Il-problema tal-ispiża tal-ippumpjar fiċ-ċirkwiti tal-lissija
Iċ-ċirkwiti tal-lissija idrometallurġiċi jimxu soluzzjonijiet ta 'aċidu aggressivi permezz ta' kilometri ta 'pajpijiet, reatturi u skambjaturi tas-sħana. L-ispejjeż tal-ippumpjar jirrappreżentaw spiża operattiva kbira. Kull waqgħa fil-pressjoni fuq skambjatur tas-sħana żżid il-kont tal-enerġija.
L-iskambjaturi tas-sħana metalliċi jiżviluppaw ħruxija interna tal-wiċċ hekk kif il-korrużjoni timxi 'l quddiem. Dak li jibda bħala ġewwa ta 'tubu lixx jiddegrada f'wiċċ maqlub u skalat b'fatturi ta' frizzjoni multipli ogħla mill-valuri tad-disinn. Il-pressjoni tal-iskariku tal-pompa togħla biex iżżomm il-fluss. Il-konsum tal-enerġija jiżdied. Eventwalment iċ-ċirkwit ma jistax jikseb rati tal-fluss tad-disinn mingħajr titjib tal-pompa.
Il-problema tgħaqqad maż-żmien. Il-korrużjoni tħaffef l-uċuħ. Uċuħ mhux maħduma jżidu l-frizzjoni. Frizzjoni ogħla titlob aktar enerġija tal-ippumpjar. Il-linja ta 'feedback taċċellera sakemm l-intervent tal-manutenzjoni jissostitwixxi l-iskambjatur.
Ħruxija tal-wiċċ u Fattur ta' Frizzjoni
Il-waqgħa fil-pressjoni fit-tubi tal-iskambjatur tas-sħana ssegwi r-relazzjoni ta' Darcy-Weisbach. Għal fluss turbulenti, fattur ta 'frizzjoni jiddependi fuq il-ħruxija tal-wiċċ relattiva għad-dijametru tat-tubu. Tubu ġdid tal-istainless steel b'ħruxija ta '0.0015mm għandu fattur ta' frizzjoni Darcy ta 'madwar 0.019. Wara sentejn f'servizz ta 'lissija ta' l-aċidu, il-pitting tal-wiċċ iżid il-ħruxija għal 0.05mm, kważi jirdoppja l-fattur ta 'frizzjoni.
Il-konsegwenza downstream hija żieda fil-ħtieġa tar-ras tal-pompa. Ċirkwit iddisinjat għal tnaqqis fil-pressjoni ta' 3 bar mill-iskambjatur tas-sħana waqt l-installazzjoni jista' jeħtieġ 5 bar wara li l-korrużjoni tħaffef il-wiċċ. Il-pompa trid taħdem aktar, tikkonsma 60-70% aktar enerġija għall-istess fluss.
Tabella 1: Tqabbil tal-ħruxija tal-wiċċ u l-waqgħa tal-pressjoni fl-iskambjaturi tas-sħana taċ-ċirkwit tal-lissija
| Materjal tat-tubu | Ħruxija inizjali (mm) | Ħruxija Wara Snin (mm) | Żieda tal-Qasam tal-Pressjoni Relattiva |
|---|---|---|---|
| SS 316L fil-lissija HCl | 0.0015 | 0.05 - 0.10 | 60 - 90% |
| Titanju f'lissija ta' H₂SO₄ | 0.0015 | 0.02 - 0.04 | 30 - 50% |
| PTFE (verġni) | 0.0013 | 0.0013 | 0% |
Dejta minn tabelli tal-frizzjoni tal-pajpijiet ippubblikati u kejl tal-post f'operazzjonijiet ta 'lissija tar-ram u tan-nikil.
Il-Vantaġġ tal-PTFE Smooth-Bore
It-tubi PTFE għandhom ħruxija inizjali tal-wiċċ ta 'madwar 0.0013mm, komparabbli ma' tubi tal-metall miġbuda. Id-differenza kritika hija li din il-ħruxija qatt ma tiżdied. PTFE ma jissaddadx, fossa, jew skala. Il-wiċċ intern wara ħames snin ta 'servizz bl-aċidu huwa identiku għall-wiċċ fl-ewwel jum.
L-enerġija tal-wiċċ baxxa tal-PTFE tipprovdi benefiċċju operattiv addizzjonali. Il-komposti li jiffurmaw l-iskala-li jeħel mal-uċuħ tal-metall għandhom it-tendenza li joħorġu mill-PTFE. Sulfat tal-kalċju, idrossidi tal-metall, u preċipitati oħra jsibu inqas siti ta 'nukleazzjoni fuq il-wiċċ tal-fluworopolimeru.
