Kemična kopel lahko vzdržuje pravilno temperaturo, ko je novaPTFE potopni grelecje nameščen, vendar se po mesecih proizvodnje postopoma segrevajo počasneje. Eden od možnih vzrokov je nabiranje oblog na grelni površini.
Kristali, vodni kamen, produkti reakcije ali suspendirane trdne snovi lahko tvorijo plast na površini PTFE. Tudi ko grelnik še naprej črpa običajni električni tok, lahko dodatni toplotni upor zmanjša učinkovit prenos toplote v procesno tekočino.
Kako depoziti spremenijo prenos toplote
Grelna površina mora prenesti toplotno energijo skozi več plasti, preden energija doseže tekočino.
Poenostavljeno razmerje je:
Q=ΔT/Rtotal
kjerQje prenos toplote,ΔTje skupna temperaturna razlika inRtotalpredstavlja kombinirani toplotni upor.
Ko se razvije nanosna plast, se uvede dodaten upor.
Enaka električna moč lahko nato zahteva večjo temperaturno razliko med grelnim elementom in tekočino za prenos toplote s prvotno hitrostjo.
To pojasnjuje, zakaj lahko grelnik ostane električno delujoč, medtem ko se zmogljivost ogrevanja poslabša.
Zakaj nekatere kemične kopeli povzročijo več usedlin
Nastajanje usedlin je močno odvisno od kemije procesa.
Pogosti pogoji za prispevanje vključujejo:
Visoka kemična koncentracija
Lokalno izhlapevanje
Kristalizacija
Suspendirane trdne snovi
Precipitacijske reakcije
Slaba cirkulacija kopeli
Prekomerno lokalno ogrevanje
Neustrezno vzdrževanje kopeli
Zato se lahko v rezervoarju pojavijo usedline, tudi če koncentracija kemikalije v razsutem stanju ostane znotraj običajnega proizvodnega območja.
Lokalni pogoji neposredno okoli grelnika se lahko razlikujejo od povprečnih pogojev v rezervoarju.
Lokalna temperatura lahko pospeši usedanje
Ko je kroženje okoli grelnika šibko, lahko tekočina, ki neposredno obdaja grelno površino, postane bolj vroča kot kopel.
To lahko ustvari pogoje, ugodne za obarjanje ali kristalizacijo v nekaterih procesih.
Razmerje med ogrevalno močjo in površino je koristno izhodišče:
q = P/A
kjerqje povprečni toplotni tok,Pje moč grelnika inAje aktivno ogrevalno območje.
Razmislite o ilustrativni primerjavi:
| Stanje grelnika | Moč | Aktivno območje | Povprečni toplotni tok | Možni toplotni učinek |
|---|---|---|---|---|
| Razdeljeno ogrevanje | 10 kW | 1.0 m² | 10 kW/m² | Nižja povprečna lokalna obremenitev |
| Koncentrirano ogrevanje | 10 kW | 0.5 m² | 20 kW/m² | Višja povprečna lokalna obremenitev |
| Zmanjšana efektivna površina | 10 kW | 0.4 m² | 25 kW/m² | Večja toplotna koncentracija |
Te vrednosti so ilustrativne in ne določajo univerzalnih omejitev delovanja PTFE.
Depoziti lahko ustvarijo povratni učinek
Nastajanje depozitov se lahko -okrepi samo.
Zaporedje je lahko videti takole:
Začetni nanos → večja toplotna odpornost → višja lokalna površinska temperatura → večja nagnjenost k nanosu → debelejši nanos
Dejanski mehanizem je odvisen od kemijskega sistema, zato tega zaporedja ne bi smeli predvidevati za vsak proces.
Ko pa zmogljivost ogrevanja postopoma upada, medtem ko električni vhod ostaja stabilen, je treba med odpravljanjem težav upoštevati površinsko obraščanje.
