PTFE 쉘-및-튜브 교환기 처리 슬러리에 대한 최적의 배플 간격을 선택하는 방법은 무엇입니까?

고운 연마 모래가 포함된 미네랄 슬러리는 쉘-과-튜브 교환기의 촘촘한 간격의 배플 사이의 작은 틈을 빠르게 채워 흐름 경로를 막고 튜브 표면을 닦을 수 있습니다. 슬러리 서비스에서 교환기는 열 전달 외에도 쉘 내부에서 지속적으로 침전, 연결, 침식 또는 응집을 시도하는 부유 물질의 지속적인 움직임을 견뎌야 합니다.

슬러리 작업을 위한 배플 시스템을 설계하는 것은 유압 균형 작업이 됩니다. 교환기는 과도한 난류, 막힘 및 마모를 방지하면서 부유 상태를 유지할 수 있을 만큼 빠르게 입자를 이동시켜야 합니다.

열 성능을 저하시키지 않으면서 안정적인 고형물 운송을 제공하는 개방형의 낮은 제한 흐름 채널을 만드는 것이 적절한 배플 간격 PTFE 교환기 슬러리 처리 설계의 주요 목표입니다.

슬러리 서비스에서 배플 간격이 중요한 이유
배플은 쉘{0}}쉘{1}}및-튜브 교환기의 튜브 번들 전체에 쉘 측면 유체를 안내하여 열 전달을 향상시키고 튜브에 기계적 지지를 제공합니다.

깨끗한 액체 서비스에서는 난류와 열 전달 효율을 높이기 때문에 간격이 촘촘한 배플이 종종 바람직합니다. 슬러리는 상당히 뚜렷한 거동을 가지고 있습니다.

고체 입자는 유체 유선을 제대로 따르지 않습니다. 대신 그들은:

속도가 낮은-지역으로 이동

데드존에 축적

고속-표면 침식

좁은 터널을 가로지르는 다리

난기류가 약해지면 안정됩니다.

배플이 서로 너무 가까이 배치되면 슬러리는 좁은 흐름 창을 통해 끊임없이 방향을 바꾸게 됩니다. 연마 입자는 배플 가장자리와 접촉하고 정체된 포켓에서 재순환하며 점진적으로 흐름을 더욱 제한하는 침전물을 형성합니다.

결과는 다음과 같습니다.

압력 강하 증가

흐름 불량 분포

관 침식

견고한 포장

점진적인 연결

열 전달 효율 감소

수력학적 순도는 슬러리 응용 분야에서 난류를 증가시키는 것보다 우선시되는 경우가 많습니다.

더 넓은 배플 간격을 선호하는 것이 일반적인 이유
넓은 배플 간격은 교환기 쉘을 통해 더 크고 직선적인 흐름 채널을 생성합니다.

이 디자인은 슬러리가 제한된 교차 흐름 섹션을 통해 반복적으로 미끄러지는 것과는 반대로 입자가 더 적은 방향 변경과 더 적은 제한으로 번들을 통해 흐를 수 있도록 허용합니다.

더 넓은 간격으로 인해 여러 가지 운영상의 이점이 나타납니다.

압력 강하 감소
쉘 측의 총 유압 저항은 배플 수가 적을수록 감소합니다. 이는 펌핑 수요를 낮추고 고립된 고속-침식 영역의 가능성을 최소화합니다.

향상된 고체 통로
흐름 통로가 클수록 거친 입자와 덩어리가 교환기를 통해 더 자유롭게 이동할 수 있습니다.

이는 특히 다음과 같은 경우에 중요해집니다.

미네랄 슬러리

결정화 액체

폐기물 처리 시스템

연마성 산화물의 현탁액

금속을 포함하는 공정 흐름

낮은 연마 마모
방향 변경이 줄어들어 튜브 표면과 배플 가장자리에 대한 입자 충돌이 줄어듭니다.

