दोहरी संक्षारण समस्या
एक रासायनिक प्रसंस्करण सुविधा एक प्लेट {{0}और -फ्रेम हीट एक्सचेंजर संचालित करती है जो कूलिंग टावर के पानी के साथ गर्म मिश्रित एसिड धारा को ठंडा करती है। स्टेनलेस स्टील की प्लेटें एसिड की तरफ से खराब हो जाती हैं। ठंडा पानी का पक्ष भारी पैमाने पर होता है। एक्सचेंजर को बार-बार प्लेट बदलने और सफाई की आवश्यकता होती है। रखरखाव की लागत बढ़ जाती है। उत्पादन में रुकावटें बढ़ जाती हैं।
सुविधा प्लेट {{0}और {{1}फ्रेम यूनिट को शेल{2}और{3}ट्यूब डिज़ाइन से बदलने पर विचार करती है। चुनौती यह है कि एक्सचेंजर के दोनों किनारे आक्रामक मीडिया ले जाते हैं: ट्यूब वाला हिस्सा गर्म मिश्रित एसिड को संभालता है, शेल वाला हिस्सा ठंडा पानी संभालता है जो क्लोराइड और घुले हुए ठोस पदार्थों को ले जा सकता है। एक धात्विक शेल{{6}और-ट्यूब एक्सचेंजर आसानी से संक्षारण समस्या को प्लेटों से ट्यूबों और शेल में स्थानांतरित कर देता है।
एक पूरी तरह से PTFE शेल {{0}और {{1}ट्यूब हीट एक्सचेंजर एक साथ दोनों तरफ जंग को खत्म करता है। दोनों प्रक्रिया धाराओं में ट्यूब, ट्यूब शीट और शेल लाइनिंग रासायनिक रूप से निष्क्रिय हैं। प्लेट{{4}और{{5}फ्रेम से पीटीएफई शेल{{6}और{7}ट्यूब में संक्रमण के लिए उपलब्ध स्थान और कनेक्शन बाधाओं के भीतर थर्मल प्रदर्शन से मेल खाने के लिए व्यवस्थित इंजीनियरिंग की आवश्यकता होती है।
प्रदर्शन अनुवाद
प्लेट {{0}और -फ्रेम एक्सचेंजर्स अपेक्षाकृत कम वेग पर पतली प्लेटों और अशांत प्रवाह के माध्यम से उच्च गर्मी हस्तांतरण गुणांक प्राप्त करते हैं। अम्लीय जल सेवा में स्टेनलेस स्टील प्लेट एक्सचेंजर के लिए समग्र ताप अंतरण गुणांक 2,000-4,000 W/m²·K है।
फ़्लोरोपॉलीमर दीवार प्रतिरोध के कारण एक PTFE शेल {{0} और {{1} ट्यूब एक्सचेंजर कम समग्र गुणांक {{2} आमतौर पर 200 - 350 W/m²·K - पर काम करता है। समान ऊष्मा शुल्क प्राप्त करने के लिए अधिक सतह क्षेत्र की आवश्यकता होती है। प्लेट{{8}और{{9}फ्रेम से पीटीएफई शेल{{10}और-ट्यूब में अनुवाद एक सतह क्षेत्र विस्तार अभ्यास है जो उपलब्ध इंस्टॉलेशन स्थान द्वारा सीमित है।
डिज़ाइन प्रक्रिया मौजूदा एक्सचेंजर की वास्तविक थर्मल ड्यूटी से शुरू होती है, न कि नेमप्लेट रेटिंग से, जिसमें सुरक्षा कारक शामिल हो सकते हैं। इनलेट और आउटलेट तापमान और दोनों तरफ प्रवाह दर के प्रोसेस डेटा लॉग वास्तविक आवश्यक कर्तव्य स्थापित करते हैं। PTFE एक्सचेंजर को इस कर्तव्य के लिए रूढ़िवादी यू - मानों का उपयोग करके आकार दिया गया है, जिसमें फाउल धातु प्लेटों की तुलना में बेहतर फाउलिंग प्रतिरोध के लिए अनुमति दी गई है।
तालिका 1: प्लेट{{1}और{{2}फ़्रेम से पीटीएफई शेल{{3}और-ट्यूब अनुवाद पैरामीटर
| अनुवाद पैरामीटर | प्लेट{{0}और-फ़्रेम (मौजूदा) | पीटीएफई शैल{{0}और-ट्यूब (प्रतिस्थापन) |
|---|---|---|
| कुल मिलाकर यू-मान (डब्ल्यू/एम²·के) | 2,500 (स्वच्छ), 1,200 (सामान्यतः खराब) | 280 (स्थिर, गैर-दूषण) |
| समान कर्तव्य के लिए आवश्यक क्षेत्र | बेसलाइन (1.0×) | 4-5× (यू-मूल्य अनुपात पर आधारित) |
| ट्यूब-साइड सामग्री | स्टेनलेस स्टील (संक्षारक) | पीटीएफई (निष्क्रिय) |
