Как се използват тефлонови топлообменници за охлаждане на горещи пари от пещ за нитрокарбюризация в солена баня?

Нитровъглеродяването в солна баня е процес, който образува твърда, устойчива на износване-повърхност върху стоманени предмети чрез поставянето им в разтопена баня с цианатни и карбонатни соли. Тази пещ произвежда горещи отработени газове, които са разяждащи и отровни и са силно заредени с кондензиращи солни частици. Този токсичен газов поток може безопасно да се охлади с помощта на PTFE топлообменник, който възстановява важна топлина без корозия или блокиране.

Въпросът за третирането на изискващите химикали изгорели газове от пещта и осигуряването на надеждна, дългосрочна-работа е единствената грижа на дебата за приложенията за нитрокарбюризиращо охлаждане на PTFE обменник в солена баня в съоръженията за термична-обработка на метали. Тук идват PTFE топлообменниците. Те предлагат комбинацията от добра химическа инертност и гладка, незалепваща повърхност, което ги прави по-малко податливи на замърсяване от кондензирани соли.

Изпускателна система за нитрокарбонизация в солна баня – обяснено
Нитровъглеродяването в солена баня е процес за дифузия на азот и въглерод в повърхността на стомана чрез използване на разтопени цианатни и карбонатни солни разтвори. По време на работа пещта отделя горещи изгорели газове, съдържащи:

Пари от цианат

Карбонатни изпарения

Алкални кондензации

Солен аерозол

Фини прахови частици

Докато газовете се охлаждат, част от потока пари се кондензира до силно корозивни течни капчици и кристални твърди вещества. Кондензатът атакува бързо металните повърхности и натрупаните соли възпрепятстват движението на газа, което прави тази среда предизвикателна за традиционните метални топлообменници.

Следователно потокът отработени газове е двойно предизвикателство от замърсяване и корозия едновременно.

Защо използваме PTFE тук
PTFE притежава набор от характеристики, които са много подходящи за охлаждане на корозивни отработени газове.

Пълна устойчивост на агресивна химия
Кондензираните пари, създадени по време на нитрокарбонизиране, могат да бъдат изключително алкални и химически реактивни. PTFE обикновено не се влияе от:

Цианати.

Карбонатни кондензати

Алкални промивни разтвори

Почистващи препарати – киселинни

Солен аерозол с влага

Съпротивлението предпазва тръбите на топлообменника от бързо разграждане на много метални сплави.

Не{0}}производителност на незалепваща повърхност
Най-важното свойство на PTFE в услугата за охлаждане на отработените газове е неговата изключително ниска лепкавост на повърхността.

Плоската повърхност на флуорополимера предотвратява натрупването на:

Отлагания на кристални соли

Концентрирани кондензати

Полутвърди замърсяващи слоеве

Това свойство позволява много по-нисък риск от запушване в сравнение с конвенционалните метални обменници.

PTFE охладителят във фабриката за топлинна -обработка е здрав, устойчив на корозия-бял дроб за един от най-предизвикателните газови потоци в термичната обработка.

Как работи PTFE топлообменник
В по-голямата част от системите корозивните отработени газове протичат през страната на корпуса на топлообменника, а охлаждащата среда протича в PTFE тръбите.

Газово охлаждане от страната на корпуса
Натовареният с дим{0}}газов поток първоначално се охлажда и след това навлиза в корпуса на обменника. Когато газът срещне по-студени повърхности на PTFE тръби:

Чувствителната топлина се разсейва

Кондензиращите пари се охлаждат

Частиците сол започват да падат

Създава корозивен кондензат

PTFE е химически инертен, което позволява на обменника да се справя както с газовата, така и с течната фаза на технологичния поток.

Охлаждаща течност от страната на тръбата
Охлаждащата страна може да използва:

Рециклирана вода

Охлаждаща вода за завода

Системи за околния въздух

Охлаждащи течности-на основата на етиленгликол

Възстановената топлинна енергия впоследствие може да бъде насочена към други части на централата.

Предимства на рекуперацията на топлина
Охладителната система за нитрокарбюризираща PTFE обменна солена баня е от голяма полза за възстановяване на отпадната топлина.

Възстановената енергия може да се използва за:

Предварително загряване на въздуха за горене

Подгряване на питателна вода в котела

Поддържащи инсталационни системи за топла вода

Подобряване на общата ефективност на пещта

Намаляване на разхода на гориво

Тъй като пещите за нитровъглеродяване обикновено работят постоянно, дори леки печалби в възстановяването на топлината могат да доведат до големи намаления на потреблението на енергия в инсталацията.

Избягване на замърсяване и запушване
Контролирането на замърсяването е от решаващо значение за изпускателните системи, които са-натоварени със сол.

