هیترهای PTFE چه نقشی در پیش گرم کردن آب دریا برای نمک‌زدایی با چند اثر تقطیر- دارند؟

مبدل‌های حرارتی بزرگ و بخاری‌هایی که باید آب نمک داغ و خورنده را تحمل کنند، برای استفاده از گرما برای تبدیل آب شور به آب شیرین مورد نیاز هستند. برای جلوگیری از شوک حرارتی در اولین مرحله اواپراتور یک کارخانه تقطیر چند اثر-(MED)، آب دریای ورودی گرم می شود. هیچ بخاری فلزی نمی‌تواند با مقاومت در برابر خوردگی و کیفیت ضد جرم‌گیری یک بخاری غوطه‌وری PTFE برابری کند، که آن را برای این عملیات گرم کردن عالی می‌کند.

مرحله پیش گرم کردن تقطیر چند اثر-
آب نمک خام در دمای اتاق (15 تا 25 درجه) در جهت اولین اثر تبخیرکننده در یک روش استاندارد نمک زدایی MED پمپ می شود. بدون پیش گرم کردن، افزایش ناگهانی دما در داخل اواپراتور منجر به شوک حرارتی می شود که رسوب رسوب را تسریع می کند و بر سطوح نازک انتقال حرارت فشار مکانیکی وارد می کند. در نتیجه، قبل از ورود به اولین افکت، جریان ورودی از قبل بین 85 تا 90 درجه گرم می شود.

این یک مرحله پیش گرمایش ضروری است. احتمال جوش موضعی که باعث تشکیل رسوب سخت می شود را کاهش می دهد، ضریب انتقال حرارت کلی را افزایش می دهد و مشخصات حرارتی را در سراسر قطار اواپراتور تثبیت می کند.

چرا این سرویس با بخاری های فلزی کار نمی کند؟
در هر سیستمی که آب دریا را مدیریت می کند، مبارزه با مقیاس و خوردگی یک مبارزه روزانه است. در محیط گرم، اکسیژن دار و غنی از کلرید-آب دریا، بخاری فلزی متشکل از آلیاژهای تیتانیوم، فولاد ضد زنگ یا مس-به سرعت خراب می‌شود. تیتانیوم علیرغم مقاومت در برابر حفره شدن، قادر به جلوگیری از انتشار یونهای فلزی مانند نیکل، مس یا آهن نیست. با تشویق کریستالیزاسیون کربنات کلسیم و هیدروکسید منیزیم بر روی سطوح تبخیر کننده، این یون ها به سمت پایین جریان می یابند و کنترل پوسته پوسته شدن را دشوارتر می کنند.

علاوه بر این، سطوح فلزی مکان‌های ایده‌آلی را برای هسته‌زایی در مقیاس معدنی ارائه می‌دهند. عملکرد بخاری به محض ایجاد مقیاس به شدت کاهش می یابد و نیاز به تمیز کردن مکرر اسیدی دارد که سطح فلز را بیشتر خراب می کند.

راه حل PTFE: مقیاس-مقاوم و خوردگی-مقاوم
مشکل خوردگی با بخاری PTFE (پلی تترا فلوئورواتیلن) ​​کاملاً حل می شود. حتی در دمای 90 درجه، PTFE از نظر شیمیایی نسبت به نمک ها، کلریدها و کل طیف اجزای آب دریا بی اثر است. شیمی آب برای بازدارنده های مقیاس پایین دست حفظ می شود زیرا هیچ یون فلزی به جریان آب نمک تخلیه نمی شود.

سطح نچسب PTFE به همان اندازه قابل توجه است. سولفات کلسیم و هیدروکسید منیزیم نمونه هایی از فلس های معدنی هستند که به PTFE بسیار ضعیف می چسبند. در نتیجه، در مقایسه با هر سطح فلزی، سرعت تشکیل رسوب به طور قابل توجهی کاهش می یابد. فواصل تعمیر و نگهداری اغلب از هفته ها به ماه ها افزایش می یابد زیرا بخاری کارایی خود را برای مدت زمان طولانی تری حفظ می کند و نیاز به تمیز کردن اسیدی بسیار کمتری دارد.

