Проблемът с частиците
Разтворите за хидрометалургично излугване, минните води и промишлените отпадъчни води носят суспендирани твърди частици-пясък, рудни фини частици и утаени соли-, които попадат върху повърхностите на топлообменника. При скорости на потока над 0,5 m/s тези частици разяждат стените на тръбите. При по-ниски скорости те се утаяват върху повърхностите на тръбите, образувайки изолиращи слоеве утайки. И двата механизма намаляват преноса на топлина и скъсяват живота на оборудването.
Външните филтри, монтирани в технологичния тръбопровод, защитават топлообменника, но добавят капиталови разходи, изискват отделна поддръжка и заемат допълнително пространство. Интегрирана цедка-вградена във входната секция на PTFE топлообменника-осигурява същата защита в рамките на отпечатъка на обменника, елиминирайки отделните съдове на цедка и свързаните с тях тръби.
Цедката е перфорирана PTFE плоча или мрежест панел, монтиран през входа на технологичния флуид към тръбния сноп. Той улавя частици над определен размер, преди да достигнат до тръбите. Цедката е достъпна за почистване през същия отвор на резервоара, използван за поддръжка на топлообменника.
Интегрираната конструкция на филтъра
Филтърният панел е изработен от PTFE лист, перфориран с отвори с размери, позволяващи преминаване на частици, по-малки от минималния просвет между съседните тръби. За тръбен сноп с 20 мм разстояние между тръбите диаметърът на отвора на филтъра обикновено е 10-12 мм-достатъчно голям, за да премине течността без прекомерен спад на налягането, достатъчно малък, за да блокира частици, които биха могли да попаднат между тръбите.
Цедката е монтирана на предната страна на носещата рамка на тръбния сноп. Процесната течност, влизаща в снопа, трябва да премине през филтъра, преди да влезе в контакт с тръбите. Цедката е закрепена с PTFE крепежни елементи или се плъзга в жлебове в опорната рамка, което позволява отстраняване за почистване без разглобяване на тръбния сноп.
За приложения с много високо натоварване на твърди частици се използва дву-степенна цедка: груба външна цедка (15-20 mm отвори) улавя големи отломки, а по-фина вътрешна цедка (8-10 mm отвори) улавя междинните частици. Двустепенният дизайн предотвратява бързото заслепяване на фината цедка от големи отпадъци.
| Параметър на дизайна | Едностепенна цедка- | Дву{0}}степенна цедка |
|---|---|---|
| Размер на отвора на външната цедка | N/A | 15-20 мм |
| Размер на отвора на вътрешната цедка | 10-12 мм | 8-10 мм |
| Коефициент на отворена площ | 40-50% | 35-45% (комбинирано) |
| Спад на налягането при проектния поток | 50-150 Ра | 80-200 Ра |
| Тръби с максимален размер на частиците | 10-12 мм | 8-10 мм |
| Честота на почистване (умерени твърди вещества) | Ежеседмично | Две{0}}седмично |
| Подходящо натоварване с твърди частици | До 5 g/L | 5-20 g/L |
Цикълът на падане на налягането и почистване
Спадът на налягането на филтъра се увеличава с натрупването на отломки по горната страна на потока. Спадът на налягането се следи от диференциален манометър, свързан към кранове от двете страни на филтърния панел. Когато спадът на налягането достигне зададен праг-обикновено 2-3 пъти чистата стойност, филтърът изисква почистване.
Почистването се извършва по време на планиран интервал за поддръжка. Нивото на резервоара се понижава под филтъра, който е достъпен от горната част на топлообменника. Панелът на филтъра се повдига, натрупаните отпадъци се изстъргват или измиват и панелът се монтира отново. Операцията по почистване отнема 30-60 минути и не изисква отстраняване на тръбния сноп.
Филтърният панел е химически инертен-може да се почиства със същите агресивни химикали, използвани за тръбния сноп, или просто да се измие под налягане-с вода. Няма корозия, няма покритие, което да се повреди, и няма метал, който да замърси процеса.
Съображения относно материала и производството
Панелът на филтъра е произведен от същия клас PTFE като тръбите на топлообменника, осигурявайки идентична химическа съвместимост и топлинна ефективност. Процесът на перфориране-пробиване или пробиване-създава чисти дупки с гладки ръбове, които са устойчиви на залепване на остатъци. Дебелината на панела е 6-10 мм, осигуряваща адекватна твърдост, за да обхване челото на тръбния сноп без прекомерна деформация под натоварването от диференциално налягане.
За големи пакети цедката е разделена на няколко панела, всеки от които може да се сваля отделно. Това позволява частично почистване, ако само една секция е замърсена, и намалява теглото, което всеки панел трябва да поддържа. Съединенията на панелите се припокриват или блокират, за да се предотврати заобикалянето на отломки.
Резюме
PTFE топлообменник с интегрирани филтри предпазва повърхностите на тръбите от удар с частици и запушване без външни филтриращи съдове или допълнителни тръби. Перфорираните PTFE панели, монтирани на горната страна на тръбния сноп, улавят отломки над определен праг на размер. Изисквания за почистване на сигнали за мониторинг на диференциалното налягане.
Интегрираният дизайн спестява място, опростява поддръжката и гарантира, че както отоплението, така и защитата от частици се осигуряват от химически инертни, лесни за поддръжка-компоненти от PTFE.
Инженерна поддръжка за спецификация на топлообменник от интегриран филтър PTFE е достъпна при подаване на състава на технологичния флуид, натоварването на твърдите вещества и разпределението на размера на частиците, дебита и геометрията на резервоара.
