Wymiennik ciepła PTFE może zostać poważnie zabrudzony lepkimi, spolimeryzowanymi osadami organicznymi, które są odporne na konwencjonalne płukanie. W wielu przypadkach proste płukanie cieczą jest nieskuteczne, ponieważ ścieżka przepływu preferuje kanały otwarte, omijając najbardziej zanieczyszczone powierzchnie. Podejście do czyszczenia oparte na pianie- zmienia to zachowanie, wypełniając objętość wymiennika stabilną, chemicznie aktywną pianką, która utrzymuje długotrwały kontakt z zanieczyszczonymi powierzchniami przy minimalnym zużyciu cieczy.
Thepianka do czyszczenia zanieczyszczonego wymiennika PTFEMetoda ta stała się praktycznym rozwiązaniem w przypadku poważnych zanieczyszczeń organicznych, szczególnie tam, gdzie wymagane jest duże pokrycie powierzchni i zmniejszone zużycie środków chemicznych.
Dlaczego konwencjonalne płukanie zawodzi w przypadku poważnych zanieczyszczeń
Silnie zabrudzone wymienniki PTFE często wykazują:
Grube warstwy polimeru organicznego
Lepkie, smoliste- pozostałości
Częściowa lub całkowita blokada kanału
Nierównomierny rozkład przepływu
Efekt kanałowy w czyszczeniu płynnym
Podczas standardowego płukania cieczą:
Przepływ podąża ścieżką najmniejszego oporu
Otwarte kanały odbierają większość płynu
Zanieczyszczone regiony pozostają w dużej mierze nietknięte
Skutkuje to niekompletnym czyszczeniem i powtarzającymi się cyklami konserwacji.
Jak działa czyszczenie pianką obiegową
Czyszczenie pianą zastępuje masowy przepływ cieczy mieszaniną-gazu i cieczy, która równomiernie wypełnia objętość wymiennika.
Proces wytwarzania piany
Typowy system obejmuje:
Środek czyszczący dobrany do rodzaju zabrudzenia
Silne roztwory alkaliczne do tłuszczów polimeryzowanych
Kwaśne roztwory kamienia mineralnego
Systemy rozpuszczalnikowe-do smoły i węglowodorów
Środek spieniający kompatybilny z PTFE, uszczelkami i materiałami systemowymi
Generator piany lub różdżka do piany
Układ pompy recyrkulacyjnej
Roztwór napowietrza się w celu wytworzenia gęstej, stabilnej piany przypominającej konsystencją krem do golenia.
Wtrysk do wymiennika
Piankę wtryskuje się do:
Strona płaszcza lub strona rury (w zależności od miejsca zanieczyszczenia)
Całkowicie opróżniony i izolowany system
Ponieważ piana składa się głównie z gazu:
Wymagana jest bardzo mała objętość cieczy
Cała objętość wewnętrzna jest wypełniona równomiernie
Mechanizm czyszczenia pianki w zanieczyszczonych układach PTFE
Po wejściu do wymiennika pianka zachowuje się jak dynamiczny środek czyszczący.
Kontakt powierzchniowy i przyczepność
Pianka:
Przylega do powierzchni pionowych i poziomych
Wypełnia martwe strefy i obszary stagnacji
Utrzymuje się na swoim miejscu dzięki małej gęstości
Piana ma postać lepkiego, chemicznego koca, który dusi zanieczyszczenia.
Ciągłe zwilżanie i zapadanie się
W miarę stopniowego opadania piany:
W sposób ciągły uwalniany jest świeży roztwór czyszczący
Warstwy zanieczyszczeń są wielokrotnie- ponownie nawilżane
Czas reakcji chemicznej jest maksymalny
To powolne, długotrwałe narażenie jest kluczem do rozbicia grubych osadów.
