Ekşi Su Ortamı
Rafineri operasyonlarından kaynaklanan ekşi su, çözünmüş hidrojen sülfür ve amonyak içerir. Ekşi su sıyırıcı, geri kazanım veya bertaraf amacıyla uçucu sülfitleri ve amonyağı uzaklaştırmak için suyu ısıtır. Bu hizmetteki ısı eşanjörü benzersiz derecede zor bir kirlenme sorunuyla karşı karşıyadır: demir sülfit tortusu.
Demir sülfür iki kaynaktan kaynaklanır. -Karbon çeliği borularının yukarı akış korozyonundan kaynaklanan ekşi sudaki çözünmüş demir-, çözünmeyen demir sülfit oluşturmak üzere H₂S ile reaksiyona girer. Eş zamanlı olarak metalik ısı eşanjörü boruları yüzeyde korozyona uğrayarak demir sülfür korozyon ürünü tabakası oluşturur. Sülfür tabakası siyah, yoğun ve yapışkandır. Isı transferini azaltır ve birikinti altında daha fazla korozyon için bir alan sağlar.
PTFE ısı eşanjörleri hem korozyon kaynağını hem de kireçlenme mekanizmasını ortadan kaldırır. Floropolimer korozyona uğramaz-yüzeyde demir sülfür korozyon ürünü oluşmaz. Düşük-enerjili yüzey, sudan çöken demir sülfür parçacıklarının yapışmasına karşı direnç gösterir. Kirlenme yönetilebilir bir düzeye indirilir.
Demir Sülfür Biriktirme Mekanizması
Asitli sudaki karbon çeliği veya paslanmaz çelik eşanjör yüzeylerinde aşağıdaki işlemler eş zamanlı olarak gerçekleşir. Çelik, asitli suda korozyona uğrayarak doğrudan yüzeyde demir sülfit oluşturur: Fe + H₂S → FeS + H₂. Bu demir sülfür metal yüzeye kimyasal olarak bağlanır-bu ayrı bir birikinti değil, korozyon ürünüdür. Korozyon ilerledikçe yüzeyden dışarıya doğru büyür. Katman yapışkandır ve alttaki metal kaldırılmadan kaldırılamaz.
Eş zamanlı olarak sudaki çözünmüş demir, sıvıdaki H₂S ile reaksiyona girerek yüzeye yerleşen demir sülfür parçacıkları oluşturur. Bu parçacıklar mevcut korozyon ürünü katmanı üzerinde birikerek kireçtaşı kalınlığını artırır. Birleşik kireç tabakası istikrarlı bir şekilde büyüyerek ısı transferini azaltır ve korozyonun daha da hızlanmasını hızlandıran bir mikro ortam yaratır.
PTFE'nin paslanacak demiri yoktur. Yüzey korozyon ürünü yoktur. Yığın sudan çökelen demir sülfür parçacıkları, hiçbir kimyasal bağlanma ve minimum düzeyde yapışma sunmayan inert bir yüzeyle temas eder. Parçacıklar askıda kalır ve su ile birlikte sıyırıcıdan dışarı taşınır.
| Demir Sülfür Parametresi | Karbon Çelik | Paslanmaz çelik | PTFE |
|---|---|---|---|
| Ekşi suda yüzey korozyonu | Evet (Yüzeyde FeS oluşur) | Evet (daha yavaş) | Hiçbiri |
| Yüzey FeS katmanı | Evet (korozyon ürünü) | Evet (daha ince) | Hiçbiri |
| Toplu FeS parçacık yapışması | Güçlü (korozyon tabakasına) | Ilıman | Zayıf |
| Toplam kirlenme oranı (göreceli) | 1,0 (temel) | 0.5-0.7 | 0.1-0.2 |
| Temizleme yöntemi | Mekanik, asit | Mekanik, asit | Suyla durulama |
| Temizleme sıklığı | 4-8 hafta | 8-16 hafta | 6-12 ay |
Az-Kalıntı Korozyonunun Ortadan Kaldırılması
Metalik yüzeylerdeki demir sülfür tortusu, tortu katmanının altında-birikinti korozyonu-altında lokalize bir saldırı oluşturur. Kireç, oksijenin ve arıtma kimyasallarının metal yüzeye yayılmasını engeller. Kapana kısılmış ortam asidik ve agresif hale gelir. Çukurlaşma ölçeğin altında başlar ve hızla yayılır. Kirli su hizmetinde boru arızasının asıl nedeni genellikle-altında kalan korozyondur.
PTFE, yüzeydeki kireç tabakasını ortadan kaldırarak-birikim altı korozyonunu ortadan kaldırır. Uyumlu bir ölçek olmadığında, eksik-depozito saldırısı için kapatılmış bir bölge yoktur. Yüzey temiz kalır ve yoğun su kimyasına maruz kalır. PTFE tüp duvarı herhangi bir lokal korozyon mekanizmasına tabi değildir.
Amonyak Ortam Uyumluluğu
Ekşi su, çözeltiyi alkalin (pH 8-10) yapan çözünmüş amonyak içerir. PTFE, tüm konsantrasyonlarda ve 260 dereceye kadar sıcaklıklarda amonyağa karşı dayanıklıdır. Metalik bileşenlerin korozyonuna katkıda bulunan alkali ortamın floropolimer üzerinde hiçbir etkisi yoktur. PTFE eşanjörü, asitli su hizmetinin tam pH aralığında güvenilir şekilde çalışır.
Özet
PTFE ısı eşanjörleri, -FeS tortusunun ana kaynağı olan- yüzey korozyonunu ortadan kaldırarak ve su yığınından çöken FeS parçacıklarının yapışmasını önleyerek ekşi su sıyırma sırasında demir sülfit birikmesine karşı direnç gösterir. Yapışkan bir kireç tabakasının olmaması, metalik boru arızalarına neden olan mekanizma olan -birikim altı korozyonunu da ortadan kaldırır. Temizleme aralığı haftalardan aylara kadar uzanır. PTFE eşanjör, metalik eşanjörlere zarar veren bir hizmette güvenilir,-az bakım gerektiren bir ısıtma sağlar.
Kirli su PTFE ısı eşanjörü spesifikasyonu için mühendislik desteği, su kimyası, H₂S ve amonyak konsantrasyonları, çalışma sıcaklığı ve mevcut kirlenme ve korozyon geçmişinin sunulması üzerine sağlanır.
