A magas-kloridtartalmú vegyi fürdők a korrózió, a magas hőmérséklet és a folyamatos elektromos fűtés bonyolult kombinációját hozzák létre. A tiszta víz-alapú folyamatokban jól teljesítő fűtőberendezés sokkal gyorsabban bomlik le, ha a kloridkoncentráció, a hőmérséklet és az expozíciós idő növekszik.
A galvanizáló és vegyi feldolgozó berendezések esetében a kulcskérdés nem egyszerűen az, hogy a PTFE érintkezhet-e klorid{0}}tartalmú oldattal. A fontosabb kérdés az, hogy akomplett PTFE merülő fűtőtest kialakításképes fenntartani a kémiai ellenállást, a hőátadást, az elektromos szigetelést és a mechanikai stabilitást a tényleges fürdőkörülmények között.
Miért számít a kloridkoncentráció?
A kloridban{0}}dús oldatok nagyon agresszívek lehetnek számos hagyományos fémanyaggal szemben, különösen akkor, ha a hőmérséklet és a vegyi anyagok koncentrációja nő.
A PTFE merülőfűtő kémiailag ellenálló fluorpolimer gátat helyez a fűtőelem és a folyamatfolyadék közé. Ez a konstrukció akkor lehet hasznos, ha a fémes fűtőelemek közvetlen kitettsége elfogadhatatlan korróziós kockázatot jelentene.
A kémiai kompatibilitást azonban soha nem szabad pusztán a kloridkoncentráció alapján megítélni. A hőmérséklet, a pH, az oxidáló anyagok, az adalékanyagok és az expozíció időtartama egyaránt befolyásolhatja a hosszú távú teljesítményt.
A tényleges kémiai receptnek ezért a fűtőberendezés kiválasztásának részét kell képeznie.
Hogyan védi a PTFE a fűtőelemet
Egy tipikus PTFE merülő fűtőberendezés elektromosan fűtött belső elemet használ, amelyet PTFE{0}}alapú szerkezet véd.
A fűtőelem az elektromos energiát hőenergiává alakítja. A hő ezután áthalad a védőszerkezeten és a környező folyadékba.
Az egyszerűsített hőátadási{0}}kapcsolat a következő:
Q=hAΔT
ahol Q a hőátadás, h az effektív hőátadási -tényező, A az effektív fűtési terület, és ΔT a hőmérséklet-különbség.
A PTFE erős vegyszerállóságot és elektromos szigetelést biztosít, de hővezető képessége viszonylag alacsony sok fémhez képest. Ez különösen fontossá teszi a felületet és a teljesítményelosztást.
Miért kell szabályozni a wattsűrűséget?
A korrozív vegyi fürdők esetében nem mindig a legjobb megoldás a fűtőteljesítmény növelése.
Az átlagos felületi hőáram a következőképpen fejezhető ki:
q = P/A
ahol P a fűtési teljesítmény és A az aktív fűtési terület.
Egy kis felületen nagy teljesítményt termelő kompakt fűtőberendezés nagyobb helyi hőterhelést tud létrehozni, mint egy nagyobb aktív felülettel rendelkező fűtőberendezés azonos összteljesítmény mellett.
Az alacsonyabb hőáram akkor lehet hasznos, ha a folyamat érzékeny a helyi hőmérsékletre vagy vegyi lerakódásokra.
A megfelelő érték a kémiai oldattól, a cirkulációtól, a hőmérséklettől, a fűtőberendezés felépítésétől és a folyamatkövetelményektől függ, nem pedig egy általános határértéktől.
A fűtőelem hossza és a tartály geometriája számít
A magas-kloridtartalmú fürdőket gyakran olyan tartályokba szerelik be, ahol a keringés és a beépítési hely korlátozott.
A túl rövid merülő fűtőelem a fűtést egy régióban koncentrálhatja. A túl hosszú fűtőelem zavarhatja a tartály falait, a munkadarabokat, a csöveket vagy más belső berendezéseket.
