Kā grafīta apmainītāji apstrādā vircas un cietās vielas{0}}piekrautus šķidrumus, salīdzinot ar PTFE cauruļu apmainītājiem?

Procesa plūsmās var būt cietas vielas, smalkas katalizatora daļiņas, minerālu nogulsnes vai polimēru lodītes. Būtisks dizaina aspekts ir šo materiālu pārvaldība, lai izvairītos no aizsprostošanās un erozijas siltummainī, kur grafīts un PTFE darbojas diezgan atšķirīgi. Nepareiza materiāla izvēle var nozīmēt regulāru tīrīšanu, priekšlaicīgu atteici vai pat neplānotu dīkstāvi. Izpratne par atšķirību starp grafīta un PTFE vircas apstrādes īpašībām var palīdzēt jums izdarīt pareizo izvēli katram lietojumam.

Grafīta bloku apmainītāji: izturīgi pret nodilumu, bet jutīgi pret aizslēgšanu
Grafīta siltummaiņi bieži ir bloki vai kubi ar taisnām caurulēm, kas izurbtas caur tiem (parasti 10 līdz 20 mm diametrā) procesa šķidruma plūsmai. Materiālam pašam ir laba nodilumizturība, pateicoties tā cietībai, un tas var izturēt cieto cieto daļiņu berzi labāk nekā PTFE. Siltummaiņos izmantotajām oglekļa grafīta šķirnēm ir spēcīga nodilumizturība pret kristāliskām vai metāliskām daļiņām.

Grafīta problēma nav erozija, bet gan hidrauliskais šķērslis. Mazie taisnie gaiteņi neatstāj vietu kustībām vai apkārtceļiem. Aizsprostojums notiek ātri, ja vielas aglomerējas, nosēžas vai satur daļiņas, kas ir lielākas par caurbraukšanas diametru. Šķiedras, lipīgas nogulsnes vai neregulāras formas daļiņas savieno cauruma atveri. Ja ceļš ir aizsprostots, ir nepieciešama tīrīšana, kas var būt saistīta ar mehānisku spiešanu vai ķīmisku izšķīšanu, kas parasti prasa siltummaiņa izņemšanu no ekspluatācijas. Nav alternatīva plūsmas ceļa. Viens aizsērējis caurums var samazināt siltuma pārneses spēju, un vairāki aizsprostojumi var padarīt ierīci nevērtīgu.

Grafīta bloku apmainītāji nav ieteicami pakalpojumiem, kas satur šķiedras, lielus aglomerātus vai citas cietas vielas, kurām ir tendence nosēsties zemas plūsmas apstākļos. Tie vislabāk darbojas dzidros, ne-abrazīvos šķidrumos, kur augsta siltuma vadītspēja (100-150 W/mK) ir vissvarīgākais kritērijs.

PTFE cauruļu apmaiņas ierīces: elastīgi, taču pieslēgti-, erozijai pakļauti-
Vēl vienu kompromisu komplektu{0}}piedāvā PTFE (politetrafluoretilēna) cauruļu komplekti. PTFE pēc būtības ir mīksts. Saskaroties ar cietām, asām daļiņām, kas pārvietojas lielā ātrumā, tas nolietojas ātrāk nekā grafīts. Laika gaitā abrazīvas vielas, piemēram, smiltis, katalizatora smalkās daļiņas vai metālu oksīdi, var nolietoties cauri cauruļu sienām, radot noplūdes. Svarīgi ir ātruma kritēriji. Suspensēm ir nepieciešams minimālais ātrums 1,5-2 m/sek, lai novērstu nosēdināšanu, bet ātrums, kas lielāks par 3 m/s, palielina eroziju.

No otras puses, PTFE caurules ir mazāk pakļautas aizsērēšanai divu iemeslu dēļ. Cietās vielas pielīp vieglāk, jo pie gludā nepiedegošā urbuma. PTFE elastība ļauj caurulei nedaudz izstiepties un iziet cauri nedaudz lielai daļiņai bez neatgriezeniskiem bojājumiem. Cauruļu saišķis piedāvā arī vairākus paralēlus ceļus (bieži vien simtiem mazu diametra cauruļu), lai viena pieslēgta caurule neietekmē kopējo siltuma pārnesi. Bieži vien tīrīšana tiek veikta vietā, mainot plūsmu vai skalošanu.

