Das Partikelproblem
Hydrometallurgische Laugungslösungen, Grubenwasser und Industrieabwässer transportieren suspendierte Feststoffe -Sand, Feinerz, Zunderfragmente und ausgefällte Salze-, die auf Wärmetauscheroberflächen treffen. Bei Strömungsgeschwindigkeiten über 0,5 m/s erodieren diese Partikel die Rohrwände. Bei geringeren Geschwindigkeiten setzen sie sich auf Rohroberflächen ab und bilden isolierende Schlammschichten. Beide Mechanismen verringern die Wärmeübertragung und verkürzen die Lebensdauer der Geräte.
In den Prozessrohren installierte externe Siebe schützen den Wärmetauscher, erhöhen jedoch die Kapitalkosten, erfordern eine separate Wartung und beanspruchen zusätzlichen Platz. Ein integriertes Sieb -integriert in den Einlassabschnitt des PTFE-Wärmetauschers-bietet den gleichen Schutz innerhalb der Grundfläche des Wärmetauschers und macht separate Siebgefäße und die zugehörigen Rohrleitungen überflüssig.
Das Sieb ist eine perforierte PTFE-Platte oder ein Netzpaneel, das über dem Prozessflüssigkeitseinlass zum Rohrbündel montiert ist. Es fängt Partikel ab einer bestimmten Größe ein, bevor sie die Rohre erreichen. Das Sieb ist zur Reinigung über dieselbe Tanköffnung zugänglich, die auch für die Wartung des Wärmetauschers verwendet wird.
Das integrierte Siebdesign
Die Siebplatte besteht aus PTFE-Folie und ist mit Löchern perforiert, die so dimensioniert sind, dass Partikel durchgelassen werden, die kleiner als der Mindestabstand zwischen benachbarten Rohren sind. Bei einem Rohrbündel mit einem Rohrabstand von 20 mm beträgt der Sieblochdurchmesser typischerweise 10 {3}}12 mm – groß genug, um die Flüssigkeit ohne übermäßigen Druckabfall durchzulassen, und klein genug, um Partikel zu blockieren, die sich zwischen den Rohren festsetzen könnten.
Der Filter ist auf der stromaufwärtigen Seite des Rohrbündel-Stützrahmens montiert. In das Bündel eintretende Prozessflüssigkeit muss das Sieb passieren, bevor sie mit den Rohren in Kontakt kommt. Der Filter wird mit PTFE-Befestigungselementen befestigt oder gleitet in Nuten im Stützrahmen, sodass er zum Reinigen ohne Demontage des Rohrbündels entfernt werden kann.
Für Anwendungen mit sehr hoher Feststoffbelastung wird ein zweistufiges Sieb eingesetzt: Ein grobes äußeres Sieb (Löcher mit 15 {4}}20 mm fängt große Ablagerungen auf, und ein feineres inneres Sieb (Löcher mit 8–10 mm) fängt Zwischenpartikel auf. Das zweistufige Design verhindert ein schnelles Verstopfen des Feinsiebs durch große Schmutzpartikel.
| Designparameter | Einstufiges -Sieb | Zweistufiges-Sieb |
|---|---|---|
| Lochgröße des äußeren Siebs | N/A | 15-20mm |
| Lochgröße des inneren Siebs | 10-12mm | 8-10mm |
| Offenes Flächenverhältnis | 40-50% | 35-45 % (kombiniert) |
| Druckabfall bei Auslegungsdurchfluss | 50-150 Pa | 80-200 Pa |
| Maximale Partikelgröße, die Rohre erreicht | 10-12mm | 8-10mm |
| Reinigungshäufigkeit (mäßige Feststoffe) | Wöchentlich | Zwei-wöchentlich |
| Geeignete Feststoffbeladung | Bis zu 5 g/L | 5-20 g/L |
Der Druckabfall und der Reinigungszyklus
Der Druckabfall des Filters nimmt zu, wenn sich auf der stromaufwärtigen Seite Schmutz ansammelt. Der Druckabfall wird durch ein Differenzdruckmessgerät überwacht, das an Hähne auf beiden Seiten der Siebplatte angeschlossen ist. Wenn der Druckabfall einen festgelegten Schwellenwert-normalerweise das 2-3-fache des Reinigungswerts erreicht, muss das Sieb gereinigt werden.
Die Reinigung erfolgt während eines geplanten Wartungsintervalls. Der Tankspiegel wird unter das Sieb abgesenkt, das von der Oberseite des Wärmetauschers aus zugänglich ist. Die Siebplatte wird herausgehoben, der angesammelte Schmutz wird abgekratzt oder abgewaschen und die Platte wird wieder eingebaut. Der Reinigungsvorgang dauert 30–60 Minuten und erfordert keinen Ausbau des Rohrbündels.
Die Siebplatte ist chemisch inert. -Sie kann mit den gleichen aggressiven Chemikalien wie das Rohrbündel gereinigt oder einfach mit Wasser unter Druck-gewaschen werden. Es gibt keine Korrosion, keine Beschichtung, die beschädigt werden könnte, und kein Metall, das den Prozess verunreinigen könnte.
Überlegungen zu Material und Herstellung
Die Siebplatte besteht aus derselben PTFE-Qualität wie die Wärmetauscherrohre und gewährleistet so eine identische chemische Kompatibilität und thermische Leistung. Der Perforationsprozess -Bohren oder Stanzen-erzeugt saubere Löcher mit glatten Kanten, die der Anhaftung von Schmutz widerstehen. Die Plattendicke beträgt 6–10 mm und bietet eine ausreichende Steifigkeit, um die Rohrbündelfläche ohne übermäßige Durchbiegung unter der Differenzdrucklast zu überspannen.
Bei großen Bündeln ist das Sieb in mehrere Platten unterteilt, die jeweils einzeln abnehmbar sind. Dies ermöglicht eine teilweise Reinigung, wenn nur ein Abschnitt verschmutzt ist, und reduziert das Gewicht, das jedes Paneel tragen muss. Die Plattenstöße werden überlappt oder ineinandergreifend ausgeführt, um ein Umgehen von Schmutz zu verhindern.
Zusammenfassung
Ein PTFE-Wärmetauscher mit integrierten Sieben schützt die Rohroberflächen vor dem Auftreffen von Partikeln und Verstopfungen, ohne dass externe Siebgefäße oder zusätzliche Rohrleitungen erforderlich sind. Perforierte PTFE-Platten, die an der stromaufwärtigen Seite des Rohrbündels montiert sind, fangen Schmutz ab, der einen bestimmten Größenschwellenwert überschreitet. Differenzdrucküberwachung signalisiert Reinigungsbedarf.
Das integrierte Design spart Platz, vereinfacht die Wartung und stellt sicher, dass sowohl Heizung als auch Partikelschutz durch chemisch inerte, wartungsfreundliche PTFE-Komponenten gewährleistet werden.
Technische Unterstützung für die Spezifikation des PTFE-Wärmetauschers mit integriertem Sieb ist nach Vorlage der Prozessflüssigkeitszusammensetzung, der Feststoffbeladung und der Partikelgrößenverteilung, der Durchflussrate und der Tankgeometrie verfügbar.
