Nitrokarburizace v solné lázni vytváří na ocelových dílech tvrdý povrch odolný proti opotřebení- ponořením do roztavené lázně kyanatanových a uhličitanových solí. Horké výfukové páry opouštějící tuto pec jsou korozivní, toxické a silně zatížené částicemi kondenzovatelné soli. Tepelný výměník z PTFE může tento nebezpečný proud plynu bezpečně ochladit a získat zpět cenné teplo bez koroze nebo ucpání.
V zařízeních pro tepelné-zpracování kovů, diskuse kolemPTFE výměník solná lázeň nitrokarbonizační chlazeníaplikace se soustředí na jednu velkou výzvu: manipulaci s chemicky agresivními spalinami z pece při zachování spolehlivého dlouhodobého-provozu. Tepelné výměníky PTFE řeší tento problém kombinací výjimečné chemické inertnosti s hladkým, -nepřilnavým povrchem, který odolává znečištění kondenzovanými solemi.
Pochopení nitrokarburizačního výfuku v solné lázni
Nitrokarburizace v solné lázni využívá roztavené směsi kyanátů a uhličitanů k difuzi dusíku a uhlíku do ocelových povrchů. Během provozu pec uvolňuje horké výfukové plyny obsahující:
Kyanátové páry
Uhličitanové výpary
Alkalické kondenzáty
Solné aerosoly
Jemné částice
Jak se plyny ochlazují, části proudu páry kondenzují do vysoce korozivních kapiček kapaliny a krystalických pevných látek. Konvenční kovové výměníky tepla se v tomto prostředí často potýkají, protože kondenzát agresivně napadá kovové povrchy, zatímco usazené soli omezují proudění plynu.
Proud výfukových plynů proto současně představuje jak problém s korozí, tak problém se zanášením.
Proč se v této aplikaci používá PTFE
PTFE nabízí několik vlastností, díky kterým je zvláště vhodný pro korozivní chlazení výfukových plynů.
Kompletní odolnost vůči agresivní chemii
Zkondenzované páry vznikající při nitrokarburizaci se mohou stát silně alkalickými a chemicky reaktivními. PTFE zůstává v podstatě nedotčen:
Kyanátové sloučeniny
Uhličitanové kondenzáty
Alkalické mycí roztoky
Kyselé čisticí chemikálie
solné aerosoly-zatížené vlhkostí
Tato odolnost umožňuje trubkám výměníku přežít podmínky, které rychle degradují mnoho kovových slitin.
Chování nepřilnavého povrchu-
Jednou z nejcennějších vlastností PTFE při chlazení výfukových plynů je jeho extrémně nízká povrchová adheze.
Hladký fluoropolymerový povrch zabraňuje hromadění:
Krystalická ložiska soli
Lepkavé kondenzáty
Polotuhé znečišťující vrstvy
Tato charakteristika výrazně snižuje riziko ucpání ve srovnání s běžnými kovovými výměníky.
V dílně na tepelné zpracování-je chladič PTFE odolný proti korozi-plíce, která zvládá jeden z nejtvrdších proudů plynu při tepelném zpracování.
Jak PTFE výměník funguje
Ve většině systémů proudí korozivní výfukové plyny skrz plášťovou stranu výměníku, zatímco chladicí médium cirkuluje uvnitř PTFE trubek.
Shell-Side Gas Cooling
Proud plynu-s obsahem dýmu vstupuje do pláště výměníku po předběžném snížení teploty. Když se plyn dostane do kontaktu s povrchy chladicích PTFE trubek:
Citelné teplo je odstraněno
Kondenzovatelné páry chladí
Částice soli se začnou srážet
Tvoří se korozivní kondenzát
Protože je PTFE chemicky inertní, výměník snáší jak plynnou, tak kapalnou fázi procesního proudu.
Trubkové-médium bočního chlazení
Chladicí strana může používat:
Recirkulační voda
Chladicí voda rostlin
Systémy okolního vzduchu
Chladicí kapaliny-na bázi glykolu
Rekuperovaná tepelná energie pak může být přesměrována jinam v zařízení.
Výhody rekuperace tepla
Rekuperace odpadního tepla představuje velkou výhoduPTFE výměník solná lázeň nitrokarbonizační chlazenísystém.
Rekuperovanou energii lze použít pro:
Předehřev spalovacího vzduchu
Ohřev napájecí vody kotle
Podpora systémů horké vody pro rostliny-
Zlepšení celkové účinnosti pece
Snížení spotřeby paliva
Protože nitrokarburizační pece často pracují nepřetržitě, i mírná zlepšení zpětného získávání tepla mohou vést k významnému snížení energetické potřeby závodu.
Prevence znečištění a ucpání
Kontrola znečištění je ve výfukových systémech-zatížených solí kritická.
