Výzva proti znečisteniu glycerínovým zahrievaním
Výroba bionafty produkuje surový glycerín ako vedľajší produkt-približne 100 kg na tonu bionafty. Surový glycerín obsahuje zvyškový metanol, vodu, mydlá mastných kyselín a nezreagovaný olej. Proces čistenia zahreje glycerín na 80-120 stupňov na získanie metanolu a destiláciu. Výmenník tepla v tejto službe čelí znečisteniu z dvoch zdrojov: parafínový vosk z nezreagovaného oleja a mydlá mastných kyselín z katalytickej reakcie.
Kovové výmenníky tepla vytvárajú kombinovaný vosk-nános mydla. Parafín kryštalizuje na chladnejších povrchoch. Mydlá -sodné alebo draselné soli mastných kyselín- sa vyzrážajú a viažu sa na kov. Kombinovaný nános je voskový, lepkavý a ťažko sa odstraňuje. Vyžaduje sa čistenie rozpúšťadlom alebo horúcou žieravinou a čistenie preruší produkciu glycerínu.
PTFE odoláva obom mechanizmom zanášania vďaka nízkej povrchovej energii a chemickej inertnosti. Parafín nepriľne k-nelepivému povrchu. Mydlá sa nespájajú. Povrch zostane čistý.
Mechanizmy adhézie parafínu a mydla
Parafínový vosk sa ukladá na povrchoch prostredníctvom kryštalizácie a adhézie. Na kovovom povrchu kryštály vosku nukleujú na povrchových defektoch a spájajú sa pomocou van der Waalsových síl. Nízka povrchová energia PTFE (18-20 mN/m) zabraňuje vosku zmáčať povrch. Kontaktný uhol je vysoký. Voskové guľôčky a je unášaný prúdom.
Mydlá mastných kyselín sa viažu na kovové povrchy prostredníctvom iónových interakcií. Karboxylátová skupina mydla sa koordinuje s kovovými iónmi na povrchu oxidu. Koordinácia vytvára priamu chemickú väzbu. Na PTFE nie sú žiadne kovové ióny na koordináciu. Mydlá zostávajú v prúde glycerínu, kde sú odstránené následnými čistiacimi krokmi.
| Parameter znečistenia glycerínom | Nerezová oceľ | titán | PTFE |
|---|---|---|---|
| Priľnavosť parafínového vosku | Silný (van der Waals + nukleácia) | Mierne | Veľmi slabé (nezmáča-) |
| Iónová väzba mydla | Áno (karboxylát kovu-) | áno | žiadne |
| Kombinovaná nánosová tvrdosť | Voskový, lepkavý, ťažký | Voskový | N/A (bez zálohy) |
| Spôsob čistenia | Horúca žieravina + rozpúšťadlo | Horúca žieravina | Splachovanie prietoku |
| Frekvencia čistenia | 1-2 týždne | 2-4 týždne | Mesačne alebo menej |
Požiadavka na teplotu regenerácie metanolu
Regenerácia metanolu zo surového glycerínu vyžaduje zahriatie na 90-110 stupňov, čo je v rámci 260 stupňového hodnotenia PTFE. Potrebný tlak pary je 2-3 barg. PTFE výmenník pracuje so širokou bezpečnostnou rezervou. Teplotná schopnosť PTFE nie je limitujúcim faktorom pre túto aplikáciu.
Ochrana hodnoty vedľajšieho produktu
Purifikovaný glycerín sa predáva na farmaceutické, kozmetické a potravinárske účely. Požiadavky na čistotu sú prísne. Kovové výmenníky tepla uvoľňujú stopové ióny kovov do glycerínu. Kovová kontaminácia ovplyvňuje farbu a klasifikáciu čistoty produktu. PTFE nič neuvoľňuje. Čistota glycerínu je zachovaná, čo podporuje najvyššiu{5}}hodnotnú klasifikáciu produktov.
Zhrnutie
Výmenníky tepla PTFE zabraňujú upchávaniu parafínom a usadzovaniu mydla pri spracovaní bionafty s glycerínom vďaka nízkej povrchovej energii, ktorá zabraňuje zmáčaniu vosku a chemickej inertnosti, ktorá zabraňuje spájaniu mydla. Frekvencia čistenia klesá z týždňov na mesačné. Regenerácia metanolu funguje s plnou účinnosťou bez prerušenia znečistenia. Čistota produktu je chránená pred kontamináciou kovom. Na čistenie bionafty a glycerínu poskytuje PTFE -neznečisťujúce, produkt- bezpečné vykurovacie riešenie.
Technická podpora pre špecifikáciu glycerínového PTFE výmenníka tepla je k dispozícii po predložení zloženia glycerínu, obsahu mydla a parafínu, prevádzkovej teploty a aktuálnej histórie zanášania.