Obtok vpliva na porazdelitev vlog
Grelec, ki je nameščen v mirnem območju, lahko kopiči usedline drugače kot grelnik, ki je v močni cirkulacijski poti.
Slabo kroženje lahko omogoči, da se suspendirani material dlje časa zadržuje v bližini grelne površine.
Nasprotno pa lahko prekomerni pretok povzroči druge procesne težave, kot so brizganje ali nestabilni površinski pogoji.
Uporaben cilj je nadzorovano kroženje, ki nenehno nadomešča tekočino, ki obdaja grelno površino, ne da bi motila proces.
Zakaj povečanje moči grelnika morda ne bo rešilo težave
Recimo, da rezervoar prvotno potrebuje 8 kW za vzdrževanje temperature. Ko nastanejo znatne usedline, isti grelec deluje neprekinjeno, vendar temperatura kopeli začne padati.
Povečanje električne energije se lahko zdi očitna rešitev.
Vendar, če je nanosna plast omejevalni toplotni upor, lahko dodatna moč poveča temperaturo spodaj ležeče ogrevalne strukture, ne da bi sorazmerno izboljšala prenos toplote v kopel.
Boljši odziv lahko vključuje pregled, čiščenje, nadzor kemije, izboljšanje cirkulacije ali zamenjavo grelnika, odvisno od vzroka in značilnosti usedlin.
Kako odkriti izgubo uspešnosti-v zvezi z depozitom
Več operativnih trendov lahko ponudi koristne namige.
Tipičen vzorec lahko vključuje:
Daljši zagonski čas ogrevanja
Povečan odstotek delovanja grelnika
Počasnejše obnavljanje temperature po obremenitvi
Večja razlika med temperaturo grelnika in kopeli
Vidne površinske usedline
Naraščajoča ne{0}}enakomernost temperature
Električne meritve lahko pomagajo tudi pri razlikovanju toplotnega obraščanja od električne okvare.
Če napetost in tok ostaneta blizu pričakovanih vrednosti, medtem ko se zmogljivost ogrevanja postopoma slabša, je težava morda bolj skladna s težavo-prenosa toplote kot preprosto napako upora.
Čiščenje zahteva-specifične kontrole
Vsake usedline ni mogoče odstraniti z isto metodo čiščenja.
Postopek čiščenja mora upoštevati:
Sestava depozita
Stanje površine PTFE
Kemijska združljivost
Omejitve mehanskega čiščenja
Zahtevana površinska obdelava
Konstrukcija grelnika
Agresivna mehanska obdelava ali nezdružljive čistilne kemikalije lahko poškodujejo komponente, tudi če je originalna procesna kemija primerna.
Dokumentiran interval čiščenja je lahko koristen, kadar je nastajanje usedlin ponavljajoča se težava pri proizvodnji.
Pri izbiri je treba upoštevati pogoje obraščanja
Pri določanju aPTFE potopni grelecza kopel,-ki je nagnjena k usedlinam, koristne informacije vključujejo:
Kemična sestava
Razpon koncentracije
Delovna temperatura
Znane padavinske razmere
Koncentracija suspendirane-trdne snovi
Metoda kroženja
Zahtevana moč ogrevanja
Aktivna ogrevalna površina
Pogostost čiščenja
Pričakovani proizvodni cikel
To omogoča oceno zasnove grelnika glede kemične združljivosti in tveganja toplotnega obraščanja.
Kemične usedline lahko zato zmanjšajo delovanje potopnega grelnika PTFE, tudi če električni sistem ostane normalen. Ključno vprašanje je dodatna toplotna odpornost med grelno površino in procesno tekočino.
Grelnik z ustrezno površino, nadzorovano porazdelitvijo moči, zadostnim kroženjem in praktično strategijo čiščenja lahko zmanjša verjetnost hudega poslabšanja delovanja v rezervoarjih za kemikalije,-ki so nagnjeni k usedlinam.
