Gliserin Isıtma Kirlenmesi Mücadelesi
Biyodizel üretimi, bir ton biyodizel başına yaklaşık 100 kg yan-ürün{-olarak ham gliserin üretir. Ham gliserin, artık metanol, su, yağ asidi sabunları ve reaksiyona girmemiş yağ içerir. Saflaştırma işlemi, metanolün geri kazanılması ve damıtılması için gliserini 80-120 dereceye kadar ısıtır. Bu hizmetteki ısı eşanjörü iki kaynaktan kaynaklanan kirlenmeyle karşı karşıyadır: reaksiyona girmemiş yağdan gelen parafin mumu ve katalizör reaksiyonundan kaynaklanan yağ asidi sabunları.
Metalik ısı eşanjörleri birleşik bir mum{0}}sabun birikintisi oluşturur. Parafin daha soğuk yüzeylerde kristalleşir. Sabunlar-yağ asitlerinin sodyum veya potasyum tuzları-çökelir ve metale bağlanır. Birleşik birikinti mumsu, yapışkandır ve çıkarılması zordur. Solvent veya sıcak kostik temizliği gereklidir ve temizlik, gliserin üretimini kesintiye uğratır.
PTFE, düşük yüzey enerjisi ve kimyasal inertlik sayesinde her iki kirlenme mekanizmasına da direnç gösterir. Parafin yapışmaz yüzeye-yapışmaz. Sabunlar yapışmaz. Yüzey temiz kalır.
Parafin ve Sabun Yapışma Mekanizmaları
Parafin mumu kristalleşme ve yapışma yoluyla yüzeylerde birikir. Metal bir yüzey üzerinde, mum kristalleri yüzey kusurlarında çekirdeklenir ve van der Waals kuvvetleri aracılığıyla bağlanır. PTFE'nin düşük yüzey enerjisi (18-20 mN/m), mumun yüzeyi ıslatmasını engeller. Temas açısı yüksektir. Balmumu boncukları akış tarafından taşınır.
Yağ asidi sabunları iyonik etkileşimler yoluyla metal yüzeylere bağlanır. Sabunun karboksilat grubu oksit yüzeyindeki metal iyonlarıyla koordinelidir. Koordinasyon doğrudan bir kimyasal bağ oluşturur. PTFE'de koordinasyon için metal iyonları yoktur. Sabunlar gliserin akışında kalır ve burada aşağı yöndeki saflaştırma adımları ile uzaklaştırılır.
| Gliserin Kirlenme Parametresi | Paslanmaz çelik | Titanyum | PTFE |
|---|---|---|---|
| Parafin mumu yapışması | Güçlü (van der Waals + çekirdeklenme) | Ilıman | Çok zayıf (ıslatmayan-) |
| Sabun iyonik bağlanma | Evet (metal-karboksilat) | Evet | Hiçbiri |
| Birleşik depozito sertliği | Mumsu, yapışkan, zor | Mumsu | Yok (depozito yok) |
| Temizleme yöntemi | Sıcak kostik + solvent | Sıcak kostik | Akış akışı |
| Temizleme sıklığı | 1-2 hafta | 2-4 hafta | Aylık veya daha az |
Metanol Geri Kazanım Sıcaklığı Gereksinimi
Ham gliserinden metanol geri kazanımı, PTFE'nin 260 derece derecesi dahilinde, 90-110 dereceye kadar ısıtmayı gerektirir. Gerekli buhar basıncı 2-3 barg'dır. PTFE eşanjörü geniş bir güvenlik marjıyla çalışır. PTFE'nin sıcaklık kapasitesi bu uygulama için sınırlayıcı bir faktör değildir.
Yan Ürün Değer Koruması
Saflaştırılmış gliserin farmasötik, kozmetik ve gıda uygulamaları için satılmaktadır. Saflık gereksinimleri katıdır. Metalik ısı eşanjörleri, eser miktardaki metal iyonlarını gliserine salar. Metal kirliliği ürünün rengini ve saflık sınıflandırmasını etkiler. PTFE hiçbir şey salmaz. Gliserin saflığı korunarak en yüksek-değere sahip ürün sınıflandırması desteklenir.
Özet
PTFE ısı eşanjörleri, mumun ıslanmasını önleyen düşük yüzey enerjisi ve sabun bağlanmasını önleyen kimyasal inertlik sayesinde biyodizel gliserin işlemede parafin tıkanmasını ve sabun pullanmasını önler. Temizleme sıklığı haftalıktan aya düşer. Metanol geri kazanımı, kirlenme kesintisi olmadan tam verimlilikle çalışır. Ürün saflığı metal kirliliğinden korunur. Biyodizel gliserin saflaştırması için PTFE,-kirlenmeyen, ürün-güvenli bir ısıtma çözümü sağlar.
Gliserin PTFE ısı eşanjörü spesifikasyonu için mühendislik desteği, gliserin bileşimi, sabun ve parafin içeriği, çalışma sıcaklığı ve mevcut kirlenme geçmişinin sunulması üzerine sağlanır.
