Koks yra PTFE keitiklių vaidmuo išgaunant bromą iš jūros vandens ir sūrymų?

Bromas yra tirštas, šarminis skystis ir garai, naudojami antipirenuose, vandens valymui ir vaistams. Jis išgaunamas iš jūros vandens ir sūrymo šulinių oksiduojant chloru, o po to pašalinant garais. Šiame procese esantys šilumokaičiai turės būti atsparūs drėgnam bromui, chlorui ir karštam sūrymui – gali išlikti keletas medžiagų.

Bromo išgavimas iš sūraus vandens ir sūrymų susideda iš kelių esminių etapų. Sūryme esančius bromo jonus oksiduoja chloro dujos, kurios paverčia juos elementiniu bromu. Tada garai naudojami bromui pašalinti iš sūrymo. Garų mišinys, kurį sudaro bromas ir vanduo, atšaldomas kondensatoriuose. Atvėsę garai atskiriami į skystą bromą, kuris surenkamas tolesniam naudojimui.

Atkūrimo procese naudojama aukšta temperatūra ir stiprios cheminės medžiagos. Dėl to ypač svarbus šilumokaičių medžiagų pasirinkimas.

Bromo atkūrimo medžiagos problema
Be skystos formos, šlapias bromas bet kurioje fazėje (skystoje arba garuose) yra gana ėsdantis daugeliui medžiagų. Sumaišius su chloru, cheminės medžiagos tampa agresyvesnės. Korozija yra ypač problemiška metalams, tokiems kaip nerūdijantis plienas, titanas ir varis, kai jie yra veikiami bromo ir chloro. Todėl bromo regeneravimui naudojami šilumokaičiai turi būti pagaminti iš medžiagų, kurios nepablogintų atsparumo bromui ir chlorui.

Vienas iš nedaugelio polimerų, galinčių toleruoti korozinį drėgno bromo ir chloro poveikį vidutinėje temperatūroje, paprastai žemesnėje nei 100 laipsnių, yra politetrafluoretilenas (PTFE). Dėl ypatingo cheminio inertiškumo jis tinkamas naudoti ten, kur yra ir bromo, ir chloro, todėl užtikrina patikimą veikimą sunkiomis sąlygomis.

PTFE šilumokaičio taikymas
Bromo regeneravimo procese PTFE šilumokaičiai naudojami keliuose proceso etapuose. Šie šilumokaičiai yra naudingi tokiose programose kaip:

Sūrymo pirminiai -šildytuvai: PTFE šilumokaičiai gali būti naudojami iš anksto-įeinančiam sūrymui pašildyti, o tai labai svarbu norint sėkmingai išgauti bromą. Šie šilumokaičiai naudojami šilumai atgauti iš išeinančio sūrymo ar kitų proceso srautų, siekiant optimizuoti energijos panaudojimą.

Kondensatoriai bromo garams. Garais pašalinus bromą iš sūrymo, bromo-vandens garų mišinys kondensuojamas, kad būtų atgautas skystas bromas. Kondensatoriams skirti PTFE šilumokaičiai išlaiko bromą vėsų, net kai jį veikia bromo ir chloro garai, nesuardydami medžiagos.

Produkto bromo aušintuvai Išgautas skystas bromas turi būti atvėsintas prieš sandėliavimą arba tolesnį apdorojimą. PTFE šilumokaičiai užtikrina reikiamą aušinimą be korozijos ar užteršimo pavojaus.

PTFE šilumokaičiai reikalingi patikimam ir ilgalaikiam veikimui tokiomis atšiauriomis sąlygomis dėl jų atsparumo bromui ir chlorui.

Techniniai dalykai
Bromo regeneravimo temperatūra: Bromo regeneravimo temperatūra paprastai yra 80–100 laipsnių. PTFE puikiai tinka tokioms temperatūroms valdyti, kai maksimali nuolatinė darbo temperatūra yra apie 110 laipsnių.

Medžiagų suderinamumas PTFE yra atsparus bromo ir chloro buvimui skysčio ir garų fazėse iki PTFE temperatūros ribos. Sunkesnės sąlygos gali būti naudojamos naudojant PFA (perfluoralkoksi) arba PVDF (polivinilideno fluoridą) dėl geresnio atsparumo temperatūrai ir patobulintų mechaninių savybių.

Medžiagų suderinamumas Pastaba Medžiaga Maks. Temperatūra Atsparumas korozijai bromui Tinkamas bromo regeneravimui Atsparumas chlorui PTFE 110 laipsnių Puikus Puikus Idealiai tinka vidutinei temperatūrai ir agresyviems bromo{2}} chloro deriniams
PFA ~260 laipsnių Puikus Puikus Geresnės mechaninės savybės aukštoje temperatūroje
PVDF ~150 laipsnių Geras Geras Tinka mažiau agresyviam bromo naudojimui esant vidutinei temperatūrai.
Tantalas ~300 laipsnių Labai geras Labai geras Puikus karštam karščiui, bet gana brangus.
Kaip nurodyta, bromo regeneravimo paslaugai tinkamiausi yra PTFE, PFA ir tantalas. PTFE yra plačiausiai naudojamas, nes yra nebrangus ir gerai veikia esant vidutinei temperatūrai.

Santrauka
PTFE šilumokaičiai yra labai svarbūs norint išgauti bromą iš sūraus vandens ir sūrymų, ir jie pasižymi puikiu atsparumu priešiškam šlapio bromo, chloro ir aukštų temperatūrų mišiniui. Šie šilumokaičiai yra labai svarbūs regeneravimo proceso veiksmingumui, sumažinant prastovas dėl korozijos ir apsaugant regeneruoto bromo grynumą. Vis didėjant halogeninio apdorojimo medžiagų reikalavimams, PTFE šilumokaičiai išlieka patikimu pasirinkimu sudėtingomis bromo regeneravimo sąlygomis.

v