The Bleaching Filtrate Challenge
Οι αλληλουχίες λεύκανσης του πολτού χρησιμοποιούν διοξείδιο του χλωρίου, υπεροξείδιο του υδρογόνου και οξυγόνο για να αφαιρέσουν την υπολειμματική λιγνίνη από τον πολτό. Το διήθημα από τα στάδια λεύκανσης είναι ένα πολύπλοκο μείγμα οξειδωτικών χημικών ουσιών, οργανικών προϊόντων αποδόμησης και ανόργανων αλάτων. Ο εναλλάκτης θερμότητας που θερμαίνει το διήθημα για χημική ανάκτηση λειτουργεί σε ένα διάλυμα που προσβάλλει μέταλλα μέσω πολλαπλών μηχανισμών.
Το τιτάνιο προδιαγράφεται για πολλές εφαρμογές χλωρίνης λόγω της καλής αντοχής του στο διοξείδιο του χλωρίου. Ωστόσο, στο περιβάλλον του συνδυασμένου διηθήματος-όπου συνυπάρχουν διοξείδιο του χλωρίου, υπεροξείδιο και χλωρίδια-το τιτάνιο υφίσταται διάβρωση με κοιλότητες και ρωγμές. Η παθητική μεμβράνη τιτανίου προσβάλλεται σε αδύναμα σημεία, οδηγώντας σε τοπική διάβρωση και τελική αστοχία του σωλήνα. Η τυπική διάρκεια ζωής ενός εναλλάκτη θερμότητας τιτανίου σε διήθημα εγκαταστάσεων χλωρίνης είναι 2-5 χρόνια.
Το PTFE έχει ανοσία στο διοξείδιο του χλωρίου, το υπεροξείδιο του υδρογόνου, τα χλωρίδια και τον συνδυασμό. Το πλήρως φθοριωμένο πολυμερές δεν έχει οξειδωτικούς δεσμούς. Το διήθημα λεύκανσης δεν έχει καμία χημική επίδραση στην επιφάνεια. Η διάρκεια ζωής υπερβαίνει τα 10 χρόνια.
Η συνδυασμένη επίθεση οξειδωτικού στο τιτάνιο
Η αντίσταση στη διάβρωση του τιτανίου εξαρτάται από ένα παθητικό φιλμ TiO2. Το φιλμ είναι σταθερό σε πολλά οξειδωτικά περιβάλλοντα, συμπεριλαμβανομένων των διαλυμάτων διοξειδίου του χλωρίου. Ωστόσο, στο συνδυασμένο διήθημα, το υπεροξείδιο μπορεί να αποσταθεροποιήσει το φιλμ. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου αντιδρά με το TiO2 για να σχηματίσει ένα διαλυτό σύμπλοκο τιτανίου-υπεροξο: TiO2 + H2O2 → Ti(O2)2+ + H2O. Το σύμπλεγμα διαλύεται, αραιώνοντας το παθητικό φιλμ. Το εκτεθειμένο τιτάνιο επαναπασιοποιείται, αλλά οι επαναλαμβανόμενοι κύκλοι διάλυσης-επαναπασιοποίησης καταναλώνουν το μέταλλο.
Τα ιόντα χλωρίου που υπάρχουν στο διήθημα προσβάλλουν το εξασθενημένο φιλμ. Το τρύπημα ξεκινά από ελαττώματα φιλμ. Οι λάκκοι αναπτύσσονται γρήγορα στο οξειδωτικό περιβάλλον. Ο συνδυασμός αποσταθεροποίησης μεμβράνης υπεροξειδίου και διάτρησης χλωρίου παράγει ρυθμό διάβρωσης πολύ υψηλότερο από κάθε μηχανισμό μόνος του.