Výhoda hladkého povrchu PTFE
Kovové výměníky často vytvářejí tvrdé krystalické vrstvy, které silně přilnou k vnitřním povrchům. Tyto usazeniny snižují účinnost přenosu tepla a zvyšují tlakovou ztrátu.
Nepřilnavé chování PTFE -pomáhá snižovat pevnost uchycení nánosu, což usnadňuje odstranění nahromaděných zbytků během cyklů údržby.
Integrované mycí-systémy
Mnoho instalací zahrnuje stříkací tyče namontované uvnitř části pláště. Tyto systémy pravidelně proplachují stranu plynu pomocí vody nebo chemických čisticích roztoků.
Protože je PTFE odolný vůči agresivní čistící chemii, mohou operátoři používat silnější mycí roztoky bez poškození trubek výměníku.
Typické čisticí kapaliny mohou zahrnovat:
Alkalické detergenty
Kyselé odvápňovací roztoky
Vodní splachovací systémy
Specializované průmyslové čističe
Fluorpolymerové trubice zůstávají chemicky stabilní během těchto postupů údržby.
Poznámka k procesu
Před PTFE výměníkem je vyžadován ředicí vzduch
Teploty výfukových plynů surového nitrokarbonizace se běžně pohybují mezi:
200 stupňů a 400 stupňů
Tyto teploty překračují doporučený trvalý provozní limit PTFE přibližně 110 stupňů.
Z tohoto důvodu musí být proud plynu před vstupem do PTFE výměníku nejprve ochlazen. Toho se běžně dosahuje zavedením řízeného ředicího vzduchu před vstup do výměníku.
Systém klapky ředicího vzduchu se obvykle používá k:
Regulujte teplotu vstupního plynu
Zabraňte místnímu přehřátí
Stabilizovat provoz výměníku
Chraňte svazek PTFE trubek
Monitorování teploty na vstupu výměníku je považováno za nezbytné pro bezpečný dlouhodobý-provoz.
Proč výměníky kovů v této službě často selhávají
Konvenční kovové výměníky narážejí při nitrokarburizačních výfukových systémech na několik problémů.
Koroze kondenzátu
Kondenzované soli a alkalické kapaliny napadají mnoho nerezových ocelí a potažených kovů.
Adheze nánosu
Krystalické soli se pevně vážou na kovové povrchy, urychlují zanášení a ucpávání.
Omezení čištění
Agresivní čisticí chemikálie mohou poškodit kovové materiály trubek nebo ochranné povlaky.
Tepelný cyklistický stres
Opakované cykly ohřevu a chlazení mohou urychlit korozní-únavové interakce v kovových součástech vystavených chemicky aktivním kondenzátům.
PTFE se vyhýbá mnoha z těchto problémů díky chemické inertnosti spíše než samotné odolnosti proti korozi.
Konstrukční úvahy pro PTFE výfukové chladiče
Při navrhování PTFE výměníků pro odsávání pecí je důležitých několik technických faktorů.
Regulace teploty
Pro ochranu fluoropolymerových trubic je nutná přísná kontrola vstupní teploty.
Řízení rychlosti plynu
Průtok plynu musí zůstat dostatečně vysoký, aby se minimalizovalo usazování částic a zároveň se zabránilo nadměrnému poklesu tlaku.
Návrh odvodnění
Systémy odvodu kondenzátu musí zabránit hromadění kapaliny uvnitř pláště výměníku.
Přístupnost údržby
Přístupové porty a mycí-systémy zjednodušují čištění nahromaděných usazenin soli.
Strukturální podpora
Protože PTFE má nižší mechanickou pevnost než kovy, je vyžadována správná vzdálenost podpěr trubek, aby se zabránilo vibracím nebo prověšování.
Závěr
Tepelný výměník z PTFE poskytuje robustní a nenáročné -řešení na údržbu pro rekuperaci odpadního tepla z jednoho z chemicky nejagresivnějších výfukových proudů, se kterými se setkáváme v průmyslu tepelného zpracování kovů-. Tím, že PTFE odolává chemii kyanatanů a uhličitanů, toleruje korozivní kondenzáty a minimalizuje zanášení solí prostřednictvím svého hladkého -nepřilnavého povrchu, umožňuje spolehlivé chlazení tam, kde má mnoho kovových výměníků potíže.
Rekuperovaná tepelná energie může zlepšit účinnost zařízení prostřednictvím předehřívání spalovacího vzduchu, ohřevu napájecí vody kotle a širší integrace rekuperace energie. Při správné regulaci vstupní teploty a řízení ředicího vzduchu mohou PTFE výměníky efektivně pracovat i v náročném provozu nitrokarbonizační pece.
V moderních závodech na tepelné zpracování se i toxické a korozivní výfukové plyny mohou stát cennými energetickými zdroji, pokud se s nimi zachází se správným systémem fluoropolymerových materiálů.
