Виклик гліцеринового нагрівання
Виробництво біодизеля генерує сирий гліцерин як су-продукт-приблизно 100 кг на тонну біодизеля. Неочищений гліцерин містить залишковий метанол, воду, мила жирних кислот і олію, що не прореагувала. Процес очищення нагріває гліцерин до 80-120 градусів для відновлення та дистиляції метанолу. Теплообмінник у цій службі стикається з забрудненням з двох джерел: парафіну від непрореагованої олії та мила жирних кислот у результаті реакції каталізатора.
У металевих теплообмінниках утворюється комбінований відкладення воску-мила. Парафін кристалізується на більш холодних поверхнях. Мильні-натрієві або калієві солі жирних кислот-випадають в осад і зв’язуються з металом. Комбінований відкладення є восковим, липким і його важко видалити. Потрібне очищення розчинником або гарячим каустиком, і очищення перериває виробництво гліцерину.
PTFE протистоїть обом механізмам забруднення через низьку поверхневу енергію та хімічну інертність. Парафін не прилипає до антипригарної поверхні. Мило не зв'язується. Поверхня залишається чистою.
Механізм адгезії парафіну та мила
Парафін осідає на поверхні через кристалізацію та адгезію. На металевій поверхні кристали воску зароджуються на поверхневих дефектах і зв’язуються завдяки силам Ван-дер-Ваальса. Низька поверхнева енергія PTFE (18-20 мН/м) запобігає змочуванню поверхні воском. Кут контакту високий. Воскові кульки і несеться потоком.
Жирно-кислотні мила зв’язуються з металевими поверхнями через іонні взаємодії. Карбоксилатна група мила координується з іонами металу на поверхні оксиду. Координація створює прямий хімічний зв'язок. На PTFE немає іонів металів для координації. Мила залишаються в потоці гліцерину, звідки їх видаляють на наступних етапах очищення.
| Параметр забруднення гліцерином | Нержавіюча сталь | Титан | PTFE |
|---|---|---|---|
| Парафінова адгезія | Сильний (ван-дер-ваальсовий + зародження) | Помірний | Дуже слабкий (-не змочується) |
| Іонний зв'язок мила | Так (карбоксилат металу-) | так | Жодного |
| Комбінована твердість нагару | Восковий, липкий, важкий | Восковий | N/A (без депозиту) |
| Метод очищення | Гарячий каустик + розчинник | Гарячий їдкий | Змив потоку |
| Частота очищення | 1-2 тижні | 2-4 тижні | Місяць або менше |
Вимоги до температури відновлення метанолу
Відновлення метанолу з сирого гліцерину потребує нагрівання до 90-110 градусів, що в межах рейтингу PTFE 260 градусів. Необхідний тиск пари становить 2-3 бар. PTFE теплообмінник працює з великим запасом міцності. Температурна здатність PTFE не є обмежуючим фактором для цього застосування.
Захист вартості побічного продукту
Очищений гліцерин продається для фармацевтичних, косметичних і харчових застосувань. Вимоги до чистоти суворі. Металеві теплообмінники виділяють сліди іонів металу в гліцерин. Забруднення металом впливає на колір і класифікацію чистоти продукту. PTFE нічого не виділяє. Чистота гліцерину зберігається, що забезпечує найвищу{5}}класифікацію продукту.
Резюме
Теплообмінники з ПТФЕ запобігають засміченню парафіну та утворенню мильного накипу під час обробки біодизельного гліцерину через низьку поверхневу енергію, що запобігає зволоженню воску, та хімічну інертність, яка запобігає зв’язуванню мила. Частота очищення зменшується з тижневої до щомісячної. Відновлення метанолу працює з повною ефективністю без перерв у забрудненні. Чистота продукту захищена від забруднення металом. Для очищення біодизеля гліцерином PTFE забезпечує-незабруднення, безпечне-розчин для нагрівання.
Технічна підтримка специфікації гліцеринового PTFE теплообмінника доступна після надання складу гліцерину, вмісту мила та парафіну, робочої температури та поточної історії забруднення.
