भिन्न-भिन्न स्तर की स्थिति
एक रासायनिक उपचार टैंक बैचों को संसाधित करता है जो टैंक के 100% भरे होने से शुरू होता है और समाधान के उपभोग या स्थानांतरित होने पर 70% भरे होने पर समाप्त होता है। 4 घंटे के चक्र में तरल स्तर लगातार गिरता है, फिर टैंक फिर से भर जाता है और चक्र दोहराता है। टैंक तल के पास स्थापित पीटीएफई हीट एक्सचेंजर, चक्र की शुरुआत में पूरी तरह से डूबा हुआ है और इसकी ट्यूब की लंबाई का 30% चक्र के अंत में वाष्प स्थान के संपर्क में है।
खुली नलिकाएं हवा से घिरे रहते हुए 143 डिग्री पर भाप ले जाती हैं और तरल के बजाय वाष्प को संसाधित करती हैं। यह आंशिक रूप से शुष्क है{{2}आग है{{3}किसी प्रलयंकारी घटना के तरल पदार्थ की पूर्ण हानि नहीं है, बल्कि एक दीर्घकालिक, चक्रीय जोखिम है। सवाल यह है कि क्या पीटीएफई हीट एक्सचेंजर बिना किसी क्षति या असुरक्षित संचालन के इस स्थिति को सहन कर सकता है।
वाष्प के प्रति PTFE सहिष्णुता -चरण एक्सपोज़र
पीटीएफई 260 डिग्री तक निरंतर सेवा तापमान को सहन करता है। 3 बार्ग पर भाप 143 डिग्री पर संतृप्त होती है। 143 डिग्री भाप ले जाने वाली और हवा के संपर्क में आने वाली एक पीटीएफई ट्यूब अपनी सामग्री तापमान सीमा से काफी नीचे रहती है। ट्यूब की दीवार खराब नहीं होती है। कोई रासायनिक परिवर्तन नहीं होता. पीटीएफई वाष्प के संपर्क वाले खंड में थर्मल क्षति से सुरक्षित है।
चिंता स्वयं पीटीएफई की नहीं बल्कि सहायता प्रणाली की है। यदि वाष्प उजागर क्षेत्र में सपोर्ट प्लेट या स्पेसर पीवीडीएफ (सेवा सीमा लगभग 150 डिग्री) से निर्मित किए गए हैं, तो वे 143 डिग्री पर बार-बार चक्र करने पर नरम या विकृत हो सकते हैं। 260 डिग्री के लिए रेटेड पीटीएफई समर्थन घटक अप्रभावित हैं। हीट एक्सचेंजर को पीटीएफई से निर्मित संभावित वाष्प क्षेत्र के सभी घटकों के साथ निर्दिष्ट किया जाना चाहिए, न कि पीवीडीएफ या अन्य कम तापमान वाले पॉलिमर के साथ।
टैंक प्रवेश पर हेडर कनेक्शन, यदि अधिकतम तरल स्तर से ऊपर स्थित है, तो वाष्प क्षेत्र में भी हैं। ये कनेक्शन संपूर्ण रूप से PTFE होने चाहिए। यदि धातु कनेक्शन का उपयोग किया जाता है, तो उन्हें बाहरी रूप से स्थित होना चाहिए जहां वे संक्षारक टैंक वातावरण के संपर्क में न आएं।
| संचालन की स्थिति | पीटीएफई हीट एक्सचेंजर पर प्रभाव |
|---|---|
| ट्यूब हवा में 143 डिग्री भाप के संपर्क में हैं | कोई क्षति नहीं (पीटीएफई 260 डिग्री पर रेटेड) |
| वाष्प क्षेत्र में PTFE समर्थन प्लेटें | कोई क्षति नहीं (ट्यूबों के समान सामग्री रेटिंग) |
| वाष्प क्षेत्र में पीवीडीएफ समर्थन प्लेटें | संभावित विकृति (पीवीडीएफ सीमा ~150 डिग्री; सीमांत 143 डिग्री पर) |
| चक्रीय गीला करना और सुखाना | कोई प्रभाव नहीं (पीटीएफई हाइड्रोफोबिक है; कोई संक्षारण तंत्र नहीं) |