Faza recyrkulacji i namaczania
W systemie piany z recyrkulacją:
Doprowadzanie piany odbywa się w sposób ciągły lub okresowy
Czas kontaktu znacznie się wydłuża
Poprawiono wydajność chemiczną
Okresy namaczania są zazwyczaj optymalizowane w oparciu o:
Grubość zanieczyszczeń
Siła chemiczna
Temperatura roztworu czyszczącego
Rodzaj zanieczyszczenia
Faza płukania i usuwania
Po cyklu czyszczenia:
Zużyta piana jest odprowadzana z wymiennika
Stosowane jest płukanie wodą-z dużą prędkością
Rozpuszczone i zmiękczone pozostałości są wypłukane
Zaleta zachowania powierzchni PTFE
PTFE zapewnia na tym etapie główną zaletę:
Niska energia powierzchniowa zmniejsza przyczepność
Zanieczyszczenia łatwiej się usuwają po zmiękczeniu
Pozostałości folii są zminimalizowane
Zwiększa to ogólną skuteczność czyszczenia i zmniejsza wymagania dotyczące interwencji mechanicznych.
Wymagania dotyczące kompatybilności chemicznej
Systemy czyszczenia pianą muszą być starannie zaprojektowane pod kątem kompatybilności materiałowej.
Ograniczenia materiałowe
Środki czyszczące i dodatki pieniące muszą być kompatybilne z:
Powierzchnie rurek PTFE
Metalowe blachy rurowe i obudowy
Uszczelki i uszczelki elastomerowe
Foulant-Chemia specyficzna
Właściwy dobór środków chemicznych jest niezbędny:
Roztwory alkaliczne do tworzenia polimerów organicznych
Kwaśne roztwory do kamienia nieorganicznego
Systemy rozpuszczalnikowe-do smoły i żywic węglowodorowych
Nieprawidłowy dobór chemii może zmniejszyć skuteczność lub uszkodzić elementy systemu.
Redukcja odpadów i wydajność operacyjna
Jedną z głównych zalet czyszczenia pianą jest zmniejszone zużycie środków chemicznych.
Wymagana niska objętość cieczy
Ponieważ piana składa się głównie z gazu:
Wymagane jest znacznie mniej roztworu chemicznego
Zmniejsza się obciążenie neutralizacją odpadów
Koszty utylizacji są zminimalizowane
To sprawia, że czyszczenie pianą jest szczególnie atrakcyjne w przypadku dużych wymienników przemysłowych.
Rozważania dotyczące projektowania systemu
Skuteczne czyszczenie pianą wymaga odpowiedniego przygotowania systemu.
Izolacja i drenaż
Przed czyszczeniem:
Wymiennik musi być całkowicie izolowany
Należy zakończyć odprowadzanie wolnej cieczy
Aby możliwe było rozprowadzenie piany, należy otworzyć ścieżki wentylacyjne
Jednolity rozkład piany
Jednolite pokrycie zależy od:
Prawidłowe umiejscowienie wlotu
Kontrolowana szybkość ekspansji piany
Zrównoważony rozkład ciśnienia
Zła dystrybucja może prowadzić do miejscowego-niedoczyszczenia.
Wniosek
Czyszczenie pianą to skuteczna,-objętościowa i bardzo skuteczna metoda usuwania poważnych zanieczyszczeń organicznych z wymienników ciepła PTFE. Wypełnienie wymiennika gęstą, chemicznie aktywną pianą pozwala uzyskać długie czasy kontaktu przy jednoczesnej minimalizacji całkowitej ilości wymaganego roztworu czyszczącego.
Technika czyszczenia pianką zanieczyszczonego wymiennika PTFE sprawdza się tam, gdzie tradycyjne płukanie cieczą zawodzi, docierając do obszarów stojących, przylegając do złożonych geometrii i utrzymując ciągłą interakcję chemiczną z warstwami zanieczyszczeń. Znacząco poprawia to skuteczność czyszczenia i skraca czas przestojów konserwacyjnych.
W silnie zanieczyszczonych systemach najskuteczniejszym sposobem czyszczenia jest często takie, które pozwala ominąć grawitację, przylgnąć do każdej powierzchni i powoli rozpuścić zanieczyszczenia na miejscu, zamiast próbować je wypierać poprzez przepływ masowy.
