Meriveden muuttaminen makeaksi vedeksi lämmön avulla vaatii massiivisia lämmönvaihtimia ja lämmittimiä, joiden on kestettävä kuumaa, syövyttävää suolaliuosta. Multi-Effect Distilation (MED) -laitoksessa sisään tuleva merivesi esilämmitetään lämpöshokin estämiseksi ensimmäisessä haihdutusvaiheessa. PTFE-upotuslämmitin sopii ihanteellisesti tähän lämmitystehtävään, sillä se tarjoaa yhdistelmän korroosionkestävyyttä ja hilseilyä estäviä ominaisuuksia, joita mikään metallilämmitin ei pysty vastaamaan.
Esilämmitysvaihe moni{0}}vaikutteisessa tislauksessa
Tyypillisessä MED-suolanpoistoprosessissa raakaa merivettä ympäristön lämpötilassa (15–25 astetta) pumpataan kohti ensimmäistä höyrystinvaikutusta. Ilman esilämmitystä äkillinen lämpötilan nousu höyrystimen sisällä aiheuttaisi lämpöshokin, mikä johtaisi mekaaniseen rasitukseen ohuille lämmönsiirtopinnoille ja kiihtyneeseen kalkkikertymään. Siksi tuleva virta esilämmitetään noin arvoon85-90 astettaennen kuin syötät ensimmäisen tehosteen.
Tämä esilämmitysvaihe ei ole valinnainen. Se stabiloi lämpöprofiilia höyrystinsarjassa, parantaa yleistä lämmönsiirtokerrointa ja vähentää paikallisen kiehumisen riskiä, joka laukaisee kovan kalkin muodostumisen.
Miksi metallilämmittimet epäonnistuvat tässä palvelussa
Korroosion ja hilseilyn torjunta on päivittäinen taistelu missä tahansa meriveden{0}}käsittelyjärjestelmässä. Ruostumattomasta teräksestä, titaanista tai kuparista-nikkelilejeeringeistä- valmistettu metallilämmitin-syövyttäisi nopeasti kuumassa, happipitoisessa, kloridi{5}rikkaassa merivesiympäristössä. Vaikka titaani kestää pistesyöpymistä, se ei voi estää metalli-ionien, kuten raudan, kuparin tai nikkelin, vapautumista. Nämä ionit kulkeutuvat alavirtaan ja vaikeuttavat hilseilyn hallintaa edistämällä magnesiumhydroksidin ja kalsiumkarbonaatin kiteytymistä höyrystimen pinnoilla.
Lisäksi metallipinnat tarjoavat suotuisat ydintymiskohdat mineraalimitalle. Kun kalkki muodostuu, lämmittimen hyötysuhde laskee jyrkästi ja tiheä happopuhdistus tulee tarpeelliseksi, mikä heikentää metallipintaa entisestään.
PTFE-ratkaisu: korroosion-kestävä ja hilseily-kestävä
PTFE (polytetrafluorieteeni) -lämmitin eliminoi korroosio-ongelman kokonaan. PTFE on kemiallisesti inertti klorideille, suoloille ja kaikille meriveden aineosille jopa 90 asteessa. Suolaliuosvirtaan ei vapaudu metalli-ioneja, mikä säilyttää veden kemian alavirran asteikkoinhibiittoreille.
Yhtä tärkeää on PTFE:n tarttumaton -pinta. Mineraalihilseillä, kuten kalsiumsulfaatilla ja magnesiumhydroksidilla, on erittäin huono tarttuvuus PTFE:hen. Tämän seurauksena kattilakiven muodostumisnopeus vähenee dramaattisesti verrattuna mihin tahansa metallipintaan. Lämmitin pysyy tehokkaana pidempään, ja vaadittu happopuhdistustiheys on huomattavasti alhaisempi-, mikä pidentää usein huoltoväliä viikoista kuukausiin.
Esilämmityksen suorituskyky: lämpötila-alue ja turvamarginaali
Tyypillinen esilämmityksen tavoitelämpötila MED-järjestelmissä on 85–90 astetta. PTFE:n jatkuva käyttöraja on noin 110 astetta, mikä tarjoaa 20 asteen turvamarginaalin toimintapisteessä. Tämä marginaali varmistaa materiaalin pitkän-vakauden ilman pehmenemisen tai muodonmuutosriskiä. Korkeampia lämpötiloja vaativissa sovelluksissa on harkittava muita materiaaleja, mutta tavallisessa MED-esilämmitysikkunassa PTFE on täysin luotettava.
Siten,PTFE-lämmitin meriveden esilämmitys MED suolanpoistokonfiguraatiosta on tullut todistettu standardi monissa lämpösuolanpoistolaitoksissa, erityisesti niissä, joissa korroosionkestävyys ja kattilakiven hallinta ovat etusijalla.
Tarkka tehonsäätö SCR-säädöllä
Todellisissa MED-laitoksessa meriveden virtausnopeudet ja tulolämpötilat vaihtelevat vuorovesiolosuhteiden, vuodenaikojen muutosten ja laitoksen kuormituksen mukaan. Jotta esilämmityksen lähtölämpötila pysyisi tasaisena näistä vaihteluista huolimatta, lämmittimen tehoa on moduloitava. Tämä saadaan aikaan käyttämällä pii-ohjattua tasasuuntaajaa (SCR) -tehosäädintä.
SCR-säädin säätää PTFE-lämmittimeen syötettyä jännitettä vasteena esilämmittimen jälkeen olevaan lämpötila-anturiin. Tämä suljetun-silmukan säätö sovittaa lämmöntuon tarkasti virtausnopeuden ja sisään tulevan lämpötilan mukaan välttäen yli- tai alikuumenemista. Tarkka modulaatio ei ainoastaan stabiloi tislausprosessia, vaan myös optimoi laitoksen yleistä energiatehokkuutta estämällä tuhlaavan ylityksen tai hitaan vasteen.
Prosessi Huomautus: Matala wattitiheys on kriittinen
Prosessi Huomautus:Alhainen wattitiheys (yleensä 2–5 W/cm²) on määritettävä, jotta estetään alijäähdytetty kiehuminen ja paikallinen hilseily PTFE-pinnalle. Suuri wattitiheys aiheuttaa paikallisen kalvon kiehumisen kalkkikerroksen alla, vaikka nesteen lämpötila on kiehumisen alapuolella. Tämä mikro{5}}kiehuminen tiivistää suoloja, nopeuttaa kalkkikiven tarttumista ja kumoaa PTFE:n tarttumattoman edun. Tarkista aina wattitiheys lämmittimen valmistajalta todellisen virtausnopeuden ja meriveden koostumuksen perusteella.
Johtopäätös
PTFE-lämmittimillä on tärkeä rooli-kulissien takana-, kun lämpösuolanpoisto on käytännöllistä kesyttää meriveden lämmityksen korroosiota ja hilseilyä. Ensimmäisestä esilämmitysvaiheesta suolaveden kierrätyssilmukoihin kloridihäiriönsietokyvyn, tarttumattoman kalkin vastuksen ja tarkan SCR-ohjauksen yhdistelmä mahdollistaa MED-laitosten luotettavan toiminnan vähemmällä huollolla. Koska makean veden maailmanlaajuinen kysyntä kasvaa jatkuvasti, kestävä vedentuotanto riippuu vahvoista materiaalivalinnoista-, ja PTFE on osoittautunut tämän yhtälön välttämättömäksi osaksi.
