapstrādāta raktuvju ūdens mērogošanas tendence un kodīgums. Parasts metāla siltummainis (nerūsējošais tērauds, titāns vai pat ļoti leģēti materiāli) ātri sarūsēs, izsitīsies un notraipīs. PTFE apvalka un cauruļu siltummainis novērš šīs problēmas.

Kā PTFE siltummainis nodrošina siltuma atgūšanu no raktuvju ūdens
PTFE apmaiņas raktuves ūdens siltuma atgūšanas sistēma ir apvalka un cauruļu siltummainis ar kodīgu raktuvju ūdeni caurules pusē un tīru slēgtā cikla ūdens vai glikola kombināciju korpusa pusē. Galvenais iedarbināšanas elements ir PTFE caurules.

Izturība pret koroziju: pilnīga imunitāte pret raktuvju ūdens ķīmiju
PTFE ir ķīmiski inerts pret gandrīz visām raktuvju ūdenī esošajām ķīmiskajām vielām, tostarp:

Jebkura sērskābes koncentrācija (H2SO4)

Sālsskābe (HCl) un hlorīdi

Sulfātu sāļi (piemēram, vara sulfāts, dzelzs sulfāts)

Oksidētāji un izšķīdušais skābeklis

Atšķirībā no nerūsējošā tērauda, ​​kas ir atkarīgs no pasīvā oksīda slāņa, ko var sabojāt hlorīdi vai zems pH līmenis, nav pasīvā slāņa, ko aizsargāt ar PTFE. Tas neradīs koroziju, neveidos bedres un neplaisās. Jūs varat pārslēgt to pašu siltummaini no vara raktuvēm (skāba, augsta vara) uz zelta raktuvi (parasti ar augstu hlorīdu saturu) bez būtiskām izmaiņām. Ņemot vērā raktuvju ūdens ļoti daudzveidīgo un vietnei specifisko ķīmisko sastāvu, šī universālā pretestība ir ievērojama priekšrocība.

Izturība pret piesārņojumu — PTFE nepiedegošā virsma-samazina katlakmens veidošanos-
īpaši labi zināmi ir minerālu zvīņas, kas izgulsnējas no raktuvju ūdens:

Dzelzs okers (Fe(OH)₃, dzelzs hidroksīds): želatīns, oranžs{0}}brūns nogulsnes, kas veidojas, oksidējoties dzelzs dzelzs.

Ģipsis (kalcija sulfāts, CaSO₄·2H₂O) - Cietas, kristāliskas nogulsnes no sulfātiem-bagātiem ūdeņiem

Metālu hidroksīdi (alumīnijs, cinks, varš)

PTFE caurules sienas zemā virsmas enerģija neļauj svariem pielipt. Daļiņas, kas nosēžas, tiek ātri noņemtas ar šķidruma turbulenci vai ieplānotu atpakaļ{1}}skalošanu. Tomēr metāla caurules (pat gluds nerūsējošais tērauds) nodrošina kodolu veidošanās vietas kristālu attīstībai, un tās ātri aizsērēs un zaudēs siltuma pārneses efektivitāti.

Siltuma veiktspēja: siltuma atgūšana zemā temperatūrā 30–50 grādi
PTFE ir zemāka siltumvadītspēja (≈0,25 W/mK) nekā metāliem (≈15-400 W/mK). Tas nav būtisks ierobežojums zemas kvalitātes siltuma atgūšanai no siltā raktuvju ūdens. Lai gan temperatūras starpība starp raktuvju ūdeni (30-50 grādi) un tīro apkures loku (mērķis 25-40 grādi) ir minimāla, ar to pietiek telpu apsildīšanai vai priekšsildīšanai. Nepieciešamais siltuma pārneses laukums ir lielāks nekā metāla siltummainis, bet PTFE siltummainis to kompensē ar:

Nav korozijas pielaides (nav nepieciešamas biezas cauruļu sienas)

Nav netīrumu elementu, kas palielinās ar laiku, lai saglabātu tīrību

Piedāvā ilgu kalpošanas laiku bez apkopes (bieži vien 20+ gadi)

PTFE siltummainis ir ķīmiski akls termiskais sūklis, kas dzer siltumu no skābā, metāliskā raktuvju ūdens un nodod to tīrai apkures lokam.

