स्वच्छ ट्यूबों के बावजूद पीटीएफई एक्सचेंजर में शेल में धीरे-धीरे वृद्धि होने का क्या कारण है?

ट्यूब का किनारा चिकनी पीटीएफई ट्यूबों से गुजरते हुए एक साफ तरल पदार्थ को संभाल रहा है। फिर भी, कई हफ्तों में, एक्सचेंजर के माध्यम से शेल साइड तरल पदार्थ को धकेलने के लिए आवश्यक दबाव लगातार बढ़ता जाता है। ट्यूबों से स्वयं गंदगी नहीं फैल रही है। समस्या बाहर से है। इस पेचीदा लक्षण को अक्सर ट्यूब साइड समस्या के रूप में गलत निदान किया जाता है, जिससे अनावश्यक सफाई होती है या यहां तक ​​कि उन बंडलों को भी बदल दिया जाता है जो अंदर से पूरी तरह से साफ होते हैं। हकीकत में, साफ ट्यूबों के बावजूद शेल साइड डिफरेंशियल प्रेशर में धीरे-धीरे वृद्धि ट्यूब बंडल और बाफल्स की बाहरी सतहों पर संचय की ओर इशारा करती है। के कारणों को समझनाशेल साइड प्रेशर ड्रॉप क्लीन ट्यूब पीटीएफई बढ़ाता हैस्थिति ऑपरेटरों को सही सफाई विधि को लक्षित करने और एक्सचेंजर प्रदर्शन को बहाल करने में सक्षम बनाती है।

मूल कारण: ट्यूबों के बाहर गंदगी

पीटीएफई ट्यूब अपनी गैर-छड़ी, रासायनिक रूप से निष्क्रिय आंतरिक सतहों के लिए बेशकीमती हैं। पार्टिकुलेट, घुले हुए ठोस पदार्थ या प्रतिक्रियाशील प्रजातियों वाले तरल पदार्थ शायद ही कभी ट्यूब के अंदरूनी हिस्से से चिपकते हैं। हालाँकि, शेल की तरफ {{3}ट्यूबों के चारों ओर का स्थान{{4}एक अलग वातावरण प्रस्तुत करता है। शेल -साइड तरल पदार्थ ट्यूब बंडल में बहता है, ट्यूबों के बीच और बाफ़ल प्लेटों के बीच के अंतराल से गुजरता है। ये मार्ग संकरे हैं और इनमें कई ठहराव क्षेत्र हैं, विशेष रूप से बफ़ल्स के पीछे और ट्यूब से {{8} से {{9} समर्थन संपर्क बिंदुओं पर।

समय के साथ, तीन प्राथमिक प्रकार के जमा बाहरी ट्यूब सतहों पर जमा हो जाते हैं और चकरा जाते हैं:

1. कणीय अवसादन

यदि शैल के पार्श्व द्रव में निलंबित ठोस पदार्थ (जैसे, धूल, जंग के कण, क्रिस्टलीकृत लवण, या धातु के कण) हों, तो ये कण कम वेग वाले क्षेत्रों में बस सकते हैं। पीटीएफई की कम सतह ऊर्जा यांत्रिक फंसाव को नहीं रोकती है; कण आसन्न ट्यूबों के बीच या बाधकों के बीच फंस जाते हैं। जैसे-जैसे जमा परत बढ़ती है, प्रवाह क्रॉस-छह खंड सिकुड़ता है। निरंतरता समीकरण के अनुसार, एक निश्चित वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर के लिए, एक कम क्रॉस अनुभागीय क्षेत्र द्रव वेग को ऊपर की ओर मजबूर करता है। किसी प्रतिबंध के पार दबाव में गिरावट वेग के वर्ग (ΔP ∝ v²) के समानुपाती होती है। नतीजतन, प्रवाह क्षेत्र में मामूली कमी भी मापा दबाव में उल्लेखनीय वृद्धि का कारण बन सकती है।

