Problem čestica
Hidrometalurške otopine za ispiranje, voda iz rudnika i industrijska otpadna voda sadrže suspendirane krute tvari-pijesak, finu rudu, krhotine kamenca i istaložene soli-koje udaraju o površine izmjenjivača topline. Pri brzinama strujanja iznad 0,5 m/s te čestice erodiraju stijenke cijevi. Pri nižim brzinama talože se na površini cijevi, tvoreći izolacijske slojeve mulja. Oba mehanizma smanjuju prijenos topline i skraćuju vijek trajanja opreme.
Vanjski filteri ugrađeni u procesne cijevi štite izmjenjivač topline, ali povećavaju kapitalne troškove, zahtijevaju zasebno održavanje i zauzimaju dodatni prostor. Integrirano sito-ugrađeno u ulazni dio PTFE izmjenjivača topline-pruža istu zaštitu unutar otiska izmjenjivača, eliminirajući odvojene posude za sito i njihove povezane cijevi.
Cjedilo je perforirana PTFE ploča ili mrežasta ploča postavljena preko ulaza procesne tekućine u snop cijevi. Hvata čestice iznad određene veličine prije nego što dospiju u cijevi. Cjedilo je dostupno za čišćenje kroz isti otvor spremnika koji se koristi za održavanje izmjenjivača.
Dizajn integriranog cjedila
Ploča cjedila izrađena je od PTFE ploče, perforirane s rupama veličine da prolaze čestice manje od minimalnog razmaka između susjednih cijevi. Za snop cijevi s razmakom cijevi od 20 mm, promjer otvora cjedila obično je 10-12 mm-dovoljno velik da prođe tekućinu bez pretjeranog pada tlaka, dovoljno mali da blokira čestice koje bi se mogle zadržati između cijevi.
Cjedilo je postavljeno na gornju stranu potpornog okvira snopa cijevi. Procesna tekućina koja ulazi u snop mora proći kroz cjedilo prije kontakta s cijevima. Cjedilo je pričvršćeno PTFE zatvaračima ili klizi u utore u potpornom okviru, što omogućuje uklanjanje radi čišćenja bez rastavljanja snopa cijevi.
Za primjene s vrlo velikim opterećenjem krutim tvarima koristi se dvo{0}}stupanjsko cjedilo: grubo vanjsko cjedilo (15-20 mm rupa) hvata velike krhotine, a finije unutarnje cjedilo (8-10 mm rupa) hvata srednje čestice. Dizajn s dva stupnja sprječava brzo zasljepljivanje finog cjedila velikim krhotinama.
| Parametar dizajna | Jedno{0}}cijedilo | Dvo-stupanjsko cjedilo |
|---|---|---|
| Veličina rupe vanjskog cjedila | N/A | 15-20 mm |
| Veličina otvora unutarnjeg cjedila | 10-12 mm | 8-10 mm |
| Omjer otvorene površine | 40-50% | 35-45% (kombinirano) |
| Pad tlaka pri projektiranom protoku | 50-150 Pa | 80-200 Pa |
| Cijevi koje dosežu maksimalnu veličinu čestica | 10-12 mm | 8-10 mm |
| Učestalost čišćenja (umjerene krutine) | Tjedni | Dvo-tjedno |
| Prikladno opterećenje čvrstim tvarima | Do 5 g/L | 5-20 g/L |
Pad tlaka i ciklus čišćenja
Pad tlaka u cjedilu se povećava kako se krhotine nakupljaju na uzvodnoj strani. Pad tlaka nadzire se diferencijalnim manometrom spojenim na slavine s obje strane ploče filtera. Kada pad tlaka dosegne postavljeni prag-obično 2-3 puta veću od čiste vrijednosti, cjedilo zahtijeva čišćenje.
Čišćenje se provodi tijekom planiranog intervala održavanja. Razina spremnika spušta se ispod sita, kojem se može pristupiti s vrha izmjenjivača. Ploča cjedila se podiže, nakupljeni ostaci se stružu ili isperu, a ploča se ponovno postavlja. Postupak čišćenja traje 30-60 minuta i ne zahtijeva uklanjanje snopa cijevi.
Ploča cjedila je kemijski inertna-može se čistiti istim agresivnim kemikalijama kao i za snop cijevi ili jednostavno-prati vodom pod pritiskom. Nema korozije, nema premaza koji bi se oštetio i nema metala koji bi kontaminirao proces.
Razmatranja materijala i izrade
Ploča cjedila izrađena je od istog PTFE-a kao i cijevi izmjenjivača topline, čime se osigurava identična kemijska kompatibilnost i toplinska izvedba. Postupkom perforacije-bušenjem ili probijanjem-stvaraju se čiste rupe s glatkim rubovima koji su otporni na prianjanje krhotina. Debljina panela je 6-10 mm, osiguravajući odgovarajuću krutost za pokrivanje prednje strane snopa cijevi bez pretjeranog otklona pod opterećenjem diferencijalnog tlaka.
Za velike svežnjeve, cjedilo je podijeljeno na više panela, od kojih se svaki zasebno može ukloniti. To omogućuje djelomično čišćenje ako je zaprljan samo jedan dio i smanjuje težinu koju svaka ploča mora podnijeti. Spojevi panela se preklapaju ili spajaju kako bi se spriječilo zaobilaženje krhotina.
Sažetak
PTFE izmjenjivač topline s integriranim sitištima štiti površine cijevi od udara čestica i začepljenja bez vanjskih posuda za sito ili dodatnih cjevovoda. Perforirane PTFE ploče montirane na gornjoj strani snopa cijevi hvataju krhotine iznad određenog praga veličine. Praćenje diferencijalnog tlaka signalizira zahtjeve čišćenja.
Integrirani dizajn štedi prostor, pojednostavljuje održavanje i osigurava zaštitu od grijanja i čestica pomoću kemijski inertnih PTFE komponenti koje -je lako održavati.
Inženjerska podrška za specifikaciju PTFE izmjenjivača topline s integriranim sitom dostupna je nakon podnošenja sastava procesne tekućine, opterećenja krutih tvari i raspodjele veličine čestica, brzine protoka i geometrije spremnika.