Raktuvju ūdens nodevas sistēma: dizaina apsvērumi
Iepriekšēja-filtrēšana un nostādināšana: daļiņu noņemšanas atslēga
Neapstrādāts kalnrūpniecības ūdens satur izšķīdušos metālus un suspendētās daļiņas, kas var ietvert smalkas iežu daļiņas (dubļus, smiltis), nogulsnētus metālu hidroksīdus un dažreiz organiskas vielas. Šīs abrazīvās daļiņas laika gaitā var izraisīt PTFE cauruļu nodilumu. PTFE ir zems berzes koeficients, tāpēc tas ir mazāk abrazīvs nekā metāli. Tomēr pirms PTFE apmaiņas ir nepieciešams priekš-filtrs vai nostādināšanas tvertne. Tipiski parametri ir:

Settling tank: 30-60 minutes retention period to enable coarse particles (>100 µm), lai nosēstos.

Kārtridžs vai sieta filtrs: 200 līdz 500 μm sieta, lai saglabātu visas pāri palikušās lielākās daļiņas.

Automātiskais pretskalošanas filtrs: pašattīrošais{0}}filtrs novērš daļiņas līdz 50–100 µm, lai nodrošinātu nepārtrauktu darbību.

Ja iepriekšēja-filtrācija netiek izmantota, cauruļu saišķis galu galā tiks piepildīts ar nogulsnēm, un tas būs jānoņem un jāiztīra.

Procesa piezīme. Automātiskā atpakaļ{0}}skalošanas rutīna
Pat ar iepriekšēju-filtrāciju uz cauruļu virsmas pakāpeniski uzkrāsies smalkas nogulsnes (dūņas un nogulsnēts dzelzs okers). Lai uzturētu siltuma pārneses veiktspēju, ir nepieciešama regulāra automātiska atpakaļ{2}}skalošana. Aizmugurējās-skalošanas sistēma ir šāda:

Plūsmas maiņa: plūsmas virziens caur caurules pusi tiek mainīts ik pēc 4-8 stundām 30-60 sekundes. Tas izspiež un izskalo vāji pielipušās nogulsnes.

Atpakaļ

Iztukšošana un attīrīšana Spēcīgi katlakmens veidojošiem šķidrumiem tiek izmantota saspiesta gaisa vai ūdens attīrīšana, lai atbrīvotu noturīgos nogulsnes.

Atpakaļ-skalošanas cikls ir pilnībā automātisks, un to kontrolē programmējams loģiskais kontrolleris (PLC). Notekūdeņu skalošanas ūdeņi (ieskaitot izspiestās dūņas) tiek novadīti uz raktuvēs esošo ūdens attīrīšanas sistēmu. Parasti PTFE siltummaiņa fiziska tīrīšana nav nepieciešama mēnešiem vai pat gadiem.

Caurule-Sānu pret apvalku-Sānu piešķiršana
Kas attiecas uz siltuma atgūšanu no raktuvju ūdens, kodīga un netīra straume (raktuvju ūdens) vienmēr atrodas caurules pusē. Iemesli ir:

Tīrāmība: nogulsnes caurules pusē var noņemt ar ķīmisku tīrīšanu vai mehānisku tīrīšanu (ja caurules ir taisnas). PTFE caurules ir elastīgas, taču taisnas caurules var tīrīt, izmantojot maigas birstes.

Spiediena ierobežošana Korpuss ārēji atbalsta PTFE caurules. Tas samazina spiedienu uz PTFE, jo spiediens caurules pusē parasti ir zemāks par korpusa sānu spiedienu.

Noplūdes noteikšana: noplūde PTFE caurulē ļaus tīram apvalka sānu šķidrumam sajaukties ar raktuvju ūdeni (tīra šķidruma zudums) vai otrādi. Tīras cilpas spiediena kontrole parāda kritumu, kas signalizē par caurules pārrāvumu

Tīrs, slēgtā cikla sildīšanas šķidrums (ūdens ar korozijas inhibitoru vai glikola/ūdens maisījums) iziet cauri korpusa pusei. Tā kā korpuss nekad nesaskaras ar kodīgo raktuvju ūdeni, tas var būt izgatavots no parastā oglekļa tērauda vai nerūsējošā tērauda.