| शैल-पक्ष सामग्री | स्टेनलेस स्टील (स्केलिंग) | PTFE-पंक्तिबद्ध या ठोस PTFE (निष्क्रिय) |
| गैसकेट सामग्री | ईपीडीएम या विटॉन (रासायनिक हमला) | पीटीएफई (सार्वभौमिक जड़ता) |
| रखरखाव आवृत्ति | हर 6-12 महीने में प्लेट की सफाई/प्रतिस्थापन | वार्षिक दृश्य निरीक्षण |
| सेवा जीवन | 2-5 वर्ष (प्लेट विफलता) | 10+ वर्ष |
| स्थापना पदचिह्न | सघन | बड़ा (अतिरिक्त एक्सचेंजर को हटाकर मुआवजा दिया गया) |
स्थान आवंटन रणनीति
पीटीएफई शेल {{0}और {{1}ट्यूब एक्सचेंजर को समान कार्य के लिए स्वच्छ प्लेट के सतह क्षेत्र का 4{3}5 गुना और फ्रेम इकाई की आवश्यकता होती है। भीड़भाड़ वाले रासायनिक संयंत्र में, यह अतिरिक्त पदचिह्न मौजूदा स्थान पर उपलब्ध नहीं हो सकता है।
कई रणनीतियाँ स्थान की कमी का समाधान करती हैं। शेल {{1}और -ट्यूब एक्सचेंजर को फर्श क्षेत्र के बजाय ऊंचाई का उपयोग करके लंबवत रूप से उन्मुख किया जा सकता है। समानांतर में कई छोटे गोले उपलब्ध पदचिह्न के भीतर फिट होते हुए आवश्यक क्षेत्र प्राप्त करते हैं। एक्सचेंजर को अधिक जगह वाले क्षेत्र में स्थानांतरित किया जा सकता है और पाइपिंग द्वारा जोड़ा जा सकता है।
{{0}वर्ष पीटीएफई सेवा जीवन के साथ अनावश्यक अतिरिक्त एक्सचेंजर को हटाने से फर्श पर महत्वपूर्ण जगह खाली हो जाती है। प्लेट {{4}और -फ्रेम इंस्टॉलेशन में आमतौर पर प्लेट विफलताओं के दौरान तेजी से बदलाव के लिए एक अतिरिक्त इकाई शामिल होती है। PTFE विश्वसनीयता इस आवश्यकता को समाप्त कर देती है।
कनेक्शन संक्रमण
मौजूदा प्लेट {{0}और -फ़्रेम एक्सचेंजर में दो द्रव धाराओं के लिए विशिष्ट नोजल स्थान और आकार हैं। प्रतिस्थापन शेल{{3}और-ट्यूब एक्सचेंजर को व्यापक संशोधन के बिना मौजूदा पाइपिंग से कनेक्ट होना चाहिए।
पीटीएफई एक्सचेंजर डिज़ाइन मौजूदा पाइपिंग से मेल खाने के लिए नोजल स्थान, आकार और निकला हुआ किनारा निर्दिष्ट करता है। यदि नोजल स्थानांतरण अपरिहार्य है, तो पाइपिंग संशोधनों को संक्रमण परियोजना के हिस्से के रूप में डिज़ाइन किया गया है। धातु समकक्ष की तुलना में पीटीएफई एक्सचेंजर का हल्का वजन नए नोजल स्थानों पर समर्थन और नींव की आवश्यकताओं को सरल बनाता है।
सारांश
एक प्लेट से {{0} और {{1} फ्रेम से पूरी तरह से PTFE शेल {{2} और {3} ट्यूब हीट एक्सचेंजर में संक्रमण डबल जंग की समस्या को हल करता है जब दोनों द्रव धाराएं आक्रामक होती हैं। अनुवाद के लिए कम तापीय चालकता की भरपाई के लिए सतह क्षेत्र के 4-5 गुना की आवश्यकता होती है, जिसे अभिविन्यास, समानांतर गोले, या स्थानांतरण के माध्यम से समायोजित किया जाता है।
संक्षारण संचालित रखरखाव, प्लेट प्रतिस्थापन, और अतिरिक्त एक्सचेंजर भंडारण का उन्मूलन विस्तारित सेवा जीवन के दौरान स्थान और लागत दंड की वसूली करता है। प्रक्रिया और सेवा दोनों पक्ष पीटीएफई के सार्वभौमिक संक्षारण प्रतिरोध के माध्यम से रासायनिक जड़ता प्राप्त करते हैं।
प्लेट {{0}और {{1}फ़्रेम से PTFE शेल{{2}और{{3}ट्यूब रूपांतरण के लिए इंजीनियरिंग विश्लेषण मौजूदा एक्सचेंजर विनिर्देशों, प्रक्रिया और सेवा द्रव संरचना, ऑपरेटिंग तापमान और दबाव, ताप शुल्क डेटा और उपलब्ध इंस्टॉलेशन स्थान प्रस्तुत करने पर उपलब्ध है।