2. पॉलिमराइजेशन और रासायनिक दूषण

रासायनिक प्रक्रियाओं में कई शैल - पार्श्व तरल पदार्थों में ऊंचे तापमान पर पोलीमराइजेशन या राल बनने का खतरा होता है। उदाहरण के लिए, स्टाइरीन या ऐक्रेलिक जैसे मोनोमर्स गर्म सतहों पर धीरे-धीरे प्रतिक्रिया कर सकते हैं, जिससे एक चिपचिपी बहुलक परत बन सकती है। पीटीएफई की गैर-छड़ी प्रकृति इस प्रभाव को कम करती है लेकिन समाप्त नहीं करती है; यदि पॉलिमर अग्रदूत पर्याप्त रूप से प्रतिक्रियाशील है, तो यह अभी भी जमा हो सकता है, विशेष रूप से धातु बफल्स और समर्थन प्लेटों पर (जो अक्सर स्टेनलेस स्टील से बने होते हैं)। एक बार जब एक पतली परत बन जाती है, तो यह अतिरिक्त सामग्री को फँसा लेती है, धीरे-धीरे एक चिपचिपी या कठोर परत का निर्माण करती है जो प्रवाह पथ को संकीर्ण कर देती है।

इसी तरह, विघटित अकार्बनिक प्रजातियों वाले तरल पदार्थ एक्सचेंजर में तापमान परिवर्तन के रूप में नमक जमा कर सकते हैं, ट्यूबों के बाहर स्केल जमा कर सकते हैं।

3. जैविक विकास (जैव प्रदूषण)

अनुपचारित पानी का उपयोग करने वाले एक्सचेंजर्स में {{0}जैसे कि नदियों, झीलों, या कूलिंग टावरों से ठंडा पानी {{1}जैविक विकास (शैवाल, बैक्टीरिया, या कीचड़ बनाने वाले जीव) शेल की तरफ पनप सकते हैं। ट्यूबों के बीच का गर्म, नम वातावरण बायोफिल्म विकास के लिए आदर्श है। एक घिनौना बायोफिल्म प्रवाह प्रतिरोध को बढ़ाता है और निलंबित ठोस पदार्थों को भी फँसाता है, जिससे प्रदूषण में तेजी आती है। बायोफ़्यूलिंग विशेष रूप से कम वेग वाले क्षेत्रों में आम है और इससे कुछ ही हफ्तों में दबाव दोगुना हो सकता है।

शेल-साइड फाउलिंग को अक्सर नज़रअंदाज़ क्यों किया जाता है

नियमित निरीक्षण के लिए ट्यूबों का बाहरी भाग एक अंधा स्थान हो सकता है। एक निश्चित ट्यूबशीट एक्सचेंजर में, शेल -साइड मार्ग पूरी तरह से बंद होते हैं; खोल को हटाए बिना या इसे खुले में काटे बिना बंडल तक कोई सीधी दृश्य पहुंच नहीं है। ऑपरेटर अक्सर ट्यूब के अंदरूनी हिस्सों या मापने वाली ट्यूब के साइड प्रेशर ड्रॉप का निरीक्षण करके ट्यूब के साइड की सफाई की निगरानी करते हैं। यदि ट्यूब का किनारा साफ रहता है (कम दबाव की बूंद और साफ प्रवाह), तो यह धारणा कि पूरा एक्सचेंजर साफ है, एक खतरनाक भ्रम है।

इसके अलावा, शेल साइड प्रेशर ड्रॉप की निगरानी केवल रुक-रुक कर की जा सकती है या बेसलाइन के मुकाबले ट्रेंड नहीं की जा सकती है। जब तक पंप अपने अधिकतम शीर्ष तक नहीं पहुंच जाता या प्रवाह दर प्रक्रिया आवश्यकताओं से नीचे नहीं गिर जाती, तब तक महीनों में क्रमिक वृद्धि पर ध्यान नहीं दिया जा सकता है।

