Kaip purškiamieji{0}}PTFE šilumokaičiai veikia tiesioginiam kontaktiniam vėsinimui?

Procedūros metu susidaro karštos ėsdinančios dujos, kurios prieš apdorojimą turi būti atvėsintos. Tradicinio tipo korpusiniai ir vamzdiniai šilumokaičiai pradėtų rūdyti ir plokšteliniai keitikliai gali užsikimšti. Ar purškimo tipo konstrukcija būtų sprendimas, kai dujos purškiamos aušinimo skysčiu virš PTFE vamzdžių? Kada mes naudojame šią specialią konfigūraciją? Kaip tai veikia?

Tokios situacijos būdingos cheminio apdorojimo, išmetamųjų teršalų apdorojimo ir dujų tvarkymo sistemose. Karštos dujos iš reaktorių, absorberių ar deginimo įrenginių dažnai yra šarminės, jose yra dalelių arba kondensuojančių garų. Tokiose situacijose įprasti šilumokaičiai gali būti netinkami, nes metaliniai paviršiai gali greitai rūdyti arba ant šilumą perduodančių paviršių gali nusėsti užteršimo nuosėdos. Alternatyvus būdas yra naudoti purškiamus-PTFE šilumokaičius, kurie šiomis sudėtingomis sąlygomis užtikrina aušinimą, valymą ir atsparumą korozijai.

Iš pirmo žvilgsnio dizainas labai skiriasi nuo tradicinių šilumokaičių. Purškimo{1}}tipo sistemos nepriklauso tik nuo netiesioginio šilumos perdavimo tarp dviejų ribotų skysčių, o įpurškia skysčio purškimą, tekantį per PTFE vamzdžių banką. Vamzdžių viduje cirkuliuoja komunalinis skystis, dažnai aušinamasis vanduo. Karštų dujų srautas teka už vamzdžių per šilumokaičio kamerą. Purškiamas skystis sukuria ploną sluoksnį ant išorinių vamzdžių sienelių. Dujos keliauja per šią sudrėkintą terpę.

Rezultatas yra hibridinis šilumos perdavimo būdas. Šilumos perdavimas iš dujų į purškiamą skystį vyksta tiesioginio kontakto būdu, o papildoma šiluma per skysčio plėvelę ir PTFE vamzdžio sienelę perduodama į aušinimo terpę, tekančią vamzdžių viduje. Daugeliu atvejų purškiamas skystis iš dalies išgaruoja, o tai dar labiau pagerina aušinimo poveikį. Taigi šilumokaitis tarnauja kaip šilumokaitis ir valymo įrenginys.

Kai dujos yra karštos ir nešvarios, purškimas ant PTFE vamzdelių gali būti sprendimas. Vamzdžių paviršius nuolat plauna skysta plėvelė, kad ant jų nepriliptų dalelių nuolaužos. Šis savaiminio-valymo veiksmas ypač naudingas naudojant dulkėtas arba chemiškai reaguojančias dujas. Dalelės pašalinamos kartu su cirkuliuojančiu skysčiu, o ne formuojasi nuosėdos, kurios pakenktų šilumos perdavimo pajėgumui.

PTFE vamzdeliai yra labai svarbūs, kad ši sąranka būtų tinkama korozinėms situacijoms. Fluoropolimerinės medžiagos, tokios kaip PTFE, yra ypač atsparios rūgštims, oksidatoriams, halogenams ir kitoms priešiškoms cheminėms medžiagoms, paprastai sutinkamoms pramoninių dujų srautuose. PTFE paviršiai yra stabilūs net kontaktuojant su šarminėmis dujomis ir rūgštiniais purškimo tirpalais. Cheminis inertiškumas leidžia šilumokaičiui patikimai veikti situacijose, kurios greitai sugadins metalinę įrangą.

Kitas privalumas kyla dėl tiesioginio-kontaktinio aušinimo pobūdžio. Dujos tiesiogiai liečiasi su purškiamu skysčiu, o efektyvus šilumos perdavimo koeficientas gali būti daug didesnis nei dujų -į-dujų keitikliuose. Netiesioginis aušinimas nėra labai efektyvus, nes dujų srautai paprastai turi silpną šilumos laidumą ir mažus šilumos perdavimo koeficientus. Skystos fazės įtraukimas į operaciją žymiai padidina šilumokaičio šiluminę charakteristiką.

Purškiklis turi ir kitą naudingumą – gali sugauti daleles arba tirpius teršalus iš dujų srauto. Dujos, einančios per sudrėkintą vamzdelių pluoštą, ištirpdo daleles ir tirpias dujas arba jas pasiima purškiamasis skystis. Šis veiksmas efektyviai paverčia šilumokaitį į kombinuotą aušintuvą ir ploviklį. Kai kuriuose įrenginiuose sistema sumažina dujų temperatūrą ir pašalina nešvarumus prieš panaudojant paskesnę apdorojimo įrangą.

