Το πρόβλημα των σωματιδίων
Τα διαλύματα υδρομεταλλουργικής έκπλυσης, το νερό των ορυχείων και τα βιομηχανικά λύματα μεταφέρουν αιωρούμενα στερεά-άμμο, λεπτά μεταλλεύματος, θραύσματα αλάτων και καταβυθισμένα άλατα-που προσκρούουν στις επιφάνειες του εναλλάκτη θερμότητας. Σε ταχύτητες ροής πάνω από 0,5 m/s, αυτά τα σωματίδια διαβρώνουν τα τοιχώματα του σωλήνα. Σε χαμηλότερες ταχύτητες, επικάθονται σε επιφάνειες σωλήνων, σχηματίζοντας μονωτικά στρώματα λάσπης. Και οι δύο μηχανισμοί μειώνουν τη μεταφορά θερμότητας και μειώνουν τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού.
Τα εξωτερικά φίλτρα που είναι εγκατεστημένα στις σωληνώσεις διεργασίας προστατεύουν τον εναλλάκτη θερμότητας αλλά προσθέτουν κεφαλαιουχικό κόστος, απαιτούν ξεχωριστή συντήρηση και καταλαμβάνουν επιπλέον χώρο. Ένα ενσωματωμένο φίλτρο-ενσωματωμένο στο τμήμα εισόδου του εναλλάκτη θερμότητας PTFE-παρέχει την ίδια προστασία στο αποτύπωμα του εναλλάκτη, εξαλείφοντας τα ξεχωριστά φίλτρα δοχείων και τις σχετικές σωληνώσεις.
Το φίλτρο είναι μια διάτρητη πλάκα PTFE ή πλέγμα τοποθετημένο κατά μήκος της εισόδου υγρού διεργασίας στη δέσμη του σωλήνα. Συλλαμβάνει σωματίδια πάνω από ένα καθορισμένο μέγεθος πριν φτάσουν στους σωλήνες. Το φίλτρο είναι προσβάσιμο για καθαρισμό από το ίδιο άνοιγμα της δεξαμενής που χρησιμοποιείται για τη συντήρηση του εναλλάκτη.
Ο ολοκληρωμένος σχεδιασμός φίλτρου
Το φίλτρο είναι κατασκευασμένο από φύλλο PTFE, διάτρητο με τρύπες που έχουν μέγεθος ώστε να περνούν σωματίδια μικρότερα από το ελάχιστο διάκενο μεταξύ παρακείμενων σωλήνων. Για μια δέσμη σωλήνων με απόσταση σωλήνων 20 mm, η διάμετρος της οπής του φίλτρου είναι συνήθως 10-12 mm αρκετά μεγάλη για να περάσει το υγρό χωρίς υπερβολική πτώση πίεσης, αρκετά μικρή ώστε να μπλοκάρει σωματίδια που θα μπορούσαν να κολλήσουν μεταξύ των σωλήνων.
Το φίλτρο είναι τοποθετημένο στην ανάντη όψη του πλαισίου στήριξης της δέσμης σωλήνα. Το υγρό διεργασίας που εισέρχεται στη δέσμη πρέπει να περάσει μέσα από το φίλτρο πριν έρθει σε επαφή με τους σωλήνες. Το φίλτρο στερεώνεται με συνδετήρες PTFE ή ολισθαίνει σε αυλακώσεις στο πλαίσιο στήριξης, επιτρέποντας την αφαίρεση για καθαρισμό χωρίς αποσυναρμολόγηση της δέσμης του σωλήνα.
Για εφαρμογές με πολύ υψηλή φόρτιση στερεών, χρησιμοποιείται ένα φίλτρο δύο σταδίων: ένα χοντρό εξωτερικό φίλτρο (οπές 15-20 mm) συλλαμβάνει μεγάλα συντρίμμια και ένα λεπτότερο εσωτερικό φίλτρο (τρύπες 8-10 mm) συλλαμβάνει τα ενδιάμεσα σωματίδια. Ο σχεδιασμός δύο σταδίων αποτρέπει την ταχεία τύφλωση του λεπτού φίλτρου από μεγάλα συντρίμμια.
