El repte de la contaminació de l'escalfament de la glicerina
La producció de biodièsel genera glicerina bruta com a co-producte-aproximadament 100 kg per tona de biodièsel. La glicerina bruta conté metanol residual, aigua, sabons d'àcids grassos i oli sense reaccionar. El procés de purificació escalfa la glicerina a 80-120 graus per a la recuperació i destil·lació del metanol. L'intercanviador de calor d'aquest servei s'enfronta a contaminació de dues fonts: cera de parafina de l'oli no reaccionat i sabons d'àcids grassos de la reacció del catalitzador.
Els intercanviadors de calor metàl·lics desenvolupen un dipòsit de sabó-de cera combinat. La parafina cristal·litza a les superfícies més fresques. Els sabons-sals de sodi o potassi dels àcids grassos-precipiten i s'uneixen al metall. El dipòsit combinat és cerós, enganxós i difícil d'eliminar. Es requereix neteja amb dissolvent o càustica en calent, i la neteja interromp la producció de glicerina.
El PTFE resisteix ambdós mecanismes de contaminació a través de la baixa energia superficial i la inercia química. La parafina no s'adhereix a la superfície-antiadherent. Els sabons no s'uneixen. La superfície es manté neta.
Els mecanismes d'adhesió de parafina i sabó
La cera de parafina es diposita a les superfícies mitjançant la cristal·lització i l'adhesió. Sobre una superfície metàl·lica, els cristalls de cera es nucleen en defectes superficials i s'uneixen mitjançant les forces de van der Waals. La baixa energia superficial del PTFE (18-20 mN/m) evita que la cera mulli la superfície. L'angle de contacte és alt. Les perles de cera i es deixa portar pel flux.
Els sabons d'àcids grassos s'uneixen a superfícies metàl·liques mitjançant interaccions iòniques. El grup carboxilat del sabó es coordina amb els ions metàl·lics de la superfície de l'òxid. La coordinació crea un enllaç químic directe. En PTFE, no hi ha ions metàl·lics per a la coordinació. Els sabons romanen al flux de glicerina, on s'eliminen mitjançant les etapes de purificació aigües avall.
| Paràmetre de contaminació de glicerina | Acer inoxidable | Titani | PTFE |
|---|---|---|---|
| Adhesió de cera de parafina | Fort (van der Waals + nucleació) | Moderat | Molt feble (no-mulla) |
| Enllaç iònic de sabó | Sí (carboxilat-metall) | Sí | Cap |
| Duresa de dipòsit combinada | Cerosa, enganxosa, difícil | Cerosa | N/A (sense dipòsit) |
| Mètode de neteja | càustic calent + dissolvent | càustic calent | Flux de flux |
| Freqüència de neteja | 1-2 setmanes | 2-4 setmanes | Mensualment o menys |
El requisit de temperatura de recuperació del metanol
La recuperació de metanol de la glicerina bruta requereix escalfar-se a 90-110 graus, molt dins de la classificació de 260 graus del PTFE. La pressió de vapor necessària és de 2-3 barg. L'intercanviador de PTFE funciona amb un ampli marge de seguretat. La capacitat de temperatura del PTFE no és un factor limitant per a aquesta aplicació.
La protecció del valor dels subproductes
La glicerina purificada es ven per a aplicacions farmacèutiques, cosmètiques i alimentàries. Els requisits de puresa són estrictes. Els intercanviadors de calor metàl·lics alliberen ions metàl·lics traces a la glicerina. La contaminació metàl·lica afecta el color i la classificació de puresa del producte. El PTFE no allibera res. Es manté la puresa de la glicerina, donant suport a la classificació de productes de -valor més alt.
Resum
Els intercanviadors de calor de PTFE eviten l'obstrucció de la parafina i l'escala del sabó en el processament de glicerina de biodièsel mitjançant una baixa energia superficial que evita la humectació de la cera i la inercia química que impedeix l'enllaç del sabó. La freqüència de neteja baixa de setmanal a mensual. La recuperació de metanol funciona amb plena eficiència sense interrupcions de contaminació. La puresa del producte està protegida de la contaminació metàl·lica. Per a la purificació de glicerina de biodièsel, el PTFE proporciona una solució d'escalfament segura i no-incrustada per al producte-.
El suport d'enginyeria per a l'especificació de l'intercanviador de calor de glicerina PTFE està disponible quan s'envien la composició de glicerina, el contingut de sabó i parafina, la temperatura de funcionament i l'historial actual d'encrasses.