Tehniskā precizitāte: ūdens ķīmija objektā
Raktuvju ūdens ķīmija ir diezgan mainīga un atkarīga no vietas. PTFE universālā pretestība ir liels pluss, taču visa sistēma ir jāveido tā, lai tā atbilstu reālai ūdens analīzei (pirms-filtrācija, atpakaļ-skalošanas biežums, materiālu izvēle detaļām, kas nav-PTFE). Galvenie parametri, kas jāiegūst pirms projektēšanas:

pH : Norāda skābes koncentrāciju un to, vai pirms apstrādes ir nepieciešama neitralizācija (PTFE tā nav nepieciešama, bet pakārtotās sastāvdaļas var).

Kopējais suspendēto vielu daudzums (TSS): ietekmē priekš{0}}filtra izmēru.

Dzelzs koncentrācija un oksidācijas pakāpe (dzelzs pret dzelzs): ietekmē okera nokrišņu daudzumu.

Kalcija un sulfāta koncentrācija: novērtē ģipša mērogošanas potenciālu.

Hlorīda koncentrācija: palīdz izvēlēties materiālus korpusam un cauruļvadiem (netiek ietekmēts PTFE).

Ļoti smagiem kaļķakmens šķidrumiem (piemēram, ģipša pārsātinājums) var būt nepieciešama papildu iejaukšanās, piemēram, ķīmiskā dozēšana (pretkalants) vai periodiska caurules puses tīrīšana ar skābi. Taču, tā kā PTFE nav -lipīgs, šāda iejaukšanās ir nepieciešama daudz retāk nekā ar metāla apmainītājiem.

Piemērs: tipiska uzstādīšana Kanādas vara raktuvēs
Vara raktuves Britu Kolumbijā, Kanādā, no 1200 m dziļuma paņem 5000 l/min gruntsūdens 38 grādos. Ūdens 3,5 pH, 200 mg/L izšķīdis dzelzs, 400 mg/L sulfāts, 50 mg/L suspendētās daļiņas. Raktuves iepriekš izlaida šo uzsildīto ūdeni attīrīšanas dīķī bez siltuma atgūšanas. Tika uzcelts apvalka-un-cauruļu siltummainis ar PTFE-caurulēm (caurules puse: 1000 × 6 m PTFE-caurules, sieniņu biezums 0,5 mm). Atgūtais siltums (ap 2 MW) tiek izmantots, lai ziemā priekšsildītu ventilācijas gaisu, kas nonāk raktuves galvenajā šahtā, samazinot dabasgāzes patēriņu par 30 000 GJ gadā. Siltummainis tiek automātiski izskalots ik pēc 6 stundām. Pēc 5 gadu darbības nebija nepieciešama caurules nomaiņa vai ķīmiskā tīrīšana.

Secinājums: notekūdeņu pārvēršana par ienesīgu enerģijas aktīvu
PTFE siltummaiņi ir ideāls izturīgs un pret koroziju drošs veids, kā iegūt svarīgu zemas kvalitātes siltumu no abrazīvākajām raktuvju ūdens plūsmām un palīdzēt padarīt jūsu ieguves darbību ilgtspējīgāku un energoefektīvāku. PTFE apvalka-un-caurules apmainītāji var izturēt skābu koroziju, metāla jonu uzbrukumu un minerālu zvīņošanos, nodrošinot uzticamu, ilgtermiņa siltuma atgūšanu no ūdens, kas dažu mēnešu laikā iznīcinātu metāla iekārtas. Šiem apmainītājiem ir nepieciešama neliela apkope, ar atbilstošu priekš-filtrāciju un automātisku atpakaļ-skalošanu, atgūstot siltumu, kas pretējā gadījumā tiktu zaudēts. Atgūtais siltums tiek izmantots, lai samazinātu fosilā kurināmā izmantošanu telpu apkurei, ventilācijas gaisa priekšsildīšanai vai procesa ūdens sildīšanai, tādējādi nekavējoties uzlabojot energoefektivitāti un samazinot raktuves oglekļa pēdas nospiedumu.

Zaļākās raktuves ir tās, kuras saņem enerģiju no saviem notekūdeņiem. Dziļi aukstajos, tumšajos raktuvju padziļinājumos PTFE siltummainis darbojas klusi un nenogurstoši, pārvēršot skābu, metālu{1}}apslogotu slodzi nepārtrauktā, atjaunojamā siltuma plūsmā.