Sut mae cyfnewidwyr PTFE yn cael eu defnyddio i gynhesu aer hylosgi ymlaen llaw gyda nwy ffliw asidig?

Mae nwyon gwacáu o foeler neu ffwrnais yn gymysgedd o nwyon poeth, dirlawn anwedd dŵr gyda chemegau asidig a gynhyrchir gan sylffwr, clorin, a chynhyrchion hylosgi. Os yw'r nwy hwn yn cael ei ryddhau i'r pentwr yn unig, mae ei wres synhwyrol a'r egni cudd yn yr anwedd dŵr yn cael eu colli. Gellir adennill y gwres gradd isel cyrydol hwn yn ddiogel a'i drosglwyddo i'r llif aer hylosgi sy'n dod i mewn trwy gyfnewidydd gwres PTFE, wedi'i osod ym mhen oer y system ffliw. Mae'r cyfnewidydd gwres yn gwella effeithlonrwydd thermol ac yn gwrthsefyll y cyddwysiad niweidiol sy'n difetha offer metel confensiynol.

Mae'r system nwy ffliw aer hylosgi aer preheat cyfnewidydd PTFE presennol yn gweithredu yn un o'r amodau mwyaf ymosodol mewn prosesu thermol diwydiannol. Gosodir y cyfnewidydd yn y rhan fwyaf ymosodol o'r simnai lle mae'r glaw asid yn disgyn.

Pam Mae Nwy Ffliw Asidig yn Lladd Cyfnewidwyr Confensiynol
Wrth i'r nwyon hylosgi oeri, mae anwedd dŵr yn cyddwyso allan o'r gwacáu.

Cynhyrchu pwynt gwlith asid
Mae nwy ffliw fel arfer yn cynnwys:

Sylffwr deuocsid (SO2)

Sylffwr triocsid SO3

Hydrogen clorid HCl

Anwedd dwr

Wrth i'r tymheredd ddisgyn o dan y pwynt gwlith asid mae'r cemegau hyn yn cymysgu â lleithder cyddwys i gynhyrchu hylifau cyrydol iawn fel:

Asid sylffwrig;

* Asid hydroclorig

Mae'r union bwynt gwlith asid yn cael ei bennu gan:

Sylffwr tanwydd

Llygredd clorin

Crynodiad lleithder

Aer gormodol ar gyfer hylosgi

Cyfansoddiad nwyon pentwr

Mewn llawer o systemau mae'r parth cyddwysiad hwn yn diraddio dur carbon a hyd yn oed cyfnewidwyr gwres dur di-staen yn gyflym.

Problem Oerni-Diwedd Cyrydiad
Mae cyddwysiad asidig yn ymosod ar wyneb tiwbiau mewn darbodwyr metel confensiynol gan achosi "cyrydiad diwedd oer."

Y dulliau methiant nodweddiadol yw:

Pitting cyrydiad

Teneuo cyffredinol y waliau

Cracio Cyrydiad Straen (SCC)

Ymosodiad sylffad a dyddodion

Unwaith y bydd anwedd yn dechrau, mae'r gyfradd cyrydiad yn cynyddu'n gyflym.

Trin Anwedd Asidig gyda Chyfnewidydd PTFE
Mae PTFE yn cynnig ateb sylfaenol wahanol gan ei fod yn gemegol anadweithiol i gyddwysiad asidig.

Strwythur Tiwbio PTFE
Ar gyfer dyluniad nodweddiadol:

Llif nwy ffliw poeth ar draws ochr y plisgyn

Mae aer hylosgi oer yn fflysio'r tiwbiau PTFE.

Wrth i'r nwy ffliw oeri o dan y pwynt gwlith asid, bydd lleithder asidig yn cyddwyso i'r tu allan i'r tiwbiau PTFE.

Nid yw hyn yn wir am arwynebau metel, lle nad yw PTFE yn cael ei effeithio'n llwyr.