एक सच्चे कहानीकार के रूप में दबाव नापने का यंत्र

यदि इसके संदेश पर ध्यान दिया जाए तो दबाव नापने का यंत्र एक सच्चा कहानीकार है। शेल साइड फाउलिंग समस्या के निदान में पहला कदम एक आधार रेखा स्थापित करना हैसाफ दबाव ड्रॉपज्ञात प्रवाह दर पर. इस आधार रेखा को नई स्थापना के तुरंत बाद या पूरी तरह से सफाई के बाद दर्ज किया जाना चाहिए। फिर, समान प्रवाह दर पर आवधिक रीडिंग (दैनिक, साप्ताहिक या मासिक) की तुलना बेसलाइन से की जाती है।

बिना किसी शेल के साथ एक साफ पीटीएफई ट्यूब बंडल {{0}साइड डिपॉजिट एक पूर्वानुमानित दबाव ड्रॉप उत्पन्न करता है जो महीनों तक स्थिर रहता है। एक क्रमिक, एकरस वृद्धि {{2}उदाहरण के लिए, 5% प्रति माह-दृढ़ता से प्रगतिशील शेल{5}पक्ष संचय का संकेत देती है। इसके विपरीत, ट्यूब की साइड में गंदगी बढ़े हुए ट्यूब साइड के दबाव में गिरावट और गर्मी हस्तांतरण में कमी के रूप में प्रकट होगी, न कि शेल की साइड में वृद्धि के रूप में।

यदि शैल - पार्श्व द्रव संभावित जैविक गतिविधि वाला पानी है, तो वृद्धि मौसमी पैटर्न (गर्मियों में तेज) का पालन कर सकती है। पोलीमराइजेशन के लिए, वृद्धि अक्सर तेज हो जाती है क्योंकि जमाव आगे की प्रतिक्रिया के लिए अधिक सतह क्षेत्र प्रदान करता है।

समाधान: रासायनिक सफाई और बंडल हटाना

एक बार शेल के साइड में गंदगी की पुष्टि हो जाने पर, सफाई को बाहरी सतहों पर ध्यान देना चाहिए। दृष्टिकोण एक्सचेंजर डिजाइन और जमा की प्रकृति पर निर्भर करता है।

रासायनिक सफ़ाई (-स्थान में)

कई प्रकार की गंदगी के लिए, ट्यूब बंडल को हटाए बिना रासायनिक सफाई की जा सकती है। एक सफाई समाधान शेल पक्ष के माध्यम से परिचालित किया जाता है (ट्यूब पक्ष को अलग किया जाता है या अलग से फ्लश किया जाता है)। रसायन का चुनाव जमा पर निर्भर करता है:

तलछट और पैमाना:अम्लीय घोल (उदाहरण के लिए, पतला एचसीएल, साइट्रिक एसिड, या सल्फामिक एसिड) कैल्शियम कार्बोनेट, आयरन ऑक्साइड और अधिकांश खनिज स्केल को घोलते हैं। प्रतिक्रिया से उत्पन्न गैस को छोड़ने के लिए शेल पक्ष को बाहर निकाला जाना चाहिए।

पॉलिमराइजेशन और जैविक दूषण:क्षारीय क्लीनर (जैसे, सर्फेक्टेंट के साथ सोडियम हाइड्रॉक्साइड) या सॉल्वैंट्स (जैसे, टोल्यूनि, मिथाइल एथिल कीटोन, या विशेष रूप से तैयार किए गए डीग्रीज़र) कार्बनिक पॉलिमर और रेजिन को तोड़ देते हैं। पीटीएफई (उत्कृष्ट) और शेल सामग्री (उदाहरण के लिए, कार्बन स्टील या स्टेनलेस स्टील) के साथ सफाई एजेंट की संगतता को सत्यापित किया जाना चाहिए।

