چگونه می توان از تشکیل رسوب در بخاری های PTFE در آب های سخت و محیط های جرم گیری جلوگیری کرد؟

در بسیاری از تأسیسات، هیترهای غوطه‌وری در محیط‌هایی کار می‌کنند که رسوب مواد معدنی تقریباً مورد انتظار است. آب سخت، غلظت تبخیر، و جریان‌های فرآیند حامل نمک، شرایط ایده‌آلی را برای تشکیل رسوب ایجاد می‌کنند. تیم های تعمیر و نگهداری اغلب رسوب زدایی روتین را به عنوان امری اجتناب ناپذیر می پذیرند. با این حال، یک رویکرد جایگزین کارایی بسیار بیشتری را ارائه می دهد: در وهله اول از تشکیل مقیاس جلوگیری می کند. استراتژی‌های پیشگیرانه معمولاً نیروی کار را کاهش می‌دهند، زمان خرابی را به حداقل می‌رسانند و عملکرد حرارتی را به‌طور مداوم‌تری نسبت به تمیز کردن واکنشی مکرر حفظ می‌کنند. بخاری‌های غوطه‌وری که با پلی‌تترا فلوئورواتیلن (PTFE) روکش شده‌اند، مقاومت شیمیایی و چسبندگی سطح نسبتاً کم را ارائه می‌دهند. با این حال، PTFE از رسوب مواد معدنی مصون نیست. بنابراین پیشگیری از مقیاس نیاز به یک رویکرد یکپارچه دارد که ترکیبی از تصفیه آب، کنترل عملیاتی و بهینه‌سازی طراحی سیستم باشد. تصفیه آب به عنوان اولین خط دفاعی در کاربردهای آب سخت، یون‌های کلسیم و منیزیم محلول از عوامل اصلی تشکیل رسوب هستند. هنگامی که گرم می شوند، این یون ها می توانند به صورت کربنات یا سولفات، به ویژه در دمای سطح بالا رسوب کنند. کاهش سختی قبل از ورود آب به مخزن به طور قابل توجهی تمایل پوسته پوسته شدن را کاهش می دهد. سیستم های نرم کننده آب با استفاده از رزین های تبادل یونی، یون های کلسیم و منیزیم را با سدیم جایگزین می کنند و رسوب کربنات را کاهش می دهند. در عمل، نصب یک نرم‌کننده ساده روی آب آرایشی در مخزن تبخیری می‌تواند تشکیل رسوب را تا 80 درصد یا بیشتر کاهش دهد، که اغلب از طریق کاهش کار تمیز کردن و افزایش طول عمر بخاری، هزینه خود را جبران می‌کند. برای فرآیندهایی که به محتوای مواد معدنی بسیار کم نیاز دارند، دییونیزاسیون ممکن است مناسب باشد. آب دیونیزه طیف وسیع تری از یون های محلول را حذف می کند و عملاً پتانسیل رسوب نمک های سختی را حذف می کند. با این حال، هزینه و الزامات نگهداری رزین باید بر اساس نیازهای فرآیند ارزیابی شوند. بازدارنده های رسوب شیمیایی گزینه پیشگیرانه دیگری را ارائه می دهند. این افزودنی ها با هسته و رشد کریستال ها تداخل دارند و مواد معدنی را در محلول پراکنده نگه می دارند تا اینکه به سطوح بخاری بچسبند. مهارکننده‌های مبتنی بر فسفونات- یا-پلیمر در برنامه‌های تصفیه آب صنعتی رایج هستند. انتخاب باید متناسب با شیمی خاص آب و دمای عملیاتی باشد. قبل از انتخاب هر استراتژی تصفیه، تجزیه و تحلیل جامع آب ضروری است. سختی کل، قلیاییت، محتوای سیلیس و غلظت سولفات همگی بر پتانسیل پوسته پوسته شدن تأثیر می گذارند. تشکیل مقیاس کنترل دمای سطح به شدت تحت تأثیر دمای سطح است. حتی اگر دمای محلول حجیم در حد متوسط ​​باقی بماند، لایه مرزی نازک در غلاف بخاری می تواند به مقادیر قابل توجهی بالاتر برسد. دمای سطح بالاتر باعث تسریع بارش مواد معدنی و رشد کریستال می شود. بخاری‌های با چگالی وات کمتر دمای غلاف را کاهش می‌دهند و نیروی محرکه تشکیل رسوب را کاهش می‌دهند. پخش بار گرمایی در سطح بزرگتر، دمای محلی را نزدیک به دمای سیال حجیم نگه می دارد. استفاده از چندین بخاری کوچکتر به جای یک واحد بزرگ اغلب موثر است. این پیکربندی گرما را به طور یکنواخت‌تر توزیع می‌کند و از ایجاد نقاط داغ موضعی جلوگیری می‌کند. کنترل دمای سطح یکی از قدرتمندترین ابزارهای عملیاتی در پیشگیری از مقیاس است. یک تاکتیک عملیاتی عملی شامل کاهش