Το Περιβάλλον Ξινού Νερού
Το ξινό νερό από τις εργασίες του διυλιστηρίου περιέχει διαλυμένο υδρόθειο και αμμωνία. Ο απογυμνωτής ξινού νερού θερμαίνει το νερό για να απομακρύνει τα πτητικά σουλφίδια και την αμμωνία για ανάκτηση ή απόρριψη. Ο εναλλάκτης θερμότητας σε αυτήν την υπηρεσία αντιμετωπίζει ένα μοναδικά δύσκολο πρόβλημα ρύπανσης: ζυγαριά θειούχου σιδήρου.
Το θειούχο σίδηρο προέρχεται από δύο πηγές. Ο διαλυμένος σίδηρος στο ξινό νερό-από τη διάβρωση των σωληνώσεων από ανθρακούχο χάλυβα-αντιδρά με το H2S σχηματίζοντας αδιάλυτο θειούχο σίδηρο. Ταυτόχρονα, οι μεταλλικοί σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας διαβρώνονται στην επιφάνεια, σχηματίζοντας ένα στρώμα προϊόντος διάβρωσης θειούχου σιδήρου. Η κλίμακα σουλφιδίου είναι μαύρη, πυκνή και προσκολλημένη. Μειώνει τη μεταφορά θερμότητας και παρέχει μια θέση για περαιτέρω διάβρωση κάτω από την απόθεση.
Οι εναλλάκτες θερμότητας PTFE εξαλείφουν τόσο την πηγή διάβρωσης όσο και τον μηχανισμό απολέπισης. Το φθοροπολυμερές δεν διαβρώνεται-δεν σχηματίζεται προϊόν διάβρωσης θειούχου σιδήρου στην επιφάνεια. Η επιφάνεια χαμηλής-ενέργειας αντιστέκεται στην προσκόλληση των σωματιδίων θειούχου σιδήρου που κατακρημνίζονται από το νερό. Το ρύπανση μειώνεται σε διαχειρίσιμο επίπεδο.
Ο Μηχανισμός Εναπόθεσης Θειούχου Σιδήρου
Σε επιφάνειες ανθρακούχου χάλυβα ή ανοξείδωτου εναλλάκτη θερμότητας σε ξινό νερό, οι ακόλουθες διεργασίες συμβαίνουν ταυτόχρονα. Ο χάλυβας διαβρώνεται στο ξινό νερό, σχηματίζοντας θειούχο σίδηρο απευθείας στην επιφάνεια: Fe + H2S → FeS + H2. Αυτό το θειούχο σίδηρο είναι χημικά συνδεδεμένο με τη μεταλλική επιφάνεια-είναι το προϊόν διάβρωσης, όχι μια ξεχωριστή απόθεση. Αναπτύσσεται από την επιφάνεια προς τα έξω καθώς προχωρά η διάβρωση. Το στρώμα είναι προσκολλημένο και δεν μπορεί να αφαιρεθεί χωρίς να αφαιρεθεί το υποκείμενο μέταλλο.
Ταυτόχρονα, ο διαλυμένος σίδηρος στο νερό αντιδρά με το H2S στο χύμα υγρό, σχηματίζοντας σωματίδια θειούχου σιδήρου που κατακάθονται στην επιφάνεια. Αυτά τα σωματίδια εναποτίθενται στο υπάρχον στρώμα προϊόντος διάβρωσης, προσθέτοντας στο πάχος της κλίμακας. Το στρώμα συνδυασμένης κλίμακας αναπτύσσεται σταθερά, μειώνοντας τη μεταφορά θερμότητας και δημιουργώντας ένα μικροπεριβάλλον που επιταχύνει περαιτέρω τη διάβρωση.
Το PTFE δεν έχει σίδερο για διάβρωση. Δεν υπάρχει προϊόν διάβρωσης επιφάνειας. Τα σωματίδια θειούχου σιδήρου που κατακρημνίζονται από το χύμα νερό έρχονται σε επαφή με μια αδρανή επιφάνεια που δεν προσφέρει χημική σύνδεση και ελάχιστη πρόσφυση. Τα σωματίδια παραμένουν αιωρούμενα και μεταφέρονται από τον απογυμνωτή με το νερό.