Ymwrthedd i Asidau Hydroclorig a Sylffwrig
Mae gan PTFE wrthwynebiad cryf iawn i:

cyddwysiad asid sylffwrig

Defnynnau o asid hydroclorig

Clorid-lleithder llwythog

Dyddodion asid sylffad

Mae imiwnedd cemegol y cyfnewidydd yn sicrhau ei weithrediad parhaus yn y rhanbarth anwedd, lle mae cyfnewidwyr metel yn diraddio'n gyflym.

Adfer Gwres Cudd Nwy Ffliw
Nid yn unig adferiad gwres synhwyrol, ond anwedd gwres cudd sy'n rhoi'r gwelliant effeithlonrwydd mwyaf.

Anwedd fel ffynhonnell egni
Ar anwedd dŵr anwedd:

Rhyddhau llawer iawn o wres cudd

Trosglwyddir y gwres hwn trwy wal y tiwb PTFE i'r llif aer hylosgi sy'n dod i mewn.

Mae dargludedd thermol PTFE braidd yn isel o'i gymharu â metelau ond mae'r cyfnewidydd yn gwneud iawn am:

Ardal fawr ar gyfer trosglwyddo gwres

tiwbiau wal tenau

Mecanweithiau trosglwyddo gwres anwedd

Cynhesu Aer Hylosgi
Yna caiff yr aer hylosgi ei gynhesu ymlaen llaw ac mae'n mynd i mewn i'r system losgi ar dymheredd uwch.

Mae hyn yn lleihau'r tanwydd sydd ei angen i gyflawni:

Tymheredd fflam targed

Tymheredd ffwrnais

Cynhyrchu stêm mewn boeler

Gall yr arbedion ar danwydd fod yn gymaint ag i wella'r effeithlonrwydd thermol cyffredinol o sawl pwynt canran.

Manteision Arwynebau Hydroffobig
Mantais weithredol arwyddocaol arall o PTFE yw hynny .

Draenio Cyddwysiad
Mae'r arwyneb PTFE llyfn, nad yw'n glynu yn hybu lleithder asidig i:

Defnynnau

Draeniwch yn dda.

Osgoi cronni ffilm

Mae hyn yn lleihau cynhyrchu haenau mawr o hylif inswleiddio a fyddai fel arall yn lleihau effeithlonrwydd trosglwyddo gwres.

A'r canlyniad:

Gwell perfformiad thermol

Llai o faeddu.

Cynnal a chadw llai aml

Cyfyngiadau Tymheredd a Chynllunio'r System
Fodd bynnag, nid yw terfynau thermol PTFE wedi'u cynnal yn iawn o hyd.

Uchafswm tymheredd parhaus
Mae cyfyngiadau PTFE yn nodweddiadol o gwmpas:

Tymheredd gwasanaeth parhaus 110 gradd

Felly mae'n rhaid i leoliad y cyfnewidydd fod ar bwynt lle mae tymheredd y nwy ffliw eisoes yn is na'r terfyn hwnnw neu wedi gostwng yn is na'r pwynt hwn.

Strategaethau ar gyfer Cyn-Oeri
Rhai ffyrdd cyffredin yw:

Cymysgu aer gwanhau

Nwy oeri i fyny'r afon

Camau adfer gwres yn-broses

Rheoli ffordd osgoi gwacáu

Mae rheolaeth thermol da yn amddiffyn y tiwbiau PTFE rhag gorboethi ac afluniad mecanyddol.

Rheoli Cyddwysiad
Mae triniaeth cyddwysiad asidig yn agwedd bwysig ar ddyluniad y system.

Dyluniad y System Ddraenio
Bydd y cyfnewidydd yn cynnwys:

Parthau casglu ar lethr

Draeniau sy'n gwrthsefyll cyrydiad

Tynnu cyddwysiad yn barhaus

Gall cronni'r cyddwysiad rwystro trosglwyddo gwres a hyrwyddo baeddu.

Gofynion Niwtraleiddio
Mae hylif asidig a gasglwyd fel arfer yn:

Wedi'i niwtraleiddio cyn ei waredu

Roedd systemau dŵr gwastraff yn cael eu trin

Monitro cydymffurfiaeth â pH

Gall y cyddwysiad gynnwys cydrannau sylffwrig ac asid hydroclorig crynodedig ac yn gyffredinol ni ellir ei ryddhau heb driniaeth.

