Hienojakoista, hankaavaa hiekkaa sisältävä mineraaliliete voi nopeasti pakata kapeita rakoja tiiviisti erillään olevien välilevyjen väliin vaippa{0}}ja-putkenvaihtimessa tukahduttaen virtausreitit ja hankaamalla putken pintoja. Lietekäytössä lämmönvaihdin ei vain siirrä lämpöä-sen täytyy myös kestää jatkuvaa suspendoituneiden kiintoaineiden kuljetusta, jotka yrittävät jatkuvasti laskeutua, sillata, syöpyä tai kerääntyä kuoren sisään.
Ohjauslevyn suunnittelusta lietekäyttöön tulee siksi hydraulinen tasapainotustoimi. Vaihtimen on pidettävä hiukkaset riittävän nopeasti liikkeessä pysyäkseen riippumattomina välttäen samalla liiallista turbulenssia, tukkeutumista ja hankaavaa kulumista.
Oikeavälilevyväli PTFE-vaihtimen lietteen käsittelySuunnittelussa keskitytään luomaan avoimia, vähän{0}}rajoittuvia virtausreittejä, jotka edistävät vakaata kiintoaineiden kuljetusta lämpötehokkuudesta tinkimättä.
Miksi välilevyvälillä on merkitystä lietehuollossa
Vaippa{0}}ja-putkivaihtimessa ohjaa vaipan-puoleisen nesteen putkinipun poikki parantaakseen lämmönsiirtoa ja tukeakseen putkia mekaanisesti.
Puhtaan nesteen käytössä lähekkäin sijoitetut ohjauslevyt ovat usein hyödyllisiä, koska ne lisäävät turbulenssia ja lämmönsiirtotehokkuutta. Lietteet käyttäytyvät hyvin eri tavalla.
Kiinteät hiukkaset eivät seuraa nesteen virtauslinjoja täydellisesti. Sen sijaan he:
Ajaudu kohti alhaisen nopeuden{0}}alueita
Kertyy kuolleille alueille
Korostaa korkean nopeuden{0}}pintoja
Silta kapeiden käytävien yli
Rauhoitu, kun turbulenssi heikkenee
Kun ohjauslevyt asetetaan liian lähelle toisiaan, liete pakotetaan toistuvasti vaihtamaan suuntaa tiiviiden virtausikkunoiden kautta. Hankaavat hiukkaset osuvat välilevyjen reunoihin, kierrättävät pysähtyneissä taskuissa ja muodostavat vähitellen kerrostumia, jotka rajoittavat virtausta entisestään.
Tulos voi sisältää:
Painehäviön nousu
Virtauksen epäjakauma
Putken eroosio
Kiinteiden aineiden pakkaus
Progressiivinen kytkeminen
Vähentynyt lämmönsiirtokyky
Lietelasovelluksissa hydraulinen puhtaus on usein tärkeämpää kuin turbulenssin maksimointi.
Miksi leveämpi välilevyväli on usein suositeltava?
Leveä välilevyväli luo suurempia ja suorempia virtauskanavia vaihtimen vaipan läpi.
Sen sijaan, että liete pakotettaisiin jatkuvasti kiertelemään tiukkojen poikkivirtausosien läpi, muotoilu sallii hiukkasten liikkumisen nipun läpi vähemmillä suuntamuutoksilla ja vähemmän rajoituksilla.
Leveämmällä etäisyydellä on useita toiminnallisia etuja.
Alennettu painehäviö
Vähemmän ohjauslevyjä heikentää kokonaishydraulista vastusta vaipan puolella. Tämä vähentää pumppausten tarvetta ja minimoi paikallisten nopean{1}}eroosioalueiden riskin.
Parannettu kiinteiden aineiden kulku
Suuremmat virtauskäytävät mahdollistavat karkeiden hiukkasten ja agglomeraattien kulkemisen vaihtimen läpi vapaammin.
Tämä tulee erityisen tärkeäksi seuraavissa:
Mineraalilietteet
Kiteyttävät nesteet
Jätteenkäsittelyjärjestelmät
Hankaavat oksidisuspensiot
Metal{0}}laakeriprosessivirrat
Alempi hankauskuluma
Pienemmät suunnanmuutokset vähentävät hiukkasten törmäämistä putken pintoja ja ohjauslevyn reunoja vasten.
Suunnittelu kutsuu lietteen kulkemaan nopeasti ja hiljaa sen sijaan, että se törmää rajusti toistuviin esteisiin.