수많은 장애물에 공격적으로 부딪히는 대신 슬러리가 빠르고 조용하게 통과하도록 설계되었습니다.

절충-: 쉘-측면 속도 감소
배플 간격을 늘리면 고체 이동이 향상되지만 쉘-측 난류와 속도도 줄어듭니다.

결과적으로 입자 침전은 경쟁 위험이 됩니다.

슬러리 속도가 너무 낮아지면 미립자가 캐리어 유체에서 분리되기 시작하여 교환기 쉘 내부에 쌓입니다. 침전은 종종 쉘 벽을 따라 또는 튜브 열 아래의 낮은-유량 위치에서 발생합니다.

대부분의 광물 슬러리에서 입자 현탁액을 유지하려면 일반적으로 최소 유속 1.5~2m/s가 필요합니다.

이 범위 아래에서는 입자 크기와 밀도에 따라 침전 위험이 크게 증가합니다.

결과적으로 교환기 설계는 고체가 지속적으로 이동하도록 적절한 쉘{0}}측 속도를 유지해야 합니다.

증가된 유속으로 서스펜션 유지
널리 사용되는 방법은 쉘{0}}측 순환 흐름을 늘리는 것입니다.

더 넓은 배플 간격이 국지적 속도에 영향을 미치는 경우, 보상하기 위해 총 슬러리 유속이 증가될 수 있습니다. 많은 산업 시스템에서는 특히 교환기를 통해 서스펜션 속도를 유지하기 위해 전용 재순환 펌프가 제공됩니다.

이 전략에는 다음과 같은 여러 가지 이점이 있습니다.

향상된 고형물 운송

데드존 감소

더욱 안정적인 열 성능

퇴적물 축적 가능성 감소

이 방법은 고체 현탁의 필요성과 열적 의무를 성공적으로 분리합니다.

교환기는 난류를 생성하기 위해 좁은 배플 간격에만 의존하는 대신 조절된 벌크 흐름 속도를 통해 입자 이동을 유지합니다.

배플 컷 형상의 중요성
슬러리 성능은 배플 간격에 의해서만 결정되지 않습니다. 마찬가지로 중요한 것은 쉘{1}}측 흐름 통로를 허용하는 열린 창 섹션인 배플 컷입니다.

슬러리 서비스에서 배플 컷은 일반적으로 다음을 제공하기 위해 넓어집니다.

입자 통과를 위한 더 넓은 영역

막힘 위험 감소

국부적인 난기류 감소

더 나은 고체 분산

급격한 방향 변화는 가능한 한 최소화됩니다.

장애물이 없는 대형 창은 고체가 배플 가장자리 뒤에 모이거나 튜브 열 사이를 연결하는 것을 방지합니다.

입자가 침전될 만큼 오랫동안 멈출 수 있는 정적 포켓은 잘 설계된-슬러리 교환기로 방지됩니다.

튜브 피치와 레이아웃도 플러그에 영향을 미칩니다
슬러리 이동은 쉘 내부 튜브의 레이아웃에 의해 크게 영향을 받습니다.

튜브 간격이 너무 가까워지면 입자가 인접한 튜브 사이에 연결되어 결국 쌓인 침전물을 형성할 수 있습니다.

고체 운송은 다양한 설계 결정의 영향을 받습니다.

슬러리 효과 설계 매개변수
더 넓은 튜브 피치 고형물 브리징 감소
삼각형 튜브 배열난류는 높지만 흐름 경로는 더 촘촘함
정사각형-튜브 디자인 더 많은 개방형 흐름 채널
더 큰 쉘 간격 더 쉬운 입자 통과
슬러리{0}}처리 교환기에서는 정사각형-피치 구성이 더 직선적이고 덜 제한적인 흐름 통로를 생성하기 때문에 자주 선택됩니다.

튜브 피치, 배열 및 배플 형상의 조합은 궁극적으로 고체가 이동성을 유지할지 또는 수집을 시작할지 여부를 결정합니다.

