A tengervíz hő felhasználásával édesvízzé alakításához hatalmas hőcserélőkre és fűtőberendezésekre van szükség, amelyeknek el kell viselniük a forró, korrozív sóoldatot. Egy több-hatású lepárló (MED) üzemben a bejövő tengervizet előmelegítik, hogy megelőzzék a hősokkot az első elpárologtató fokozatban. A PTFE merülőfűtő ideálisan alkalmas erre a bemelegítési feladatra, mivel a korrózióállóság és a vízkőképződés-gátló tulajdonságok kombinációját kínálja, amelyhez egyetlen fémmelegítő sem fér hozzá.
Az előmelegítés lépése a több-hatású desztillációban
Egy tipikus MED sótalanítási eljárás során a környezeti hőmérsékletű (15–25 fokos) nyers tengervizet szivattyúzzák az első elpárologtató hatás felé. Előmelegítés nélkül a párologtató belsejében fellépő hirtelen hőmérséklet-emelkedés hősokkot okozna, ami mechanikai igénybevételhez vezet a vékony hőátadó felületeken, és felgyorsul a vízkőlerakódás. Ezért a bejövő áramot kb85-90 fokmielőtt belép az első hatásba.
Ez az előmelegítési lépés nem kötelező. Stabilizálja a hőprofilt az elpárologtató sorozatban, javítja az általános hőátadási tényezőt, és csökkenti a helyi forráspont kockázatát, amely kemény vízkőképződést vált ki.
Miért nem működnek a fém fűtőtestek ebben a szolgáltatásban?
A korrózió és a vízkő elleni küzdelem mindennapos küzdelem minden tengervíz-kezelő rendszerben{0}}. A fémfűtő-legyen az rozsdamentes acélból, titánból vagy réz-nikkelötvözetből- készült, gyorsan korrodálódik a forró, oxigéndús, kloridban-dús tengervízben. Még a titán, noha ellenáll a lyukacsosodásnak, nem tudja megakadályozni a fémionok, például a vas, a réz vagy a nikkel felszabadulását. Ezek az ionok lefelé vándorolnak, és megnehezítik a vízkőszabályozást azáltal, hogy elősegítik a magnézium-hidroxid és a kalcium-karbonát kristályosodását az elpárologtató felületén.
Ezenkívül a fémfelületek kedvező gócképző helyeket biztosítanak az ásványi lerakódások számára. A vízkő kialakulása után a fűtőberendezés hatásfoka meredeken csökken, és gyakori savas tisztítás válik szükségessé, ami tovább rontja a fémfelületet.
A PTFE megoldás: Korrózióálló-és vízkőálló-
A PTFE (politetrafluor-etilén) fűtőelem teljesen kiküszöböli a korróziós problémát. A PTFE kémiailag közömbös a kloridokkal, sókkal és a tengervíz összes összetevőjével szemben, még 90 fokon is. Nem szabadulnak fel fémionok a sóoldat áramába, így megőrzi a víz kémiáját a lerakódásgátlók számára.
Ugyanilyen fontos a PTFE tapadásmentes -felülete. Az ásványi lerakódások, például a kalcium-szulfát és a magnézium-hidroxid rendkívül rosszul tapadnak a PTFE-hez. Ennek eredményeként a vízkőképződés sebessége drámaian csökken bármely fémfelülethez képest. A fűtőberendezés hosszabb ideig hatékony marad, és a szükséges savas tisztítás gyakorisága lényegesen alacsonyabb,-ami gyakran hetekről hónapokra meghosszabbítja a karbantartási intervallumokat.
Előmelegítési teljesítmény: hőmérséklet-tartomány és biztonsági határ
A MED rendszerekben a jellemző előmelegítési célhőmérséklet 85-90 fok. A PTFE körülbelül 110 fokos folyamatos szolgáltatási korláttal rendelkezik, amely 20 fokos biztonsági ráhagyást biztosít a működési ponton. Ez a margó hosszú távú-anyagstabilitást biztosít a lágyulás vagy deformáció veszélye nélkül. A magasabb hőmérsékletet igénylő alkalmazásoknál más anyagokat is figyelembe kell venni, de a szabványos MED előmelegítő ablakon belül a PTFE teljesen megbízható.
Így aPTFE melegítő tengervíz előmelegítés MED sótalanításA konfiguráció bevált szabvánnyá vált számos termikus sótalanító üzemben, különösen ahol a korrózióállóság és a vízkőkezelés prioritást élvez.
Pontos teljesítményszabályozás SCR szabályozással
Egy igazi MED üzemben a tengervíz áramlási sebessége és bemeneti hőmérséklete az árapály viszonyaitól, az évszakos változásoktól és a növényterheléstől függően változik. Az állandó előmelegítés kimeneti hőmérsékletének ezen eltérések ellenére történő fenntartása érdekében a fűtőelem teljesítményét modulálni kell. Ez egy szilícium-vezérelt egyenirányítós (SCR) teljesítményvezérlővel valósítható meg.
Az SCR szabályozó szabályozza a PTFE fűtőelemre adott feszültséget az előmelegítő utáni hőmérséklet-érzékelő hatására. Ez a zárt-hurkú szabályozás pontosan igazítja a hőbevitelt az áramlási sebességhez és a bejövő hőmérséklethez, elkerülve a túl- vagy alulmelegedést. A precíz moduláció nem csak a desztillációs folyamatot stabilizálja, hanem optimalizálja az üzem általános energiahatékonyságát is azáltal, hogy megakadályozza a pazarló túllövést vagy a lassú reakciót.
Megjegyzés a folyamathoz: Az alacsony wattsűrűség kritikus
Megjegyzés a folyamathoz:Az aláhűtött forráspont és a helyi vízkőképződés elkerülése érdekében a PTFE felületén alacsony wattsűrűséget (általában 2–5 W/cm²) kell megadni. A nagy wattsűrűség miatt lokálisan felforr a film a vízkőréteg alatt, még akkor is, ha az ömlesztett folyadék hőmérséklete forráspont alatt van. Ez a mikro{5}}forralás koncentrálja a sókat, felgyorsítja a vízkő adhéziót, és legyőzi a PTFE tapadásmentes előnyeit. Mindig ellenőrizze a wattsűrűséget a fűtőberendezés gyártójával a tényleges áramlási sebesség és a tengervíz összetétele alapján.
Következtetés
A PTFE fűtőberendezések kulcsfontosságú,{0}}a színfalak mögötti-szerepet töltik be a termikus sótalanítás gyakorlati megvalósításában azáltal, hogy megfékezik a tengervíz melegítésének korrózióját és lerakódását. Az első előmelegítési szakasztól a sóoldat recirkulációs körökig a klorid immunitás, a tapadásmentes vízkőállóság és a precíz SCR-szabályozás kombinációja lehetővé teszi a MED üzemek megbízható működését, kevesebb karbantartás mellett. Ahogy az édesvíz iránti globális kereslet folyamatosan növekszik, a fenntartható víztermelés a robusztus anyagválasztástól függ,{5}}és a PTFE bebizonyította, hogy az egyenlet elengedhetetlen összetevője.