जैव दूषण:सोडियम हाइपोक्लोराइट (ब्लीच), हाइड्रोजन पेरोक्साइड, या बायोसाइडल फॉर्मूलेशन (उदाहरण के लिए, चतुर्धातुक अमोनियम यौगिक) बायोफिल्म को मारते हैं और फैलाते हैं। बायोसाइड परिसंचरण के बाद, साफ पानी से कुल्ला करने से मलबा निकल जाता है।

Chemical cleaning effectiveness depends on achieving turbulent flow velocity (>ढीले जमाव को खंगालने के लिए खोल की तरफ 1 मी/से. सफाई समाधान को गर्म करने से (यदि एक्सचेंजर इसे सहन कर सकता है) प्रतिक्रिया दर तेज हो जाती है। सफाई के बाद, दबाव ड्रॉप मूल बेसलाइन मान के करीब वापस आ जाना चाहिए।

यांत्रिक सफ़ाई के लिए बंडल हटाना

यदि रासायनिक सफाई अपर्याप्त है, उदाहरण के लिए, जब जमाव भारी रूप से कार्बोनाइज्ड, कठोर हो, कठोर हो, या बड़े कण शामिल हों, जिन्हें विघटित नहीं किया जा सकता, तो यांत्रिक सफाई की आवश्यकता होती है। यह केवल एक्सचेंजर डिज़ाइन में संभव है जहां ट्यूब बंडल को शेल से हटाया जा सकता है:

फ्लोटिंग हेड एक्सचेंजर्स(उदाहरण के लिए, एईएस, बीईएस, या एईपी प्रकार) फ्लोटिंग हेड कवर को हटाने के बाद बंडल को क्षैतिज रूप से खींचने की अनुमति देते हैं।

यू-ट्यूब एक्सचेंजर्स(सीएफयू प्रकार) बंडल हटाने की भी अनुमति देता है।

फिक्स्ड ट्यूबशीट एक्सचेंजर्स(उदाहरण के लिए, बीईएम या एईएम प्रकार) करते हैंनहींबंडल हटाने की अनुमति दें; बंडल को शेल में स्थायी रूप से वेल्ड किया जाता है। इनके लिए, रासायनिक सफाई ही एकमात्र विकल्प है, या यदि उपलब्ध हो तो ड्रिल्ड एक्सेस पोर्ट के माध्यम से हाइड्रोब्लास्टिंग।

एक बार हटाने के बाद, बंडल को उच्च दबाव वाले पानी के जेट (आमतौर पर 500-1500 बार), भाप की सफाई, या मैन्युअल स्क्रैपिंग का उपयोग करके साफ किया जा सकता है (हालांकि स्क्रैपिंग से पीटीएफई ट्यूब सतहों को नुकसान पहुंचने का खतरा होता है)। सफाई के बाद, पुनः स्थापित करने से पहले ट्यूब के घिसाव या क्षति के संकेतों के लिए बंडल का निरीक्षण किया जाता है।

रोकथाम रणनीतियाँ

शेल के पार्श्व दबाव में वृद्धि की पुनरावृत्ति को रोकने के लिए, तीन उपायों की सिफारिश की जाती है:

खोल के - पार्श्व द्रव को फ़िल्टर करें:100-200 μm से बड़े कणों को हटाने के लिए शेल के साइड इनलेट पर एक छलनी या कार्ट्रिज फ़िल्टर स्थापित करें। बारीक ठोस पदार्थों के लिए, बैकवॉश फ़िल्टर या साइक्लोन सेपरेटर का उपयोग किया जा सकता है।

जैविक विकास को नियंत्रित करें:यदि शैल - पार्श्व द्रव पानी है, तो एक बायोसाइड इंजेक्शन प्रणाली (निरंतर या रुक-रुक कर) बायोफिल्म निर्माण को रोकती है। पराबैंगनी (यूवी) उपचार एक अन्य गैर-रासायनिक विकल्प है।

