Masalah Partikulat
Larutan pelindian hidrometalurgi, air tambang, dan air limbah industri membawa padatan tersuspensi-pasir, butiran halus bijih, pecahan kerak, dan garam yang diendapkan-yang mengenai permukaan penukar panas. Pada kecepatan aliran di atas 0,5 m/s, partikel-partikel ini mengikis dinding tabung. Pada kecepatan yang lebih rendah, mereka mengendap di permukaan tabung, membentuk lapisan lumpur isolasi. Kedua mekanisme tersebut mengurangi perpindahan panas dan memperpendek umur peralatan.
Saringan eksternal yang dipasang di pipa proses melindungi penukar panas namun menambah biaya modal, memerlukan perawatan terpisah, dan menempati ruang tambahan. Saringan terintegrasi-yang terpasang di bagian saluran masuk penukar panas PTFE-memberikan perlindungan yang sama dalam tapak penukar, menghilangkan wadah saringan terpisah dan perpipaan terkait.
Saringan adalah pelat PTFE berlubang atau panel jaring yang dipasang melintasi saluran masuk cairan proses ke bundel tabung. Ini menangkap partikel di atas ukuran tertentu sebelum mencapai tabung. Saringan dapat diakses untuk dibersihkan melalui lubang tangki yang sama yang digunakan untuk pemeliharaan penukar.
Desain Saringan Terintegrasi
Panel saringan dibuat dari lembaran PTFE, dilubangi dengan ukuran lubang untuk melewatkan partikel yang lebih kecil dari jarak minimum antara tabung yang berdekatan. Untuk bundel tabung dengan jarak tabung 20mm, diameter lubang saringan biasanya cukup besar 10-12mm untuk melewatkan cairan tanpa penurunan tekanan yang berlebihan, cukup kecil untuk menghalangi partikel yang dapat tersangkut di antara tabung.
Saringan dipasang pada permukaan hulu rangka penyangga bundel tabung. Cairan proses yang masuk ke dalam bundel harus melewati saringan sebelum menyentuh tabung. Saringan diamankan dengan pengencang PTFE atau dimasukkan ke dalam alur pada rangka penyangga, sehingga dapat dilepas untuk dibersihkan tanpa membongkar bundel tabung.
Untuk aplikasi dengan muatan padatan yang sangat tinggi, saringan dua tahap digunakan: saringan luar yang kasar (lubang 15-20mm) menangkap serpihan besar, dan saringan dalam yang lebih halus (lubang 8-10mm) menangkap partikel perantara. Desain dua tahap mencegah penyaring halus menjadi buta secara cepat karena serpihan besar.
| Parameter Desain | Saringan-Tahap Tunggal | Saringan-Tahap Ganda |
|---|---|---|
| Ukuran lubang saringan luar | N/A | 15-20mm |
| Ukuran lubang saringan bagian dalam | 10-12mm | 8-10mm |
| Rasio luas terbuka | 40-50% | 35-45% (gabungan) |
| Penurunan tekanan pada aliran desain | 50-150 Pa | 80-200 Pa |
| Ukuran partikel maksimum mencapai tabung | 10-12mm | 8-10mm |
| Frekuensi pembersihan (padatan sedang) | Mingguan | Dua-mingguan |
| Pemuatan padatan yang sesuai | Hingga 5 g/L | 5-20 g/L |
Penurunan Tekanan dan Siklus Pembersihan
Penurunan tekanan saringan meningkat karena serpihan terakumulasi di permukaan hulu. Penurunan tekanan dipantau oleh pengukur tekanan diferensial yang dihubungkan ke keran di kedua sisi panel saringan. Saat penurunan tekanan mencapai ambang batas yang ditetapkan-biasanya 2-3 kali nilai bersih-saringan perlu dibersihkan.
Pembersihan dilakukan selama interval perawatan terjadwal. Ketinggian tangki diturunkan di bawah saringan, yang dapat diakses dari atas penukar. Panel saringan diangkat, kotoran yang terkumpul dikikis atau dibersihkan, dan panel dipasang kembali. Operasi pembersihan memakan waktu 30-60 menit dan tidak memerlukan pelepasan bundel tabung.
Panel saringan bersifat inert secara kimiawi-dapat dibersihkan dengan bahan kimia agresif yang sama dengan yang digunakan untuk bundel tabung, atau cukup dicuci-dengan air bertekanan. Tidak ada korosi, tidak ada lapisan yang rusak, dan tidak ada logam yang mencemari proses.
Pertimbangan Bahan dan Fabrikasi
Panel saringan dibuat dari tingkat PTFE yang sama dengan tabung penukar panas, memastikan kompatibilitas bahan kimia dan kinerja termal yang identik. Proses perforasi-pengeboran atau pelubangan-menciptakan lubang bersih dengan tepi halus yang menahan adhesi serpihan. Ketebalan panel adalah 6-10mm, memberikan kekakuan yang memadai untuk merentangkan permukaan bundel tabung tanpa defleksi berlebihan di bawah beban tekanan diferensial.
Untuk bundel besar, saringan dibagi menjadi beberapa panel, masing-masing dapat dilepas satu per satu. Hal ini memungkinkan pembersihan sebagian jika hanya satu bagian yang kotor, dan mengurangi beban yang harus ditopang setiap panel. Sambungan panel tumpang tindih atau saling bertautan untuk mencegah serpihan masuk.
Ringkasan
Penukar panas PTFE dengan saringan terintegrasi melindungi permukaan tabung dari hantaman dan penyumbatan partikulat tanpa wadah saringan eksternal atau pipa tambahan. Panel PTFE berlubang yang dipasang di permukaan hulu bundel tabung menangkap serpihan di atas ambang batas ukuran yang ditentukan. Pemantauan tekanan diferensial menandakan persyaratan pembersihan.
Desain terintegrasi menghemat ruang, menyederhanakan pemeliharaan, dan memastikan bahwa pemanasan dan perlindungan partikulat disediakan oleh komponen PTFE yang inert secara kimia dan-ramah pemeliharaan.
Dukungan teknik untuk spesifikasi penukar panas PTFE saringan terintegrasi tersedia berdasarkan komposisi fluida proses, pemuatan padatan dan distribusi ukuran partikel, laju aliran, dan geometri tangki.