محدوده دما و حاشیه ایمنی برای عملکرد پیش گرمایش
در سیستم های MED، دمای هدف پیش گرم معمولا بین 85 تا 90 درجه است. PTFE یک بافر ایمنی 20 درجه را در نقطه عملیاتی به دلیل محدودیت سرویس مداوم آن در حدود 110 درجه ارائه می دهد. پایداری طولانی مدت مواد توسط این بافر تضمین می شود که احتمال نرم شدن یا تغییر شکل را از بین می برد. برای کاربردهایی که دماهای بالاتری را می طلبند باید مواد دیگر را در نظر گرفت، اگرچه PTFE در پنجره پیش گرمایش معمولی MED کاملاً قابل اعتماد است.

در بسیاری از تأسیسات نمک‌زدایی حرارتی، تنظیم پیش‌گرم‌کننده آب دریا MED به یک استاندارد-و-واقعی تبدیل شده است، به‌ویژه زمانی که مقاومت در برابر خوردگی و مدیریت مقیاس در اولویت قرار می‌گیرد.

مدیریت دقیق توان با استفاده از کنترل SCR
تغییرات فصلی، بار گیاه و شرایط جزر و مد همگی بر نرخ جریان آب دریا و دمای ورودی در یک کارخانه MED واقعی تأثیر می‌گذارند. توان خروجی بخاری باید تنظیم شود تا با وجود این نوسانات دمای خروجی پیش گرمایش ثابت بماند. برای رسیدن به این هدف، از یک کنترل‌کننده قدرت یکسوکننده کنترل‌شده سیلیکونی- (SCR) استفاده می‌شود.

در واکنش به سنسور دما در پایین دست پیش گرم کن، یک رگولاتور SCR ولتاژ عرضه شده به بخاری PTFE را تغییر می دهد. با تطبیق دقیق گرمای ورودی با سرعت جریان و دمای ورودی، این کنترل حلقه بسته از گرمای بیش از حد یا کم‌گرم شدن جلوگیری می‌کند. مدولاسیون دقیق با اجتناب از افزایش بیش از حد بیهوده یا پاسخ آهسته، نه تنها فرآیند تقطیر را تثبیت می کند، بلکه بازده انرژی کل کارخانه را نیز به حداکثر می رساند.

نکته فرآیند: چگالی وات بحرانی
نکته فرآیند: یک چگالی وات کم (معمولاً 2 تا 5 وات بر سانتی‌متر مربع) باید برای جلوگیری از جوشش کمتر سرد و تشکیل مقیاس موضعی روی سطح PTFE ارائه شود. حتی زمانی که دمای سیال توده زیر جوش است، چگالی وات بالا منجر به جوشیدن موضعی فیلم در زیر لایه مقیاس می شود. این جوشاندن میکرو، مزیت نچسب PTFE را از بین می‌برد، نمک‌ها را غلیظ می‌کند و چسبندگی رسوب را تسریع می‌کند. برای تایید چگالی وات بر اساس سرعت جریان واقعی و ترکیب آب دریا با سازنده بخاری مشورت کنید.

در نتیجه
با کنترل خوردگی و پوسته پوسته شدن گرمایش آب دریا، بخاری‌های PTFE نقشی اساسی در پشت صحنه ساختن نمک‌زدایی حرارتی دارند. ایمنی کلریدی، مقاومت در مقیاس نچسب، و کنترل دقیق SCR به گیاهان MED این امکان را می‌دهد تا از اولین مرحله پیش گرم کردن تا حلقه‌های گردش آب نمک، به طور قابل اعتمادی با نگهداری کمتری کار کنند. انتخاب مواد قوی برای تولید آب پایدار ضروری است زیرا نیاز جهان به آب شیرین در حال افزایش است و PTFE خود را به عنوان بخش مهمی از این معادله نشان داده است.