| उजागर ट्यूबों पर प्रक्रिया वाष्प का संघनन | कोई रासायनिक हमला नहीं (पीटीएफई रासायनिक रूप से निष्क्रिय) |
| थर्मल साइक्लिंग (प्रदर्शन के लिए विसर्जन) | कोई थकान नहीं (विस्कोइलास्टिक आवास) |
आंशिक विसर्जन के दौरान ऊष्मा स्थानांतरण
खुला ट्यूब अनुभाग प्रक्रिया तरल पदार्थ में नगण्य गर्मी हस्तांतरण में योगदान देता है, यह हवा और वाष्प से घिरा होता है, तरल से नहीं। प्रभावी ताप स्थानांतरण सतह केवल डूबा हुआ भाग है। खुले हिस्से में भाप बहती रहती है, लेकिन यह मुख्य रूप से डूबे हुए हिस्से में संघनित होती है जहां गर्मी हटाई जा रही होती है।
तरल स्तर गिरने पर प्रभावी सतह क्षेत्र में कमी से एक्सचेंजर का कुल ताप उत्पादन कम हो जाता है। तापमान नियंत्रण प्रणाली को या तो भाप का दबाव बढ़ाकर या कम ताप दर स्वीकार करके क्षतिपूर्ति करनी चाहिए। एक्सचेंजर का आकार न्यूनतम डूबी हुई स्थिति के लिए होना चाहिए, जिसमें डिज़ाइन हीट ड्यूटी तब दी जाती है जब ट्यूब की लंबाई का केवल 70% पानी में डूबा हो।
डूबे हुए और उजागर क्षेत्रों के बीच संक्रमण ट्यूब की दीवार के साथ एक तापमान ढाल बनाता है। तरल सतह पर, दीवार का तापमान लगभग 55-65 डिग्री (डूबा हुआ) से लेकर थोड़ी दूरी पर 143 डिग्री (उजागर) तक बदल जाता है। यह ढाल ट्यूब की दीवार में थर्मल तनाव पैदा करती है। पीटीएफई विस्कोइलास्टिक विश्राम के माध्यम से इस तनाव को समायोजित करता है। बार-बार चक्र करने पर कोई क्षति नहीं होती है।
सूखी-अग्नि सुरक्षा आवश्यकता
यद्यपि पीटीएफई आंशिक वाष्प जोखिम को सहन करता है, लेकिन टैंक में बिना किसी तरल पदार्थ के पूरी तरह से शुष्क {0} आग {{1} ऑपरेटिंग भाप को रोका जाना चाहिए। खुले हेडर और बाहरी पाइपिंग कनेक्शन को निरंतर शुष्क संचालन के लिए रेट नहीं किया जा सकता है। यदि तरल स्तर न्यूनतम सेटपॉइंट से नीचे चला जाता है, आमतौर पर ट्यूब बंडल के नीचे से 150 मिमी ऊपर, तो निम्न स्तर के इंटरलॉक को भाप की आपूर्ति बंद कर देनी चाहिए। यह पूर्ण तरल हानि के खिलाफ सुरक्षा का एक मार्जिन प्रदान करता है।
सारांश
एक PTFE हीट एक्सचेंजर सामान्य उत्पादन के दौरान 30% तरल स्तर के उतार-चढ़ाव के साथ एक टैंक में सुरक्षित रूप से काम कर सकता है, बशर्ते कि वाष्प के संपर्क में आने वाले क्षेत्र के सभी घटक PTFE (PVDF नहीं) से निर्मित हों और एक्सचेंजर का आकार न्यूनतम डूबे हुए स्थिति के लिए हो। पीटीएफई हवा में 143 डिग्री भाप तापमान को बिना गिरावट के सहन करता है। चक्रीय गीलापन और सुखाने का कोई रासायनिक या यांत्रिक प्रभाव नहीं होता है। पूरी तरह से सूखी आग को रोकने के लिए निम्न स्तर के इंटरलॉक की सिफारिश की जाती है।
चर स्तर के टैंकों में पीटीएफई हीट एक्सचेंजर विनिर्देश के लिए इंजीनियरिंग समर्थन न्यूनतम और अधिकतम तरल स्तर, भाप दबाव, टैंक वातावरण संरचना और प्रक्रिया तापमान आवश्यकताओं को प्रस्तुत करने पर उपलब्ध है।