Το PTFE δεν έχει παθητικό φιλμ για αποσταθεροποίηση. Το υλικό είναι ήδη πλήρως φθοριούχο-το υπεροξείδιο δεν μπορεί να το οξειδώσει περαιτέρω. Τα χλωρίδια δεν έχουν καμία επίδραση. Το συνδυασμένο περιβάλλον είναι χημικά αδρανές στο PTFE.
| Παράμετρος εγκατάστασης χλωρίνης | Τιτανίου Βαθμού 2 | PTFE |
|---|---|---|
| Αντοχή σε ClO2 | Καλό (μόνος) | Εξοχος |
| Επίδραση H2O2 σε παθητικό φιλμ | Αποσταθεροποιεί (σύμπλεγμα υπεροξο) | Κανένας |
| Διάτρηση χλωρίου σε συνδυασμένο διήθημα | Ναί | Κανένας |
| Διάρκεια ζωής στο διήθημα της μονάδας χλωρίνης (έτη) | 2-5 | 10+ |
| Ρυθμός διάβρωσης (mm/έτος) | 0,05-0,2 (τοπικό) | 0 |
Οικονομικά Συντήρησης και Αντικατάστασης
Οι εναλλάκτες θερμότητας εγκαταστάσεων χλωρίνης τιτανίου χρειάζονται αντικατάσταση κάθε 2-5 χρόνια. Το κόστος αντικατάστασης περιλαμβάνει τον εξοπλισμό τιτανίου-ένα από τα πιο ακριβά μέταλλα που χρησιμοποιούνται στα εργοστάσια χαρτοπολτού-συν την εργασία εγκατάστασης και τον χρόνο διακοπής της παραγωγής. Το σωρευτικό κόστος αντικατάστασης σε μια περίοδο 10 ετών είναι δύο έως πέντε φορές το κόστος του αρχικού εξοπλισμού.
Οι εναλλάκτες PTFE παρέχουν υπηρεσία 10+ ετών χωρίς αντικατάσταση. Το αρχικό κόστος είναι χαμηλότερο από το τιτάνιο. Το συνολικό κόστος ιδιοκτησίας για τη διάρκεια ζωής της μονάδας χλωρίνης είναι δραματικά χαμηλότερο. Η εξοικονόμηση συντήρησης συμπληρώνεται από το κέρδος χρόνου παραγωγής από την εξάλειψη των συχνών τερματισμών αντικατάστασης.
Συμβατότητα θερμοκρασίας διαδικασίας
Η θέρμανση διηθήματος της μονάδας λευκαντικού λειτουργεί σε θερμοκρασίες 50-80 μοιρών - πολύ εντός της βαθμολογίας 260 μοιρών του PTFE. Η πίεση ατμού που απαιτείται για τη θέρμανση είναι μέτρια (2-4 barg). Ο εναλλάκτης PTFE λειτουργεί με μεγάλο περιθώριο ασφαλείας τόσο σε θερμοκρασία όσο και σε πίεση. Η ζωή ερπυσμού σε αυτές τις συνθήκες μετριέται σε δεκαετίες, όχι σε χρόνια.
Περίληψη
Οι εναλλάκτες θερμότητας PTFE παρέχουν ανοσία στο συνδυασμένο οξειδωτικό περιβάλλον των διηθημάτων λεύκανσης του πολτού που προσβάλλει το τιτάνιο. Το υλικό δεν επηρεάζεται από το διοξείδιο του χλωρίου, το υπεροξείδιο του υδρογόνου και τα χλωρίδια. Η διάρκεια ζωής υπερβαίνει τα 10 χρόνια, σε σύγκριση με 2-5 χρόνια για το τιτάνιο. Το συνολικό κόστος ιδιοκτησίας είναι ένα κλάσμα της εναλλακτικής λύσης τιτανίου. Για τη θέρμανση διηθήματος εγκαταστάσεων χλωρίνης, το PTFE είναι η χημικά στιβαρή, οικονομικά ανώτερη επιλογή.
Η τεχνική υποστήριξη για τις προδιαγραφές του εναλλάκτη θερμότητας PTFE της μονάδας χλωρίνης είναι διαθέσιμη με την υποβολή της σύνθεσης του διηθήματος, των συγκεντρώσεων ClO2 και H2O2, της θερμοκρασίας λειτουργίας και του τρέχοντος ιστορικού αντικατάστασης τιτανίου.