Įprastai naudojami ėsdinančioms chemijos pramonės dujoms aušinimui. Vandenilio chlorido, sieros dioksido ar rūgščių garų srautai dažnai turi būti atvėsinami prieš patenkant į ploviklius, absorberius ar išmetamųjų teršalų kontrolės sistemas. Purškimo-tipo PTFE šilumokaičiai taip pat naudojami gesinant, kai karštus garus reikia greitai atvėsinti, kad būtų sustabdytos cheminės reakcijos arba išvengta gedimo.

Kita tokia situacija – gesinimas dujomis atliekų apdorojimo arba terminio oksidavimo sistemose. Šios procedūros sukuria labai karštas dujas ir paprastai reikalauja greito aušinimo, kad būtų apsaugota paskesnė įranga. Naudojant purškiamą aušinimą su šilumos perdavimo paviršiais, pagamintais iš PTFE, efektyviai sumažėja temperatūra ir sumažėja atsparumas koroziniams šalutiniams -produktams.

Purškimo tipo šilumokaičių veikimas labai priklauso nuo pačios purškimo sistemos konstrukcijos. Purkštukai turi tolygiai paskirstyti skystį per visą vamzdžių pluoštą, kad sudrėkintų visus paviršius. Jei danga nevienoda, tam tikroje vietoje gali atsirasti karštų taškų ir šiluma nebus perduota taip efektyviai. Tada inžinieriai pasirenka purkštukų tipus ir purškimo būdus, kurie užtikrina vienodą plėvelės susidarymą visame šilumokaičio paviršiuje.

Kartu reikia atsižvelgti ir į purkštuko užsikimšimą. Purškiamame skystyje gali būti ištirpusių kietųjų dalelių arba suspenduotų dalelių. Purkštukų angos turi būti pakankamai didelės, kad neužsikimštų. Purkštukams ir purškimo antgaliams naudojamos medžiagos taip pat turi būti atsparios cheminei aplinkai, todėl paprastai reikia naudoti fluorpolimerus ar kitas korozijai atsparias medžiagas.

Kitas svarbus sistemos dizaino bruožas yra purškimo skysčio valdymas. Paprastai skystis kaupiasi šilumokaičio apačioje ir nuteka į karterį. Tada jis siurbliu pumpuojamas atgal į purškimo antgalius. Jei skystis sugeria šilumą iš dujų, prieš recirkuliaciją gali tekti jį toliau aušinti. Paprastai tai atliekama naudojant antrinį šilumokaitį arba aušinimo bokštą.

Vamzdžio orientacija taip pat turi įtakos veikimui. Vertikalios vamzdžio sąrankos yra dažnos, nes leidžia purškiamam skysčiui laisvai nutekėti vamzdžio paviršiais. Gravitacija taip pat padeda išlaikyti plėvelę tolygią ir neleidžia jai susikaupti ar sustingti. Tinkamas atstumas tarp vamzdžių leidžia dujoms sklandžiai tekėti per šilumokaitį be pernelyg didelio slėgio mažėjimo.

Visos atviros dalys dujų ir skysčio aplinkoje turi būti parinktos taip, kad būtų atsparios korozijai. Be PTFE vamzdžių, fluoropolimerai, stiklo pluoštu sustiprintas plastikas{1}}ar pamuštas metalas gali būti naudojami gaminant purškimo antgalius, konstrukcines atramas ir karterio medžiagas. Siekiama, kad visi sudrėkinti paviršiai atitiktų chemines proceso sąlygas.

Palyginti su kitų konstrukcijų šilumokaičiais, purškiamosios{0}}PTFE sistemos yra niša. Jie ypač tinka aušinti dujas, kurios yra šarminės, dulkėtos ar užsiteršusios. Tačiau jie paprastai nenaudojami aukšto-slėgio skysčių sistemoms, kurioms tradiciniai apvalkalo-ir{5}}vamzdiniai keitikliai vis dar yra geriau pritaikyti.

Purškimo tipo PTFE šilumokaičiai yra elegantiškas pasirinkimas, kai karštus dujų srautus reikia atvėsinti ir pašalinti teršalus. Šiose sistemose integruoti tiesioginio{1}}kontaktiniai aušintuvai su korozijai{2}}atspariais šilumos perdavimo paviršiais, kad atitiktų sudėtingas proceso sąlygas, su kuriomis susiduria įprastinė įranga. Galiausiai jų efektyvumas priklauso nuo kruopštaus purškimo dispersijos, skysčių cirkuliacijos ir medžiagų pasirinkimo projektavimo – elementų, kurie pabrėžia individualaus dizaino poreikį sudėtingose ​​dujų apdorojimo srityse.