| Παράμετρος θειούχου σιδήρου | Ανθρακούχο χάλυβα | Ανοξείδωτο ατσάλι | PTFE |
|---|---|---|---|
| Επιφανειακή διάβρωση σε ξινό νερό | Ναι (το FeS σχηματίζεται στην επιφάνεια) | Ναι (πιο αργά) | Κανένας |
| Επιφανειακό στρώμα FeS | Ναι (προϊόν διάβρωσης) | Ναι (πιο λεπτό) | Κανένας |
| Μαζική πρόσφυση σωματιδίων FeS | Ισχυρό (πάνω στο στρώμα διάβρωσης) | Μέτριος | Αδύναμος |
| Συνολικό ποσοστό ρύπανσης (σχετικό) | 1.0 (βασική γραμμή) | 0.5-0.7 | 0.1-0.2 |
| Μέθοδος καθαρισμού | Μηχανικό, όξινο | Μηχανικό, όξινο | Ξεπλύνετε με νερό |
| Συχνότητα καθαρισμού | 4-8 εβδομάδες | 8-16 εβδομάδες | 6-12 μηνών |
Η κάτω από-Εξάλειψη διάβρωσης κατάθεσης
Η κλίμακα θειούχου σιδήρου σε μεταλλικές επιφάνειες δημιουργεί υπό{0}}διάβρωση απόθεσης-μια τοπική προσβολή κάτω από το στρώμα αλάτων. Η ζυγαριά εμποδίζει τη διάχυση οξυγόνου και χημικών ουσιών επεξεργασίας στη μεταλλική επιφάνεια. Το παγιδευμένο περιβάλλον γίνεται όξινο και επιθετικό. Το pitting ξεκινά κάτω από την κλίμακα και διαδίδεται γρήγορα. Η διάβρωση υπό-απόθεση είναι συχνά η πραγματική αιτία της βλάβης του σωλήνα στην υπηρεσία όξινου νερού.
Το PTFE εξαλείφει τη διάβρωση κάτω από{0}}απόθεση εξαλείφοντας το επιφανειακό στρώμα αλάτων. Χωρίς προσκολλημένη κλίμακα, δεν υπάρχει αποκλεισμένη ζώνη για επίθεση υπό-κατάθεσης. Η επιφάνεια παραμένει καθαρή και εκτεθειμένη στη χημεία του νερού. Το τοίχωμα του σωλήνα PTFE δεν υπόκειται σε εντοπισμένο μηχανισμό διάβρωσης.
Η Περιβαλλοντική Συμβατότητα με την Αμμωνία
Το ξινό νερό περιέχει διαλυμένη αμμωνία, καθιστώντας το διάλυμα αλκαλικό (pH 8-10). Το PTFE έχει ανοσία στην αμμωνία σε όλες τις συγκεντρώσεις και θερμοκρασίες έως 260 βαθμούς. Το αλκαλικό περιβάλλον που συμβάλλει στη διάβρωση των μεταλλικών συστατικών δεν έχει καμία επίδραση στο φθοροπολυμερές. Ο εναλλάκτης PTFE λειτουργεί αξιόπιστα σε όλο το εύρος pH της υπηρεσίας όξινου νερού.
Περίληψη
Οι εναλλάκτες θερμότητας PTFE αντιστέκονται στην εναπόθεση θειούχου σιδήρου στην απογύμνωση του ξινού νερού, εξαλείφοντας τη διάβρωση της επιφάνειας-την κύρια πηγή της κλίμακας FeS-και αποτρέποντας την προσκόλληση των σωματιδίων FeS που καθιζάνουν από το χύμα νερό. Η απουσία συγκολλητικού στρώματος αλάτων εξαλείφει επίσης τη διάβρωση κάτω από-απόθεση, τον μηχανισμό που προκαλεί αστοχίες μεταλλικών σωλήνων. Το διάστημα καθαρισμού εκτείνεται από εβδομάδες σε μήνες. Ο εναλλάκτης PTFE παρέχει αξιόπιστη θέρμανση,-χαμηλής συντήρησης σε μια υπηρεσία που καταστρέφει τους μεταλλικούς εναλλάκτες.
Η τεχνική υποστήριξη για τις προδιαγραφές του εναλλάκτη θερμότητας PTFE με ξινό νερό είναι διαθέσιμη με την υποβολή της χημείας του νερού, των συγκεντρώσεων H2S και αμμωνίας, της θερμοκρασίας λειτουργίας και του τρέχοντος ιστορικού ρύπανσης και διάβρωσης.
