בעיית החלקיקים
תמיסות שטיפה הידרו-מטלורגיות, מי מכרות ומי שפכים תעשייתיים נושאים מוצקים מרחפים-חול, קנס עפרות, שברי אבנית ומלחים משקעים-שפוגעים במשטחי מחליף חום. במהירויות זרימה מעל 0.5 מ' לשנייה, חלקיקים אלה שוחקים את קירות הצינור. במהירויות נמוכות יותר, הם מתיישבים על משטחי צינור, ויוצרים שכבות בוצה מבודדות. שני המנגנונים מפחיתים את העברת החום ומקצרים את חיי הציוד.
מסננים חיצוניים המותקנים בצנרת התהליך מגנים על מחליף החום אך מוסיפים עלות הון, דורשים תחזוקה נפרדת ותופסים מקום נוסף. מסננת משולבת-מובנית בחלק כניסת מחליף החום של PTFE- מספקת את אותה הגנה בתוך טביעת הרגל של המחליף, ומבטלת כלי מסננות נפרדים והצנרת הקשורה אליהם.
המסננת היא לוחית PTFE מחוררת או פאנל רשת המותקן על פני כניסת נוזל התהליך אל צרור הצינור. הוא לוכד חלקיקים מעל גודל מוגדר לפני שהם מגיעים לצינורות. המסננת נגישה לניקוי דרך אותו פתח מיכל המשמש לתחזוקת מחליף.
עיצוב המסננת המשולבת
לוח המסננת מיוצר מיריעת PTFE, מחורר עם חורים בגודלם כדי להעביר חלקיקים קטנים מהמרווח המינימלי בין צינורות סמוכים. עבור צרור צינורות עם מרווח צינורות של 20 מ"מ, קוטר חור המסננת הוא בדרך כלל 10-12 מ"מ גדול מספיק כדי להעביר את הנוזל ללא ירידת לחץ מוגזמת, קטן מספיק כדי לחסום חלקיקים שעלולים להכנס בין הצינורות.
המסננת מותקנת על החזית במעלה הזרם של מסגרת התמיכה של צרור הצינורות. נוזל תהליך הנכנס לצרור חייב לעבור דרך המסננת לפני מגע עם הצינורות. המסננת מאובטחת עם מחברי PTFE או מחליקה לחריצים במסגרת התמיכה, מה שמאפשר הסרה לניקוי מבלי לפרק את צרור הצינורות.
עבור יישומים עם טעינת מוצקים גבוהה מאוד, משתמשים במסננת דו-שלבית-: מסננת חיצונית גסה (15-20 מ"מ חורים) לוכדת פסולת גדולה, ומסננת פנימית עדינה יותר (8-10 מ"מ חורים) לוכדת חלקיקי ביניים. העיצוב הדו-שלבי מונע סנוור מהיר של המסננת העדינה על ידי פסולת גדולה.
| פרמטר עיצוב | מסננת-בשלב בודד | מסננת-במה כפולה |
|---|---|---|
| גודל חור במסננת חיצונית | N/A | 15-20 מ"מ |
| גודל חור במסננת פנימית | 10-12 מ"מ | 8-10 מ"מ |
| יחס שטח פתוח | 40-50% | 35-45% (משולב) |
| ירידת לחץ בזרימת עיצוב | 50-150 פא | 80-200 פא |
| גודל החלקיקים המרבי מגיע לצינורות | 10-12 מ"מ | 8-10 מ"מ |
| תדירות ניקוי (מוצקים בינוניים) | שְׁבוּעִי | דו-בשבוע |
| טעינת מוצקים מתאימה | עד 5 גרם/ליטר | 5-20 g/L |
מחזור ירידת הלחץ וניקוי
ירידת הלחץ במסננת גדלה ככל שהפסולת מצטברת על הפנים במעלה הזרם. ירידת הלחץ מנוטרת על ידי מד לחץ דיפרנציאלי המחובר לברזים משני צידי לוח המסננת. כאשר ירידת הלחץ מגיעה לסף מוגדר-בדרך כלל פי 2-מהערך הנקי-המסננת דורשת ניקוי.
הניקוי מתבצע במהלך מרווח תחזוקה מתוכנן. מפלס המיכל מורד מתחת למסננת, הנגישה מהחלק העליון של המחליף. לוח המסננת מורם החוצה, הפסולת שהצטברה נגרדת או נשטפת, והפאנל מותקן מחדש. פעולת הניקוי אורכת 30-60 דקות ואינה מצריכה הסרה של צרור הצינורות.
לוח המסננת אינרטי מבחינה כימית-ניתן לנקות אותו באותם כימיקלים אגרסיביים המשמשים לצרור הצינורות, או פשוט לשטוף אותו בלחץ-במים. אין קורוזיה, אין ציפוי לפגיעה ואין מתכת שתזהם את התהליך.
שיקולי חומר וייצור
לוח המסננת מיוצר מאותה דרגת PTFE כמו צינורות מחליף החום, מה שמבטיח תאימות כימית וביצועים תרמיים זהים. תהליך הניקוב-קידוח או ניקוב-יוצר חורים נקיים עם קצוות חלקים המתנגדים להדבקה של פסולת. עובי הפאנל הוא 6-10 מ"מ, המספק קשיחות נאותה להתפרש על פני צרור הצינורות ללא סטיה מופרזת תחת עומס הלחץ ההפרש.
עבור חבילות גדולות, המסננת מחולקת למספר לוחות, כל אחד מהם ניתן להסרה בנפרד. זה מאפשר ניקוי חלקי אם רק חלק אחד מעורפל, ומפחית את המשקל שכל לוח צריך לתמוך בו. מפרקי הפנל חופפים או ננעלים זה בזה כדי למנוע עקיפת פסולת.
תַקצִיר
מחליף חום PTFE עם מסננות משולבות מגן על משטחי הצינור מפני פגיעה וחסימה של חלקיקים ללא כלי מסננות חיצוניים או צנרת נוספת. לוחות PTFE מחוררים המורכבים על החזית במעלה הזרם של צרור הצינור לוכדים פסולת מעל סף גודל מוגדר. ניטור לחץ דיפרנציאלי מאותת על דרישות ניקוי.
העיצוב המשולב חוסך מקום, מפשט את התחזוקה ומבטיח כי הן חימום והן הגנה על חלקיקים מסופקים על ידי רכיבי PTFE אינרטיים מבחינה כימית-לתחזוקה.
תמיכה הנדסית למפרט מחליף חום של מסננת משולבת PTFE זמינה עם הגשת הרכב נוזל התהליך, העמסת מוצקים וחלוקת גודל החלקיקים, קצב הזרימה וגיאומטריית המיכל.