Kauppa-pois: alennettu kuori-sivunopeus
Vaikka leveämpi välilevyväli parantaa kiintoaineiden kulkua, se vähentää myös kuoren{0}}puolen turbulenssia ja nopeutta.
Tämä luo kilpailevan riskin: hiukkasten laskeutumisen.
Jos lietteen nopeus laskee liian alhaiseksi, kiintoaineet alkavat erottua kantajanesteestä ja kerääntyä vaihtimen vaipan sisään. Sedimentaatio alkaa usein matalan virtauksen{1}}kulmissa lähellä vaipan seinämää tai putkirivien alta.
Useimmissa mineraalilietteissä vaaditaan yleensä noin 1,5-2 m/s nesteen vähimmäisnopeus hiukkassuspension ylläpitämiseksi.
Tämän alueen alapuolella laskeutumisriski kasvaa merkittävästi hiukkaskoosta ja tiheydestä riippuen.
Vaihtimen rakenteen on siksi säilytettävä riittävä kuoren{0}}sivunopeus, jotta kiinteät aineet pysyvät jatkuvasti liikkeessä.
Jousituksen ylläpitäminen suurennetulla virtausnopeudella
Yleinen ratkaisu sisältää kuoren{0}}puolen kiertovirtauksen lisäämisen.
Kun leveämpi välilevyväli vähentää paikallista nopeutta, lietteen kokonaisvirtausnopeutta voidaan suurentaa kompensoimiseksi. Monissa teollisuusjärjestelmissä erillinen kierrätyspumppu on lisätty erityisesti pitämään ripustusnopeutta vaihtimen läpi.
Tämä lähestymistapa tarjoaa useita etuja:
Parannettu kiintoainekuljetus
Vähennetyt kuolleet alueet
Vakaampi lämpöteho
Pienempi sedimentin kertymisen riski
Strategia erottaa tehokkaasti lämpökuorman kiintoainesuspensiovaatimuksista.
Sen sijaan, että se luottaisi pelkästään tiukkaan ohjauslevyn väliin turbulenssin synnyttämiseksi, vaihdin ylläpitää hiukkasten liikettä kontrolloidun bulkkivirtausnopeuden avulla.
Leikkausgeometrian merkitys
Ohjauslevyn väli ei yksin määrää lietteen suorituskykyä. Ohjainleikkaus-avoin ikkuna-osio, joka mahdollistaa kuoren-sivuvirtauksen-on yhtä tärkeä.
Lietelapupalvelussa ohjauslevyn leikkausta suurennetaan usein, jotta saadaan:
Leveämmät hiukkasten läpikulkualueet
Pienempi tukosriski
Pienempi paikallinen turbulenssi
Parempi kiintoaineiden jakautuminen
Terävät suunnanmuutokset minimoidaan aina kun mahdollista.
Suuret esteettömät ikkunat estävät kiinteiden aineiden kerääntymisen välilevyjen reunojen taakse tai silloittumasta putkirivien väliin.
Hyvin -suunniteltu lietteenvaihdin välttää pysähtyneiden taskujen muodostumisen, joissa hiukkaset voivat pysähtyä riittävän pitkään laskeutuakseen.
Putken nousu ja asettelu vaikuttavat myös tukkeutumiseen
Putkijärjestely vaipan sisällä vaikuttaa voimakkaasti lietteen liikkeeseen.
Jos putkien väli tulee liian tiukaksi, hiukkaset voivat muodostaa siltoja vierekkäisten putkien väliin ja muodostaa vähitellen pakkautuneita kerrostumia.
Useat suunnitteluvaihtoehdot vaikuttavat kiintoainekuljetukseen:
| Suunnitteluparametri | Slurry vaikutus |
|---|---|
| Leveämpi putken jako | Vähentää kiinteiden aineiden silloitumista |
| Kolmion muotoinen putken asettelu | Suurempi turbulenssi, mutta tiukemmat virtausreitit |
| Neliön muotoinen putken asettelu | Enemmän avoimen virtauksen kanavia |
| Suuremmat kuorivälit | Helpompi hiukkasten läpikulku |
Lietteen{0}}käsittelijöissä nelikulmaiset-jaot ovat usein suositeltavia, koska ne luovat suorempia ja vähemmän rajoittavia virtauskäytäviä.
Putken nousun, sijoittelun ja välilevyn geometrian yhdistelmä määrittää viime kädessä, pysyvätkö kiinteät aineet liikkuvina vai alkavatko kerääntyä.