Предимството на PTFE гладката повърхност
Металните обменници са склонни да произвеждат твърди кристални слоеве, здраво закрепени към вътрешните повърхности. Те намаляват ефективността на топлообмена и увеличават спада на налягането.

Незалепващите свойства на PTFE намаляват силата на закрепване на отлаганията и по този начин улесняват отстраняването на натрупаните остатъци по време на циклите на поддръжка.

Интегрирани системи за измиване
Спрей прътите са монтирани в частта на корпуса в няколко инсталации. Тези системи периодично промиват газовата страна с вода или химически почистващи препарати.

Устойчивостта на PTFE на тежки почистващи химикали позволява на операторите да използват по-силни разтвори за измиване, без да увреждат тръбите на обменника.

Типичните почистващи течности включват:

Алкални детергенти

Разтворите за отстраняване на накип са киселинни

Системи за промиване с вода.

Специализирани промишлени препарати

Флуорополимерните тръби остават химически стабилни по време на всички тези операции по поддръжката.

Бележка за процеса
Изискване за въздух за разреждане преди PTFE обменника
Температурите на отработените газове за сурово нитрокарбонизиране обикновено са между:

200 градуса и 400 градуса.

Тези температури надвишават препоръчителната граница за непрекъсната работа на PTFE (~110 градуса).

Ето защо газовият поток трябва да се охлади преди да влезе в PTFE топлообменника. Това често се прави чрез впръскване на регулирани количества въздух за разреждане преди входа на обменника.

Амортисьорна система за разреждащ въздух често се използва за:

Температура на газа на входа

Предотвратете локално прегряване

Стабилизирайте работата на обменника

Защитете комплекта PTFE тръба.

Измерването на температурата на входа на топлообменника се счита за жизненоважно за безопасна-дългосрочна работа.

Защо металообменниците често се провалят при тази услуга
В процеса на нитрокарбонизиране, изпускателните системи създават различни проблеми на конвенционалните метални топлообменници.

Корозия на кондензата
Много неръждаеми стомани и метали с покритие се атакуват от кондензирани соли и алкални разтвори.

Адхезия към депозита
Кристалните соли имат силен афинитет към метални повърхности, което ускорява замърсяването и запушването.

Ограничения на почистването
Агресивните почистващи разтвори могат да повредят материала на металната тръба или защитното покритие.

Термичен цикличен стрес
В металните компоненти, изложени на химически активни кондензати, няколко топлинни цикъла засилват свързването на корозия и умора.

PTFE преодолява няколко от тези проблеми не само по отношение на устойчивостта на корозия, но и поради своята химическа инертност.

PTFE охладители за отработени газове: съображения за проектиране
Няколко инженерни аспекта са от решаващо значение при проектирането на PTFE топлообменници за обслужване на изгорелите газове в пещта.

Контрол на температурата
Флуорополимерните тръби трябва да бъдат защитени чрез строг контрол на входната температура.

Контрол на скоростта на газа
Газовият поток трябва да е достатъчен, за да предотврати прекомерното утаяване на частиците, но не толкова голям, че да причини прекомерно намаляване на налягането.

Проектиране на дренаж
Системите за дренаж на кондензат трябва да бъдат проектирани така, че да предотвратяват събирането на течност в корпуса на топлообменника.

Достъп за поддръжка
Портовете за достъп и системите за измиване позволяват лесно почистване на всяко натрупване на солни отлагания.

Конструктивни опори
Механичната якост на PTFE е по-малка от тази на металите, така че достатъчното разстояние между опорите на тръбите е от съществено значение, за да се избегнат вибрации или провисване.

Резюме
PTFE топлообменниците са здрави решения с ниска-поддръжка за оползотворяване на-отпадъчна топлина от един от най-химически враждебните потоци отработени газове в индустрията за термична-обработка на метали. Със своята гладка незалепваща повърхност, PTFE може да издържи на корозивни кондензати, да устои на цианатна и карбонатна химия и да минимизира замърсяването със сол, позволявайки надеждно охлаждане в ситуации, когато много метални топлообменници се повредят.

Възстановената топлинна енергия може да се използва за подобряване на ефективността на инсталацията чрез предварително загряване на въздуха за горене, загряване на захранващата вода на котела и по-широко интегриране на възстановяването на енергия. С адекватен контрол на температурата на входа и управление на въздуха за разреждане, PTFE топлообменниците се представят добре дори при сурово обслужване в пещ за нитрокарбюризиране.

С правилната система от флуорополимерни материали днешните инсталации за термична обработка могат дори да превърнат вредните и корозивни изгорели газове в доходоносен източник на енергия.