Netīros pakalpojumos, kur materiāli ir mīksti, neregulāri vai ar zemu koncentrāciju, PTFE elastība ir ieguvums. PTFE cauruļu siltummaiņi nodrošina stabilu, zemu apkopes darbu darbību periodiskām daļiņām, nevis nepārtrauktām suspensēm.

Lēmumu ietvars: cietvielu raksturojums Izvēlieties opciju
Veiksmīga PTFE vircas atlase salīdzinājumā ar grafīta apstrādi ir atkarīga no iesaistīto vielu rūpīgas novērtēšanas. Ieteicamā pieeja ir balstīta uz šādiem lēmuma faktoriem:

Grafīta bloku PTFE caurules cietvielu raksturojums
Daļiņu izmērs < 1/3 caurbraukšanas diametra (parasti<3-6 mm)Can pass particles up to tube ID (typically 5-10 mm); flexibility helps
Daļiņu cietība Laba izturība (Moss 1-2) Izturīga pret vāju, Izvairieties no asām vai skarbām abrazīvām daļiņām
Daļiņu forma Noapaļota vai leņķiska. Izvairieties no šķiedras. Šķiedras un mīksti aglomerāti viegli plūst cauri
Vēlama koncentrācija < 5 % pēc tilpuma; paaugstināts nosēšanās risks15-20% iespējams ar pietiekamu ātrumu
Adhēzija/lipīgums Var aizsērēt un tilt pāri caurumiem{0}}Nelipīga virsma novērš pielipšanu
Neviens materiāls nav piemērots smalkām, cietām, ātri kustīgām -susspensēm, piemēram, katalizatora daļiņām ogļūdeņražu plūsmā vai minerālu vircai hidrometalurģijā. Šādai smagai abrazīvai lietošanai var būt nepieciešami keramikas vai silīcija karbīda siltummaiņi.

PTFE bieži ir pieņemamāks mīkstām vai lēni kustīgām daļiņām, piemēram, polimēru lodītēm, bioloģiskām suspensēm vai nogulsnētiem sāļiem, jo ​​tas ir izturīgs pret aizbāžņiem un tīrāms. GRAFĪTS, ja ne-abrazīvie šķidrumi ir dzidri un laba termiskā veiktspēja ir ļoti svarīga, un, ja trūkst cieto vielu vai tas ir ļoti smalks, tomēr tas joprojām ir izvēlētais materiāls.

Vircas lietošanas praktiskās vadlīnijas
Plūsmas ātrumam PTFE apmainītājos, kas pārvadā cietas{0}} šķidrumus, ir jābūt pietiekamam, lai novērstu nosēdināšanu. Ieteicams vismaz 1,5–2 m/s, lai daļiņas noturētu suspensijā. Periodiska skalošana vai plūsmas maiņa palīdz izkustināt visus uzkrājušos gružus.

Grafīta apmainītājos var izmantot filtrēšanu augšpus vai sietiņu (acs izmērs 1–2 mm), lai novērstu lielu daļiņu iekļūšanu bloku ejās. Spiediena kritums siltummainī tiek regulāri uzraudzīts, lai varētu noteikt agrīnu aizsērējumu, pirms tiek nopietni ietekmēta jauda.

Abstrakts
Grafīts un PTFE nedarbojas pretēji, tāpēc, lai apstrādātu cietās vielas, rūpīgi jāpārbauda daļiņu izmērs, cietība un plūsmas režīms. Grafīts ir izturīgs pret nodilumu, bet viegli aizsprosto. PTFE var tikt galā ar mīkstām un lipīgām vielām, netraucējot, bet erodējas cieto daļiņu uzbrukumā. Nav viena visiem piemērota risinājuma attiecībā uz vircas izmantošanu. Veiksmīgai siltummaiņa izvēlei ir nepieciešama pilnīga izpratne par šķidrumu, tostarp visiem tā piesārņotājiem{4}}ne tikai par sastāvu. Ja cietvielu profils nav zināms vai ļoti mainīgs, drošākais ceļš ir konservatīvs dizains ar lielākiem kanāliem (grafīts) vai maināmiem cauruļu saišķiem (PTFE).