دوره ای دمای مخزن برای فواصل کوتاه است. تفاوت‌های انقباض حرارتی بین رسوب و سطح زیرین می‌تواند باعث ایجاد ریزشکستگی‌ها شود و به رسوبات اجازه دهد قبل از ایجاد تجمع ضخیم از بین بروند. اگرچه این روش جایگزینی برای تصفیه آب نیست، اما می تواند مکمل تلاش های پیشگیرانه باشد. بهینه سازی گردش خون غلظت موضعی در سطح بخاری به میزان قابل توجهی به پوسته پوسته شدن کمک می کند. هنگامی که جریان سیال ضعیف است، تبخیر و انتقال حرارت مناطقی با غلظت مواد معدنی بالاتر در نزدیکی غلاف ایجاد می کند. این مناطق حتی زمانی که شرایط توده پایدار هستند می توانند به حالت فوق اشباع برسند. قرار دادن بخاری‌ها در مناطق{40} جریان بالا، گردش خون را بهبود می‌بخشد و ضخامت لایه مرزی را کاهش می‌دهد. نصب پمپ های همزن مکانیکی یا چرخش مجدد اختلاط را بیشتر می کند. بهینه سازی گردش خون نه تنها راندمان انتقال حرارت را بهبود می بخشد، بلکه خطر بارش مواد معدنی را نیز کاهش می دهد. طراحی صحیح مخزن از این اهداف پشتیبانی می کند. اجتناب از گوشه های راکد و حصول اطمینان از جریان ثابت در سطوح بخاری، گرادیان غلظت را به حداقل می رساند. ملاحظات طراحی و مواد اگرچه PTFE در حال حاضر انرژی سطحی پایین و ویژگی های آزادسازی خوبی را نشان می دهد، برخی از فلوروپلیمرهای اصلاح شده خواص چسبندگی حتی پایین تری را ارائه می دهند. در حالی که این تفاوت ممکن است افزایشی باشد، در محیط های پوسته پوسته شدن شدید، حتی کاهش اندک در استحکام چسبندگی می تواند تجمع رسوب را کند کند. جهت گیری بخاری نیز مهم است. نصب عمودی گاهی اوقات می تواند تجمع افقی را در مقایسه با قرار دادن افقی که در آن رسوبات ممکن است مستقیماً روی غلاف قرار گیرند، کاهش دهد. ملاحظات طراحی همیشه باید با محدودیت های فرآیند همسو باشد. به عنوان مثال، در سیستم های تبخیری که غلظت به طور اجتناب ناپذیری افزایش می یابد، ترکیب نرم شدن آب، دوز بازدارنده و کنترل دمای سطح نتایج بهتری نسبت به تکیه بر یک روش واحد دارد. انتخاب ترکیب مناسب راهبردها پیشگیری در مقیاس مؤثر به ندرت به یک مداخله تنها متکی است. در عوض، ترکیبی از موارد زیر است: نرم شدن آب یا یون زدایی برای کاهش بار معدنی. بازدارنده های رسوب شیمیایی برای جلوگیری از رشد کریستال. چگالی وات کمتر برای کنترل دمای سطح. بهینه سازی گردش برای به حداقل رساندن غلظت لایه مرزی. قرار دادن بخاری و طراحی سیستم متفکرانه. تعادل مناسب به شیمی آب، دمای عملیاتی، نرخ تبخیر و ملاحظات اقتصادی بستگی دارد. تجهیزات با سختی ملایم ممکن است نرم شدن را کافی بدانند. سیستم‌های با سیلیس یا سولفات بالا ممکن است به درمان پیشرفته‌تر و کنترل عملیاتی دقیق‌تری نیاز داشته باشند. نظارت منظم بر هدایت، سختی و بازرسی بصری بخاری ها بازخوردی را در مورد اثربخشی پیشگیری ارائه می دهد. داده های پرطرفدار در طول زمان امکان تنظیم را قبل از ایجاد مقیاس بندی سنگین فراهم می کند. نتیجه گیری پیشگیری از مقیاس تقریباً همیشه اقتصادی تر و از نظر عملیاتی پایدارتر از چرخه های تمیز کردن مکرر است. با پرداختن به عوامل شیمیایی، حرارتی و هیدرولیکی که باعث ایجاد بارش معدنی می شوند، تاسیسات می توانند به طور قابل توجهی تشکیل رسوب را در بخاری های غوطه وری PTFE کاهش دهند. نرم شدن آب، کنترل دمای سطح، بهینه سازی گردش خون و استفاده انتخابی از بازدارنده های رسوب یک استراتژی پیشگیرانه جامع را تشکیل می دهد. برای عملیات‌هایی که با چالش‌های دائمی یا شدید جرم‌گیری مواجه هستند، تجزیه و تحلیل دقیق آب همراه با مشاوره با متخصصان درمان، پایه و اساس یک راه‌حل بادوام و بلندمدت را فراهم می‌کند.