Izazov grijanja glicerinom
Proizvodnja biodizela proizvodi sirovi glicerin kao ko-proizvod-približno 100 kg po toni biodizela. Sirovi glicerin sadrži zaostali metanol, vodu, sapune masnih kiselina i neizreagovano ulje. Proces prečišćavanja zagrijava glicerin na 80-120 stupnjeva za dobivanje metanola i destilaciju. Izmjenjivač topline u ovom servisu suočava se sa zaprljanjem iz dva izvora: parafinskog voska iz neizreagiranog ulja i sapuna masnih kiselina iz reakcije katalizatora.
Metalni izmjenjivači topline stvaraju kombinovani depozit od voska-sapuna. Parafin kristalizira na hladnijim površinama. Sapuni-natrijumove ili kalijumove soli masnih kiselina-talože i vezuju se za metal. Kombinovani naslaga je voštana, ljepljiva i teško se uklanja. Potrebno je čišćenje rastvaračem ili vrućim kaustikom, a čišćenje prekida proizvodnju glicerina.
PTFE je otporan na mehanizme onečišćenja kroz nisku površinsku energiju i hemijsku inertnost. Parafin se ne lijepi za -neljepljivu površinu. Sapuni se ne vezuju. Površina ostaje čista.
Mehanizmi prianjanja parafina i sapuna
Parafinski vosak se taloži na površinama kroz kristalizaciju i adheziju. Na metalnoj površini, kristali voska stvaraju jezgro na površinskim defektima i vezuju se van der Waalsovim silama. Niska površinska energija PTFE (18-20 mN/m) sprečava da vosak navlaži površinu. Kontaktni ugao je visok. Vosak se zrna i odnese tokom.
Sapuni masnih kiselina vezuju se za metalne površine putem jonskih interakcija. Karboksilatna grupa sapuna koordinira sa metalnim ionima na površini oksida. Koordinacija stvara direktnu hemijsku vezu. Na PTFE-u nema iona metala za koordinaciju. Sapuni ostaju u protoku glicerina, gdje se uklanjaju nizvodnim koracima pročišćavanja.
| Parametar onečišćenja glicerinom | nerđajući čelik | Titanijum | PTFE |
|---|---|---|---|
| Adhezija parafinskog voska | Jaka (van der Waals + nukleacija) | Umjereno | Vrlo slabo (ne-močenje) |
| Jonsko vezivanje sapuna | Da (metal-karboksilat) | Da | Nema |
| Kombinovana tvrdoća naslaga | Voštan, ljepljiv, težak | Waxy | N/A (bez depozita) |
| Metoda čišćenja | Vruća kaustika + rastvarač | Hot caustic | Flow flush |
| Učestalost čišćenja | 1-2 sedmice | 2-4 sedmice | Mjesečno ili manje |
Zahtjev za temperaturu rekuperacije metanola
Oporavak metanola iz sirovog glicerina zahtijeva zagrijavanje na 90-110 stepeni - dobro unutar PTFE-ove ocjene od 260 stepeni. Potreban pritisak pare je 2-3 bara. PTFE izmjenjivač radi sa velikom sigurnosnom marginom. Temperaturna sposobnost PTFE-a nije ograničavajući faktor za ovu primjenu.
Zaštita vrijednosti nusproizvoda
Pročišćeni glicerin se prodaje za farmaceutske, kozmetičke i prehrambene primjene. Zahtjevi za čistoću su strogi. Metalni izmjenjivači topline oslobađaju tragove metalnih jona u glicerin. Kontaminacija metalom utiče na boju i klasifikaciju čistoće proizvoda. PTFE ne ispušta ništa. Čistoća glicerina se održava, podržavajući najvišu{5}}klasifikaciju proizvoda.
Rezime
PTFE izmjenjivači topline sprječavaju blokadu parafina i stvaranje kamenca sapuna u preradi biodizel glicerina kroz nisku površinsku energiju koja sprječava vlaženje voska i kemijsku inertnost koja sprječava vezivanje sapuna. Učestalost čišćenja opada sa sedmične na mjesečnu. Rekuperacija metanola radi s punom efikasnošću bez prekida zagađivanja. Čistoća proizvoda je zaštićena od metalne kontaminacije. Za prečišćavanje biodizel glicerina, PTFE pruža rješenje za grijanje bez-zaprljanja,-sigurno za proizvod.
Inženjerska podrška za specifikaciju glicerinskog PTFE izmjenjivača topline dostupna je nakon podnošenja sastava glicerina, sadržaja sapuna i parafina, radne temperature i trenutne istorije zagađivanja.