Hosszú tartályoknál több, megfelelően elhelyezett fűtőzóna szabályozottabb hőelosztást biztosít, mintha a teljes rakományt egy helyre koncentrálnák.
Ezért a fűtőtest hosszát a tartály mélységével, a folyadékszinttel, a keringési mintával és a szükséges fűtési területtel együtt kell meghatározni.
A folyadék mozgása befolyásolja a hőátadást
A kémiai koncentráció csak egy része a termikus tervezésnek.
Ha a PTFE merülőfűtő körüli folyadékkeringés gyenge, a fűtőfelület közelében lévő határréteg vastagabbá válhat, ami csökkenti a hatékony hőátadást.
Ez magasabb helyi felületi hőmérsékletet okozhat még akkor is, ha a fürdő átlagos hőmérséklete normálisnak tűnik.
Ezért a keringető szivattyúkat, a tartály geometriáját, a fűtőberendezés tájolását és a fűtőelemek közötti távolságot együtt kell figyelembe venni.
Milyen elektromos védelem fontos?
A kémiailag agresszív fürdő nem szünteti meg a hagyományos elektromos védelem szükségességét.
A fűtőkört a névleges feszültség, teljesítmény, áram, szigetelési rendszer, földelési elrendezés és szabályozási mód szerint kell megtervezni.
Rezisztív fűtőtesthez:
P=VI
és
I = P/V
Például egy 6 kW-os, 230 V-on működő fűtőtest körülbelül 26,1 A-t vesz fel.
A tényleges áramkörvédelmet a teljes elektromos rendszer, a vonatkozó szabványok, a beépítési feltételek és a berendezés kialakítása alapján kell kiválasztani.
Az alacsony folyadékszint külön kockázatot jelent
A PTFE vegyszerállósága nem védi meg a merülő fűtőtestet a megfelelő folyadékfedés nélküli működéstől.
Ha az aktív fűtőrész nem merül be kellőképpen, a hőelvonás erősen csökkenhet. A felületi hőmérséklet a tervezett üzemi állapot fölé emelkedhet.
A megbízható telepítésnél ezért fontolóra kell venni a folyadékszint-érzékelését, a túlmelegedés elleni védelmet és a vezérlőreteszeket, ahol a folyamat megköveteli.
A minimális üzemi folyadékszintet egyértelműen fel kell tüntetni a berendezés rajzán.
Mit kell ellenőrizni rendelés előtt?
A magas kloridtartalmú-alkalmazások esetén a műszaki specifikációnak több mint fűtőteljesítményt kell tartalmaznia.
A fontos paraméterek a következők:
Kémiai összetétel
Klorid koncentráció
Üzemi hőmérséklet
A fürdő célhőmérséklete
A tartály méretei
Minimális folyadékszint
A fűtőtest hossza
Aktív fűtési terület
Névleges feszültség
Fűtési teljesítmény
Szerelési mód
Kábel és terminál elrendezés
Ezek a feltételek lehetővé teszik, hogy a PTFE merülő fűtőtestet a tényleges folyamathoz igazítsák, ahelyett, hogy a teljesítményből választanák.
Amikor egyedi PTFE merülő fűtőberendezésre van szükség
Egy szabványos PTFE merülőfűtő megfelelő lehet a viszonylag hagyományos vegyszertartályokhoz. Az egyedi tervezés értékesebbé válik, ha magas a kloridkoncentráció, szokatlan a tartály geometriája, ingadoznak a folyadékszintek, korlátozott a keringés, vagy folyamatos működésre van szükség.
A legmegbízhatóbb tervezési mérlegekkémiai kompatibilitás, szabályozott felületi hőáram, elegendő fűtőfelület, folyadékkeringés, elektromos szigetelés és beépítési geometria.
A magas-kloridtartalmú vegyi fürdők esetében ezért a megfelelő PTFE merülőfűtőt a teljes működési állapot alapján kell kiválasztani, nem pedig az anyagnév vagy a teljesítmény alapján.