슬러리 서비스에서 PTFE 튜브의 장점
PTFE 튜브는 슬러리-교환기 처리에 다양한 실질적인 이점을 제공합니다.

달라붙지 않고-표면이 매끄러움
불소중합체 표면은 다양한 고체와 침전물의 부착을 방해합니다. 입자가 튜브와 접촉할 때 지속적인 침전물이 형성될 가능성이 적습니다.

부식에 대한 저항
연마 입자 외에도 많은 슬러리에는 부식성 화합물도 포함되어 있습니다. PTFE는 다양한 산, 염 및 산화 물질을 동시에 견뎌냅니다.

축소 경향 감소
PTFE의 낮은 표면 에너지는 결정화된 염분과 미네랄 스케일의 축적을 방지하는 데 도움이 됩니다.

많은 금속 튜브 재료와 비교할 때 이러한 특성은 -장기적인 세척성을 향상시킵니다.

심각한 슬러리 사용을 위한 플로팅 헤드 설계
주의 깊은 유압 설계에도 불구하고 극단적인 슬러리 설정에서는 느린 축적이 여전히 발생할 수 있습니다.

이러한 애플리케이션의 경우 플로팅 헤드 교환기 아키텍처가 최적의 장기-유지 관리 계획을 제공할 수 있습니다.

셧다운 중에 플로팅 헤드 설계를 통해 다음과 같은 청소 작업을 위해 쉘에서 전체 튜브 번들을 추출할 수 있습니다.

하이드로블라스팅

화학물질을 이용한 청소

기계적 플러싱

육안검사

이러한 접근성은 고형물 적재가 예측할 수 없을 정도로 바뀔 수 있는 광산, 폐수 및 중광물 처리 시스템에서 특히 유용합니다.

심한 슬러리 작업에서는 최종 오염이 완전히 방지되기보다는 허용 가능한 것으로 간주되는 경우가 많습니다.

신뢰성과 열 전달의 균형
기존 교환기 개선은 열 효율과 난류를 높이는 데 집중되는 경우가 많습니다. 슬러리 시스템에는 뚜렷한 사고방식이 필요합니다.

정기적으로 플러그를 꽂는 공격적인 난류 설계는 일반적으로 최대 열 전달이 약간 낮지만 장기적으로 안정적으로 작동하는 교환기보다 덜 유리합니다.-

따라서 성공적인 배플 간격 PTFE 교환기 슬러리 처리 설계에서는 다음 사항이 우선시됩니다.

열려 있는 유압 채널

안정적인 고체 운송

낮은 침식 위험

플러그 성향 감소

종료하는 동안 유지 관리 가능성

운영 생존성은 열 효율성만큼 중요합니다.

결론적으로
PTFE 쉘-및-튜브 교환기에서 성공적인 슬러리 처리는 고체가 멈추거나 침전되거나 축적될 수 있는 영역을 줄이는 깨끗하고 개방된 직선형{2}}유압 설계로 시작됩니다. 입자를 부유 상태로 유지하려면 충분한 쉘{4}}측 속도를 유지해야 하지만 배플 간격이 넓어지면 고체 이동이 향상되고 마모가 최소화되며 압력 강하가 줄어듭니다.

어려운 슬러리 응용 분야에서는 배플 간격, 배플 절단 모양, 튜브 피치 및 순환 흐름을 신중하게 조정하여 막힘과 침식을 피할 수 있습니다. PTFE 튜브의 탁월한 내식성과 부드럽고-눌어붙지 않는 표면은 안정적인 작동을 더욱 촉진합니다.

무거운 슬러리 서비스에서 교환기 신뢰성은 종종 난류 유발보다는 고형물이 시스템을 통해 자유롭게 이동하도록 허용하는 데 더 많이 의존합니다.

때때로 최고의 배플은 다음 배플과 멀리 떨어져 있는 배플일 때도 있습니다.