1. Giới thiệu
Thiết bị trao đổi nhiệt được sử dụng rộng rãi trong ngành hóa chất. Mục tiêu khi sử dụng thiết bị là để làm nóng trong quá trình cô đặc hoặc làm nguội sau khi phản ứng hóa học các chất.
Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm được sử dụng rộng rãi trong công đoạn làm nguội axit H2SO4, HClO, H3PO4… và các dạng hóa chất cơ bản.
Vấn đề đặt ra là khả năng chịu mài mòn hóa chất của các tấm trao đổi nhiệt vì chiều dày tấm nhỏ hơn rất nhiều so với chiều dày bồn chứa. Việc lựa chọn vật liệu phù hợp là yếu tố quyết định đảm bảo tuổi thọ của thiết bị.
(Thiết bị trao đổi nhiệt làm mát axit)
(Gasket bị lão hóa khi hoạt động liên tục ở nhiệt độ cao )
2. Vật liệu tấm trao đổi nhiệt
Vật liệu phổ biến khi thiết kế được sử dụng cho các ứng dụng acid H2SO4 trong các nhà máy:
STS316L – Acid yếu; STS904L – Acid yếu; SMO254 – Acid yếu; Hastelloy C276 – Acid mạnh
3. Gasket (gioăng cao su)
Gasket được chọn lựa sao cho phù hợp với nồng độ acid và nhiệt độ hoạt động. Thông thường vật liệu gasket được sử dụng trong các nhà máy dưới đây:
EPDM – Acid yếu (Hệ cooling sử dụng nước)
Viton – Acid mạnh
Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm không nên mở khi không có chỉ định vì có thể gây hư hại tới gasket. Sau một vài năm hoạt động, gasket ở khu vực nhiệt độ cao sẽ giảm dần độ đàn hồi và cần được thay thế.
Thời gian hoạt động đối với gasket vật liệu Viton từ 5 tới 6 năm trong điều kiện làm mát acid nồng độ cao. Trong khi đó tuổi thọ của gasket giảm 1/2 khi nhiệt độ tăng thêm 10 độ với các ứng dụng làm mát trên 90 độ.
Tốc độ dòng chảy cũng ảnh hưởng tới tuổi thọ gasket và tấm trao đổi nhiệt. Acid nồng độ 98% có tốc độ dòng chảy không quá 3m/s đảm bảo tấm không bị ăn mòn nhanh.
4. Giới hạn nhiệt độ và nồng độ
Sử dụng vật liệu tấm Hastelloy và gioăng Viton có khả năng chịu acid nhiệt độ và nồng độ cao. Tuy nhiện giới hạn nồng độ và nhiệt độ đảm bảo tấm trao đổi nhiệt không bị ăn mòn:
Nồng độ 98% max 90 deg C
Nồng độ 92% max 70 deg C
Nồng độ 70% max 60 deg C
Nhiệt độ đầu ra của nước ở kênh làm lạnh nên thiết lập ở dưới 40 độ C để tránh xuất hiện chất cáu cặn. Ở trên 40 độ C chất cáu cặn dễ xuất hiện bề mặt tấm trao đổi nhiệt.
(Xem thêm: Tại sao cần vệ sinh thiết bị trao đổi nhiệt)
5. Kiểm soát dò rỉ
Với hệ thống làm lạnh acid việc dò rỉ do thiết bị trao đổi nhiệt có thể do thủng tấm. Trường hợp này khó phát hiện bằng mắt nhưng có thể kiểm tra bằng việc sử dụng dụng cụ đo PH đặt tại bể nước. Trong trường hợp dò rỉ do gasket, acid sẽ xuất hiện tại bề mặt phía dưới thiết bị trao đổi nhiệt.
6. Gia tăng tuổi thọ thiết bị trao đổi nhiệt
Với hệ thống làm lạnh acid, nhiệt độ đầu vào của acid cao dẫn tới việc tấm trao đổi nhiệt bị ăn mòn nhiều nhất tại khu vực này, trong khi đó nhiệt độ giảm dần khi acid đi qua tấm trao đổi nhiệt. Do chức năng giống nhau của đầu vào và ra nên sau một thời gian sử dụng ta có thể đảo chiều đầu nối để tận dụng hết chức năng của thiết bị. Trong trường hợp này cần tư vấn nhà sản xuất để đảm bảo thiết bị hoạt động không gây ảnh hưởng các thiết bị khác trong cùng hệ thống.
Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất hoặc sử dụng H2SO4. Lựa chọn vật liệu là yếu tố quan trọng đảm bảo tuổi thọ, giá thành đầu tư.
Để tư vấn chọn thiết bị trao đổi nhiệt phù hợp với hệ thống hóa chất xin liên hệ:
CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT TITANIA
💒 Văn Phòng Hà Nội: 162 Khuất Duy Tiến, Thanh Xuân, Hà Nội.
Leave a Reply