क्रिटिकल फाउलिंग वेलोसिटी से ऊपर शेल{0}साइड वेलोसिटी बनाए रखें:अवसादन और जैव ईंधन के लिए, 0.5-1.0 मीटर/सेकेंड (कण आकार के आधार पर) का न्यूनतम क्रॉसफ़्लो वेग ठोस पदार्थों को निलंबित रखने में मदद करता है और जुड़ाव को रोकता है। हालाँकि, अत्यधिक उच्च वेग के कारण ट्यूब कंपन और झल्लाहट हो सकती है, एक अलग डिज़ाइन व्यापार बंद हो सकता है।

पोलीमराइज़ेशन समस्याओं के लिए, अंतिम समाधान शेल साइड ऑपरेटिंग तापमान को कम करना (यदि प्रक्रिया अनुमति देती है) या तरल पदार्थ में पोलीमराइज़ेशन अवरोधक जोड़ना हो सकता है।

एक रखरखाव उपकरण के रूप में निगरानी

तुलना के लिए साफ होने पर बेसलाइन दबाव ड्रॉप रीडिंग आवश्यक है। इसके बिना, सामान्य ऑपरेशन से क्रमिक वृद्धि अप्रभेद्य है। यह अनुशंसा की जाती है कि चालू होने पर या प्रत्येक सफाई के बाद, डिज़ाइन प्रवाह दर पर शेल साइड प्रेशर ड्रॉप को रिकॉर्ड किया जाए और रखरखाव फ़ाइल में रखा जाए। फिर, एक साधारण मासिक जांच (उदाहरण के लिए, मौजूदा दबाव गेज या एक अंतर दबाव ट्रांसमीटर का उपयोग करके) प्रारंभिक चेतावनी प्रदान करती है।

बेसलाइन से 20-30% की वृद्धि एक स्पष्ट संकेत है कि सफाई को अगले नियोजित डाउनटाइम के दौरान निर्धारित किया जाना चाहिए। जब तक दबाव कम होकर दोगुना या तिगुना न हो जाए तब तक प्रतीक्षा करने से पंप गुहिकायन, प्रवाह भुखमरी और शेष खुले अंतराल में अत्यधिक उच्च प्रवाह वेग से संभावित ट्यूब बंडल क्षति का जोखिम होता है।

निष्कर्ष

पीटीएफई हीट एक्सचेंजर्स में दबाव कम होने का एक आम कारण शेल {{0}साइड फाउलिंग है, तब भी जब ट्यूब स्वयं पूरी तरह से साफ रहती हैं। कण, पॉलिमराइज़्ड अवशेष, या जैविक कीचड़ ट्यूबों के बाहर और बाफ़ल पर जमा हो जाते हैं, जिससे प्रवाह मार्ग संकीर्ण हो जाते हैं और वेग बढ़ जाता है और इसलिए वर्ग नियम के अनुसार दबाव कम हो जाता है। बेसलाइन के आधार पर इस प्रवृत्ति की निगरानी करने से सफाई को महत्वपूर्ण होने से पहले शेड्यूल किया जा सकता है। रासायनिक सफाई (एसिड, सॉल्वैंट्स, या बायोसाइड्स के साथ) अधिकांश जमाओं को यथास्थान ही हल कर देती है, जबकि जिद्दी गंदगी को फ्लोटिंग {6} हेड या यू - ट्यूब डिजाइनों में बंडल हटाने की आवश्यकता हो सकती है। अच्छा प्रदर्शन करने के लिए हीट एक्सचेंजर के दोनों किनारों को साफ होना आवश्यक है; शेल पक्ष, जो अक्सर दृष्टि से बाहर होता है, ट्यूब पक्ष के समान ही ध्यान देने योग्य है। साफ ट्यूबों के बावजूद बढ़ते शेल साइड प्रेशर ड्रॉप के लक्षण को पहचानकर, इंजीनियर गलत दिशा में ट्यूब सफाई के प्रयासों से बच सकते हैं और वास्तविक मूल कारण को कुशलता से संबोधित कर सकते हैं।