Waqgħa fil-pressjoni fuq skambjatur tas-sħana PTFE tibqa 'stabbli matul il-ħajja tas-servizz tiegħu. Il-kalkoli tad-daqs tal-pompa li saru fl-installazzjoni jibqgħu validi snin wara. Il-konsum tal-enerġija għall-ippumpjar ma jmurx 'il fuq. Ir-rati tal-fluss taċ-ċirkwit jibqgħu fil-valuri tad-disinn mingħajr żidiet inkrementali fil-veloċità tal-pompa.
Il-Flessibilità tal-Layout Tnaqqas il-Qasam tal-Pressjoni tas-Sistema
Iċ-ċirkwiti ta' lissija fit-tul-spiss jeħtieġu skambjaturi tas-sħana f'postijiet kostretti minn strutturi eżistenti, arranġamenti ta' tankijiet, u linji tal-pajpijiet. Skambjaturi metalliċi b'konfigurazzjonijiet ta' qoxra fissa-u-tubu jġiegħlu kompromessi tal-pajpijiet li jżidu liwjiet, minkbejn, u tul żejjed.
Kolji flessibbli ta' immersjoni tal-PTFE jistgħu jiġu kkonfigurati biex jidħlu direttament f'tankijiet jew kanali eżistenti, u jeliminaw l-iskambjaturi tal-qoxra esterni-u-tubi u l-pressjoni tal-pajpijiet assoċjati tagħhom għal kollox. Il-coil sempliċement tgħaddas fis-soluzzjoni tal-lissija. L-unika waqgħa tal-pressjoni hija ċ-ċirkwit intern tal-fwar jew tal-misħun, li huwa minimu.
Meta skambjaturi tas-sħana PTFE esterni huma meħtieġa, il-qatet tal-fluworopolimeru ħfief jissimplifikaw l-istrutturi ta 'appoġġ u jnaqqsu l-ħtieġa għal stands ta' pajpijiet tqal u loops ta 'espansjoni komuni ma' skambjaturi tal-metall f'runs twal.
Osservazzjonijiet fuq il-Qasam minn Operazzjoni ta' Lissija tar-Ram
Impjant ta' estrazzjoni tas-solvent tal-lissija tal-munzell tar-ram issostitwixxa żewġ skambjaturi tas-sħana tal-istainless steel qoxra-u-tubi b'coils ta' immersjoni PTFE imqiegħda direttament fit-tankijiet tas-soluzzjoni tal-lissija tqal. L-iskambjaturi li ma jissaddadx kienu żviluppaw ħruxija interna fuq tliet snin, u żiedu l-waqgħa tal-pressjoni taċ-ċirkwit minn 2.8 bar għal 4.6 bar.
Il-konsum tal-enerġija tal-pompa żdied b'55% matul l-istess perjodu. Post-sostituzzjoni, tnaqqis fil-pressjoni taċ-ċirkwit lura għal 2.7 bar b'koljaturi PTFE. Il-konsum tal-enerġija tal-pompa niżel lura għal-livelli qrib-oriġinali. L-iffrankar annwali tal-elettriku tal-ippumpjar waħdu rkupra 40% tal-ispiża kapitali tal-coil PTFE fl-ewwel sena.
Sommarju
L-iskambjaturi tas-sħana metalliċi korrużi jżidu l-waqgħa tal-pressjoni fiċ-ċirkwiti tal-lissija permezz ta 'ħruxija progressiva tal-wiċċ. Frizzjoni ogħla titlob aktar enerġija tal-ippumpjar, u tgħolli l-ispejjeż operattivi kontinwament sas-sostituzzjoni.
L-iskambjaturi tas-sħana PTFE iżommu l-wiċċ lixx inizjali tagħhom b'mod indefinit. Il-waqgħa tal-pressjoni tibqa' kostanti. Il-konsum tal-enerġija tal-pompa ma jmurx. Il-flessibilità tal-konfigurazzjonijiet tal-coil ta 'immersjoni tista' telimina kompletament it-tnaqqis tal-pressjoni ta 'l-iskambjatur estern billi tpoġġi wiċċ tat-trasferiment tas-sħana direttament fit-tankijiet tal-proċess.
Għal operazzjonijiet ta 'lissija li jevalwaw is-sostituzzjoni ta' l-iskambjatur tas-sħana, analiżi ta 'inġinerija hija disponibbli fuq is-sottomissjoni tad-dejta kurrenti dwar il-waqgħa tal-pressjoni taċ-ċirkwit, ir-rati tal-fluss, il-kimika tas-soluzzjoni tal-lissija, u l-ispeċifikazzjonijiet tal-mezz tat-tisħin disponibbli.