System Nodyn
Gofynion Glanhau ar yr Ochr-Shell
Gydag amser, mae'n bosibl y bydd huddygl, lludw neu weddillion hylosgi yn cronni ar ochr cragen y cyfnewidydd.

Er mwyn cynnal perfformiad, mae systemau fel arfer yn cynnwys y canlynol:

Chwythwyr huddygl

Systemau chwistrellu golchi dŵr

Golchi cemegol o bryd i'w gilydd

Agoriadau archwilio hygyrch

Oherwydd bod PTFE yn anadweithiol yn gemegol, gellir defnyddio prosesau glanhau trylwyr heb niweidio arwynebau'r tiwb.

Manteision o'u cymharu â economegwyr metel
Mae cyfnewidwyr PTFE yn cynnig manteision gweithredol amrywiol mewn gwasanaeth adfer asid.

Yn gwrthsefyll cyrydiad
Nid yw PTFE yn dibynnu ar: yn wahanol i systemau metelaidd:

Ffilmiau ocsid passivation

Atalyddion cyrydiad

haenau amddiffynnol aberthol

Nid yw PTFE yn broblem i'r oerfel sy'n dod i ben â'r cyrydiad sy'n darfod mewn darboduswyr metel.

Dibynadwyedd tymor hir
Gall cyfnewidwyr PTFE gynnig:

Bywyd gwaith estynedig

Perfformiad thermol cyflwr sefydlog

Costau cynnal a chadw is

Llai o siawns o asid yn gollwng

yn enwedig mewn sylffwr- neu glorid-sy'n cynnwys ffrydiau gwacáu.

Defnydd Diwydiannol
Mae systemau adfer gwres nwy ffliw PTFE yn cael eu defnyddio fwyfwy yn:

Llosgydd ar gyfer gwastraff

Boeleri gyda Sylffwr Olew Tanwydd

Gwresogyddion ar gyfer prosesau cemegol

Systemau hylosgi biomas

Ffwrnais ar gyfer prosesu metel

Yn gyffredinol, mae'r cymwysiadau hyn yn cynhyrchu ffrydiau gwacáu cyddwys asid ymosodol sy'n anghydnaws ag offer adfer gwres metelaidd confensiynol.

Casgliad:
Mae'r cyfnewidydd gwres PTFE yn cynnig opsiwn gwrthsefyll cyrydiad garw ar gyfer adennill gwres gwastraff o ffrydiau nwy ffliw asidig. Mae'r cyfnewidydd yn caniatáu ar gyfer cyddwysiad uniongyrchol o leithder ar diwbiau PTFE sy'n gemegol anadweithiol gyda chasglu gwres synhwyrol a chudd, a gwrthsefyll ymosodiad gan asid sylffwrig a hydroclorig yn ddiogel.

Mae'r ynni a adferwyd yn cael ei gyflenwi i'r aer hylosgi sy'n mynd i mewn a thrwy hynny leihau'r defnydd o danwydd a hybu effeithlonrwydd thermol cyffredinol. Wrth gwrs mae gofynion dylunio megis draeniad cyddwysiad da, glanhau cyfnodol ar ochr y gragen a rheoli tymheredd yn ofalus yn parhau i fod yn bwysig, yn enwedig gan fod PTFE yn gyfyngedig i ddefnydd parhaus o dan tua 110 gradd.

Mewn amodau stac cyrydol lle mae darbodwyr confensiynol yn dueddol o ddioddef ymosodiad asid oer, mae'r dechnoleg PTFE yn trosi proses anwedd niweidiol yn ffynhonnell fuddiol o ynni y gellir ei adennill. Mae'r llwybr i ddefnyddio llai o danwydd a llai o allyriadau carbon yn cael ei gefnogi fwyfwy gan ddeunyddiau a all wrthsefyll corneli mwyaf ymosodol yn gemegol y sector prosesau thermol.