Kakšna je stopnja umazanije v PTFE izmenjevalniku v primerjavi z enoto s-stekleno oblogo pri predelavi polimerov?

Tovarna za predelavo polimerov uporablja izmenjevalnike toplote za ogrevanje in hlajenje lepljive, staljene ali raztopljene plastike. Medtem ko izmenjevalniki s steklom- in PTFE nudijo izjemno zaščito pred korozijo, se njihove površine bojujejo z neizogibnim kopičenjem polimernih umazanij na povsem drugačen način. Kako pogosto je treba objekt zapreti zaradi dragega in kompleksnega čiščenja, je odvisno od površine.

Primerjava vedenja polimerov s hitrostjo umazanije PTFE in izmenjevalnika s steklom je v bistvu študija površinske energije, fizike adhezije in interakcije polimerov z različnimi materialnimi vmesniki.

Površinska energija in začetek obraščanja
Površinska energija in omočilne lastnosti zelo vplivajo na obraščanje pri uporabi polimerov. Steklo in PTFE predstavljata dve skrajnosti interakcije z organskimi polimeri.

Steklo je hidrofilna in visokoenergijska površina. Površina PTFE je zelo hidrofobna in nizkoenergijska. Ta razlika močno spremeni obnašanje polimernih verig, ko naletijo na steno izmenjevalnika.

Steklo se drži polimera kot vlažna roka ledu; PTFE omogoča zdrs ...

Za steklene-površine:

Adhezijo olajšajo polarne ali pol{0}}polarne lokacije za interakcijo

Polimerne verige se raztezajo in zasidrajo na površino

Iz tankih plošč se najprej razvijejo debele izolacijske plasti

Čiščenje se pogosto izvaja z močnimi kemičnimi ali termičnimi sredstvi

Za PTFE površine:

Zelo nizka površinska energija

Adhezijske sile so močno zmanjšane

Odlaganje polimerov je slabo in ga tok zlahka moti

Plasti obraščanja so tanjše in manj stabilne

Stopnje obraščanja pri predelavi polimerov: primerjava
Delovne izkušnje pri uporabi PTFE v primerjavi s polimernimi stopnjami umazanije izmenjevalnika s steklom vedno znova razkrivajo težnjo, da površine PTFE zbirajo manj obstojne umazanije pod podobnimi pogoji, zlasti pri:

Taline in raztopine polietilena (PE).

PP procesni tokovi (polipropilen)

Hidrofobne mešanice polimerov in topil

Lepljive procesne tekočine z visoko vsebnostjo oligomerov

Oprema s steklom-je je kemično odporna, vendar v teh situacijah nagnjena k tvorbi bolj obstojnih usedlin zaradi večje oprijemljivosti na površino.

Plasti obraščanja, ki jih običajno ustvari PTFE, so:

Bolj vitki,

Fizično šibkejši

Lažje se jih je znebiti s striženjem toka.

Bolj občutljiv na blage cikle čiščenja

To vodi do dolgih časov neprekinjenega delovanja med izklopi.

Čistilno delovanje in vpliv na delovanje
Pogostost čiščenja je pomembno gonilo operativnih stroškov v proizvodnji polimerov. Spremembe v obnašanju obraščanja neposredno vplivajo na učinkovitost naprave.

Za izmenjevalnike s stekleno oblogo:

Pogosto potrebujejo mehansko ali kemično čiščenje

Storitev lepljivega polimera pomeni skrajšane čase izpadov

Po ciklih čiščenja lahko ostanejo ostanki filma

Za PTFE izmenjevalnike,

Plasti obraščanja so manj pritrjene

Pogosto zadošča termično izpiranje ali izpiranje s topilom

Krajši in manj močni cikli čiščenja

Zmanjša se uporaba kemikalij

To pomeni boljši čas delovanja in manjšo intenzivnost vzdrževanja v sistemih, ki temeljijo na PTFE-.

Kompromis-pri toplotni prevodnosti
Kljub odpornosti proti obraščanju PTFE ima precejšnjo konstrukcijsko omejitev v obliki slabe toplotne prevodnosti. PTFE je slabši prevodnik toplote kot jeklo, prevlečeno s steklom.

To daje:

Potreba po večji površini za prenos toplote

Povečana velikost izmenjevalnika za isto obremenitev

Povečan potencial kapitalskega odtisa

Manjši pretok toplote na enoto površine

Za-steklene sisteme je verjetneje, da se zamašijo, vendar imajo običajno večjo toplotno učinkovitost na enoto prostornine zaradi boljše prevodnosti toplote skozi kovinsko podlago.

Učinki procesne kemije
Obnašanje obraščanja ni univerzalno in je zelo odvisno od:

Porazdelitev molekulskih mas polimerov

Polarnost topila

Temperaturni profil.

Strižni pogoji v izmenjevalniku toplote

V nekaterih raztopinah, -bogatih s topili ali delno mešanih, so lahko razlike med PTFE in steklom manj izrazite. Prednost PTFE je še posebej očitna za zelo lepljive hidrofobne polimerne taline.

Posledice za operativno strategijo
Izbira izmenjevalnikov s PTFE ali-steklom obloženih pri predelavi polimerov je na splošno kompromis med:

Odpornost proti obraščanju

Zmogljivost v vročini

Tlačne omejitve

Trdnost materialov

Vzdrževalni pristop

PTFE se pogosto izbere v sistemih, ko čas izpada zaradi umazanije prevladuje nad operativnimi stroški. Enote s stekleno steno so lahko prednostne, če sta bistvenega pomena kompaktna oblika in večja tlačna zmogljivost.

Povzetek
Nizka površinska energija PTFE zagotavlja veliko operativno prednost pri odpornosti proti obraščanju v lepljivih polimernih storitvah. Pri polimernih aplikacijah stopnja umazanije PTFE v primerjavi s PTFE izmenjevalnikom s stekleno steno, čeprav ima slabšo temperaturno in tlačno zmogljivost, na splošno omogoča daljše delovanje, lažje čiščenje in manj intenzivno vzdrževanje.

Najbolj donosen toplotni izmenjevalnik je tisti, ki še naprej deluje. Ta zmanjšanja pogostosti obraščanja lahko pogosto prevladajo nad surovo toplotno učinkovitostjo v številnih aplikacijah za predelavo polimerov, zaradi česar je PTFE odličen kandidat za povečanje časa delovanja in kontinuitete procesa.