PTFE-putkien edut lietehuollossa
PTFE-putket tarjoavat useita toiminnallisia etuja lietteen{0}}käsittelyssä.
Sileä tarttumaton{0}}pinta
Fluoripolymeeripinta estää monien kiinteiden aineiden ja saostumien tarttumisen. Putkien kanssa kosketuksiin joutuvat hiukkaset muodostavat vähemmän todennäköisesti pysyviä kerrostumia.
Korroosionkestävyys
Monet lietteet sisältävät hankaavien kiinteiden aineiden lisäksi syövyttäviä kemikaaleja. PTFE kestää useita happoja, suoloja ja hapettavia yhdisteitä samanaikaisesti.
Vähentynyt skaalaustrendi
PTFE:n alhainen pintaenergia auttaa vähentämään mineraalikiven ja kiteytyneiden suolojen kertymistä.
Nämä ominaisuudet parantavat{0}}pitkän aikavälin puhdistettavuutta moniin metalliputkimateriaaleihin verrattuna.
Kelluvat päät vaativiin lietekäyttöihin
Äärimmäisissä lieteympäristöissä asteittaista kerääntymistä voi silti tapahtua huolellisesta hydrauliikkasuunnittelusta huolimatta.
Näissä sovelluksissa kelluvan pään vaihtimen kokoonpano voi tarjota parhaan{0}}pitkän aikavälin huoltostrategian.
Kelluva pää mahdollistaa koko putkinipun poistamisen kuoresta sammutuksen aikana puhdistustoimenpiteitä varten, kuten:
Hydropuhallus
Kemiallinen puhdistus
Mekaaninen huuhtelu
Silmämääräinen tarkastus
Tämä saavutettavuus tulee erityisen arvokkaaksi kaivos-, jätevesi- ja raskaiden mineraalien käsittelyjärjestelmissä, joissa kiintoainekuormitus voi vaihdella odottamattomasti.
Vakavassa lietekäytössä mahdollista likaantumista pidetään usein hallittavana eikä täysin ehkäistävänä.
Lämmönsiirron tasapainottaminen luotettavuutta vastaan
Perinteinen vaihtimen optimointi keskittyy usein turbulenssin ja lämpötehokkuuden maksimoimiseen. Lietejärjestelmät vaativat erilaista filosofiaa.
Vaihtimen, jolla on hieman alhaisempi huippulämmönsiirto, mutta vakaa pitkäaikainen toiminta-, on yleensä arvokkaampi kuin aggressiivisesti turbulentti, joka tukkeutuu usein.
Onnistunutvälilevyväli PTFE-vaihtimen lietteen käsittelySuunnittelu asettaa sen vuoksi etusijalle:
Avoimet hydraulireitit
Vakaa kiintoaineiden kuljetus
Pieni eroosioriski
Vähentynyt tukkeutumistaipumus
Ylläpidettävyys seisokkien aikana
Lämpötehokkuus on edelleen tärkeä, mutta toiminnan kestävyydestä tulee yhtä kriittinen.
Johtopäätös
Onnistunut lietteen käsittely PTFE-kuoressa-ja-putkenvaihtimessa alkaa puhtaalla, avoimella, suoralla-läpiviennin hydraulisella suunnittelulla, joka minimoi paikat, joissa kiintoaineet voivat pysähtyä, laskeutua tai kerääntyä. Leveämpi välilevyväli vähentää paineen alenemista, parantaa kiinteiden aineiden kulkua ja alentaa hankaavaa kulumista, mutta riittävä kuoren{4}}sivunopeus on silti säilytettävä, jotta hiukkaset pysyvät paikoillaan.
Ohjauslevyn välien, välilevyn leikkausgeometrian, putken nousun ja kiertovirtauksen huolellinen koordinointi auttaa estämään tukkeutumisen ja eroosion vaativissa lietesovelluksissa. PTFE-putket tukevat edelleen luotettavaa toimintaa sileän, tarttumattoman pinnan ja poikkeuksellisen korroosionkestävyyden ansiosta.
Raskaassa lietekäytössä vaihtimen luotettavuus riippuu usein vähemmän turbulenssin pakottamisesta vaan enemmän kiinteiden aineiden luonnollisesta liikkumisesta järjestelmän läpi.
Joskus paras välilevy on yksinkertaisesti sellainen, joka on kaukana toisesta.
