Zašto kemijske naslage mogu smanjiti učinak grijanja PTFE uronjenog grijača?

Kemijska kupka može održavati ispravnu temperaturu kada je novaPTFE uronjeni grijačje instaliran, ali se postupno sporije zagrijava nakon mjeseci proizvodnje. Jedan od mogućih uzroka je nakupljanje naslaga na ogrjevnoj površini.

Kristali, kamenac, produkti reakcije ili suspendirane krutine mogu formirati sloj preko PTFE površine. Čak i kada grijač nastavi trošiti normalnu električnu struju, dodatni toplinski otpor može smanjiti učinkovit prijenos topline u procesnu tekućinu.

Kako naslage mijenjaju prijenos topline

Površina grijača mora prenijeti toplinsku energiju kroz nekoliko slojeva prije nego što energija dođe do mase tekućine.

Pojednostavljeni odnos je:

Q=ΔT/Rukupno

gdjeQje prijenos topline,ΔTje ukupna temperaturna razlika, iRtotalpredstavlja kombinirani toplinski otpor.

Kada se sloj taloga razvije, uvodi se dodatni otpor.

Ista električna snaga može zahtijevati veću temperaturnu razliku između grijaćeg elementa i tekućine za prijenos topline izvornom brzinom.

Ovo objašnjava zašto grijač može ostati električno funkcionalan dok se performanse grijanja pogoršavaju.

Zašto neke kemijske kupke stvaraju više naslaga

Stvaranje taloga uvelike ovisi o kemiji procesa.

Uobičajeni uvjeti doprinosa uključuju:

Visoka kemijska koncentracija

Lokalno isparavanje

Kristalizacija

Suspendirane tvari

Reakcije taloženja

Loša cirkulacija kade

Pretjerano lokalno grijanje

Neadekvatno održavanje kupke

Stoga se u spremniku mogu pojaviti naslage čak i kada koncentracija kemikalije u rasutom stanju ostaje unutar normalnog proizvodnog raspona.

Lokalni uvjeti neposredno oko grijača mogu se razlikovati od prosječnih uvjeta u spremniku.

Lokalna temperatura može ubrzati taloženje

Kada je cirkulacija oko grijača slaba, tekućina koja neposredno okružuje grijaću površinu može postati toplija od kupelji.

To može stvoriti uvjete pogodne za taloženje ili kristalizaciju u nekim procesima.

Odnos između snage grijanja i površine pruža korisnu polaznu točku:

q = P/A

gdjeqje prosječni toplinski tok,Pje snaga grijača, iAje aktivno područje grijanja.

Razmotrite ilustrativnu usporedbu:

Ove vrijednosti su ilustrativne i ne uspostavljaju univerzalna radna ograničenja PTFE-a.

Depoziti mogu stvoriti učinak povratne informacije

Stvaranje naslaga može postati-samopojačavajuće.

Redoslijed može izgledati ovako:

Početni talog → veći toplinski otpor → viša lokalna površinska temperatura → veća tendencija taloženja → deblji talog

Stvarni mehanizam ovisi o kemijskom sustavu, tako da ovaj slijed ne treba pretpostaviti za svaki proces.

Međutim, kada učinak grijanja postupno opada, a električni ulaz ostaje stabilan, površinsko onečišćenje treba uzeti u obzir tijekom rješavanja problema.

Optjecaj utječe na raspodjelu depozita

Grijač smješten u stagnirajućem području može akumulirati naslage drugačije od onog koji se nalazi na putu jake cirkulacije.

Loša cirkulacija može omogućiti da suspendirani materijal ostane u blizini grijaće površine dulje vrijeme.

Nasuprot tome, prekomjerni protok može stvoriti druge procesne probleme, kao što je prskanje ili nestabilni površinski uvjeti.

Korisni cilj je kontrolirana cirkulacija koja kontinuirano zamjenjuje tekućinu koja okružuje grijaću površinu bez ometanja procesa.

Zašto povećanje snage grijača možda neće riješiti problem

Pretpostavimo da spremnik izvorno zahtijeva 8 kW za održavanje temperature. Nakon stvaranja značajnih naslaga, isti grijač radi neprekidno, ali temperatura kupke počinje padati.

Povećanje električne energije može se činiti očitim rješenjem.

Međutim, ako je taloženi sloj ograničavajući toplinski otpor, dodatna snaga može povećati temperaturu donje grijaće strukture bez proporcionalnog poboljšanja prijenosa topline u kadu.

Bolji odgovor može uključivati ​​pregled, čišćenje, kemijsku kontrolu, poboljšanje cirkulacije ili zamjenu grijača, ovisno o uzroku i karakteristikama naslaga.

Kako otkriti gubitak uspješnosti-povezan s depozitom

Nekoliko operativnih trendova može pružiti korisne tragove.

Tipični obrazac može uključivati:

Dulje vrijeme zagrijavanja pri pokretanju

Povećani postotak rada grijača

Sporiji oporavak temperature nakon opterećenja

Veća razlika između temperature grijača i kupke

Vidljive površinske naslage

Sve veća nejednakost-temperature

Električna mjerenja također mogu pomoći u razlikovanju toplinskog obraštanja od električnog kvara.

Ako napon i struja ostanu blizu očekivanih vrijednosti dok se performanse grijanja postupno pogoršavaju, problem bi mogao biti dosljedniji problemu-prijenosa topline nego jednostavnom kvaru otpora.

Čišćenje zahtijeva-specifične kontrole procesa

Ne može se svaka naslaga ukloniti istom metodom čišćenja.

Postupak čišćenja treba uzeti u obzir:

Sastav depozita

Stanje PTFE površine

Kemijska kompatibilnost

Ograničenja mehaničkog čišćenja

Potrebna završna obrada površine

Konstrukcija grijača

Agresivna mehanička obrada ili nekompatibilne kemikalije za čišćenje mogu oštetiti komponente čak i kada je originalna procesna kemija prikladna.

Dokumentirani interval čišćenja može biti koristan kada je stvaranje naslaga problem proizvodnje koji se ponavlja.

Odabir treba uzeti u obzir uvjete obraštanja

Prilikom navođenja aPTFE uronjeni grijačza kupanje-sklono naslagama, korisne informacije uključuju:

Kemijski sastav

Raspon koncentracije

Radna temperatura

Poznati uvjeti padalina

Suspendirana-koncentracija čvrste tvari

Metoda cirkulacije

Potrebna snaga grijanja

Aktivna površina grijanja

Učestalost čišćenja

Očekivani proizvodni ciklus

To omogućuje procjenu dizajna grijača za kemijsku kompatibilnost i rizik od termičkog onečišćenja.

Kemijske naslage stoga mogu smanjiti rad PTFE uronjenog grijača čak i kada je električni sustav normalan. Ključni problem je dodatni toplinski otpor između grijaće površine i procesne tekućine.

Grijač s odgovarajućom površinom, kontroliranom distribucijom snage, dovoljnom cirkulacijom i praktičnom strategijom čišćenja može smanjiti vjerojatnost ozbiljnog pada performansi u spremnicima kemikalija-sklonih naslagama.