| Παράμετρος σχεδίασης | Μονό-Stage Strainer | Διπλό-Στρωτήρι Σκηνής |
|---|---|---|
| Μέγεθος οπής εξωτερικού φίλτρου | N/A | 15-20mm |
| Μέγεθος οπής εσωτερικού φίλτρου | 10-12 mm | 8-10 mm |
| Αναλογία ανοιχτής περιοχής | 40-50% | 35-45% (σε συνδυασμό) |
| Πτώση πίεσης στη ροή σχεδιασμού | 50-150 Pa | 80-200 Pa |
| Μέγιστο μέγεθος σωματιδίων που φτάνουν σε σωλήνες | 10-12 mm | 8-10 mm |
| Συχνότητα καθαρισμού (μέτρια στερεά) | Εβδομαδιαίος | Δι-εβδομαδιαία |
| Κατάλληλη φόρτωση στερεών | Έως 5 g/L | 5-20 g/L |
Η πτώση πίεσης και ο κύκλος καθαρισμού
Η πτώση πίεσης του φίλτρου αυξάνεται καθώς τα συντρίμμια συσσωρεύονται στην ανάντη όψη. Η πτώση πίεσης παρακολουθείται από ένα μετρητή διαφορικής πίεσης που συνδέεται με βρύσες και στις δύο πλευρές του πάνελ του φίλτρου. Όταν η πτώση πίεσης φτάσει σε ένα καθορισμένο όριο-συνήθως 2-3 φορές την τιμή καθαρού - το φίλτρο χρειάζεται καθαρισμό.
Ο καθαρισμός πραγματοποιείται κατά τη διάρκεια ενός προγραμματισμένου διαστήματος συντήρησης. Η στάθμη της δεξαμενής χαμηλώνει κάτω από το φίλτρο, το οποίο είναι προσβάσιμο από την κορυφή του εναλλάκτη. Το πλαίσιο του φίλτρου ανυψώνεται, τα συσσωρευμένα υπολείμματα ξύνονται ή ξεπλένονται και το πλαίσιο επανατοποθετείται. Η διαδικασία καθαρισμού διαρκεί 30-60 λεπτά και δεν απαιτεί αφαίρεση της δέσμης του σωλήνα.
Το πλαίσιο του φίλτρου είναι χημικά αδρανές-μπορεί να καθαριστεί με τα ίδια επιθετικά χημικά που χρησιμοποιούνται για τη δέσμη του σωλήνα ή απλά να πλυθεί με πίεση- με νερό. Δεν υπάρχει διάβρωση, καμία επίστρωση για ζημιά και μέταλλο που να μολύνει τη διαδικασία.
Θέματα υλικού και κατασκευής
Το φίλτρο είναι κατασκευασμένο από την ίδια ποιότητα PTFE με τους σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας, διασφαλίζοντας την ίδια χημική συμβατότητα και θερμική απόδοση. Η διαδικασία διάτρησης-τρύπημα ή διάτρηση-δημιουργεί καθαρές οπές με λείες άκρες που αντιστέκονται στην πρόσφυση των υπολειμμάτων. Το πάχος του πάνελ είναι 6-10 mm, παρέχοντας επαρκή ακαμψία για να εκτείνεται η επιφάνεια της δέσμης σωλήνα χωρίς υπερβολική παραμόρφωση κάτω από το διαφορικό φορτίο πίεσης.
Για μεγάλες δέσμες, το φίλτρο χωρίζεται σε πολλαπλά πάνελ, το καθένα ξεχωριστά αφαιρούμενο. Αυτό επιτρέπει τον μερικό καθαρισμό εάν έχει λερωθεί μόνο ένα τμήμα και μειώνει το βάρος που πρέπει να υποστηρίξει κάθε πάνελ. Οι αρμοί των πάνελ επικαλύπτονται ή συμπλέκονται για να αποτρέπεται η παράκαμψη των συντριμμιών.
Περίληψη
Ένας εναλλάκτης θερμότητας PTFE με ενσωματωμένα φίλτρα προστατεύει τις επιφάνειες των σωλήνων από πρόσκρουση σωματιδίων και απόφραξη χωρίς εξωτερικά δοχεία φίλτρου ή πρόσθετες σωληνώσεις. Διάτρητα πάνελ PTFE τοποθετημένα στην ανάντη όψη της δέσμης σωλήνων συγκρατούν τα υπολείμματα πάνω από ένα καθορισμένο όριο μεγέθους. Απαιτήσεις καθαρισμού σημάτων παρακολούθησης διαφορικής πίεσης.
Ο ενσωματωμένος σχεδιασμός εξοικονομεί χώρο, απλοποιεί τη συντήρηση και διασφαλίζει ότι τόσο η θέρμανση όσο και η προστασία από σωματίδια παρέχονται από χημικά αδρανή, φιλικά προς τη συντήρηση-εξαρτήματα PTFE.
Η τεχνική υποστήριξη για ενσωματωμένο φίλτρο PTFE προδιαγραφών εναλλάκτη θερμότητας είναι διαθέσιμη με την υποβολή της σύνθεσης του ρευστού διεργασίας, της φόρτωσης στερεών και της κατανομής μεγέθους σωματιδίων, του ρυθμού ροής και της γεωμετρίας της δεξαμενής.
