Í heimi flúorfjölliða varmaskipta er PTFE oft ráðandi í samtalinu. En í sérstöku efnaumhverfi-sérstaklega þeim sem fela í sér blautan klór, bróm og sterka ætandi-önnur flúorfjölliða, PVDF, býður upp á sannfærandi samsetningu af vélrænni styrk og markvissu efnaþoli sem PTFE getur ekki jafnast á við.
Innan þessa sess hefur PVDF varmaskipti klór alkalí notkunarrými orðið sífellt viðeigandi þar sem vinnsluiðnaður leitar eftir efni sem jafnvægi tæringarþol og burðarvirki.
Hvað er PVDF og hvers vegna það skiptir máli
Pólývínýlídenflúoríð (PVDF) er hálf-kristallað flúorfjölliða sem einkennist af meiri stífni og vélrænni styrk miðað við PTFE. Ólíkt PTFE, sem er mjög ó-hvarfgjarnt og tiltölulega mjúkt, býður PVDF upp á meira burðarvirki efnissnið en heldur samt sterkri viðnám gegn mörgum árásargjarnum efnum.
Lykilmunur liggur í samsetningu þess af efnaþoli og vélrænni heilleika. PVDF viðheldur formstöðugleika undir álagi á skilvirkari hátt en PTFE, sem gerir það hentugt fyrir varmaskiptastillingar þar sem vélrænni streitu, titringur eða þrýstingssveiflur eru til staðar.
Reynsla iðnaðarins bendir til þess að PVDF fylli frammistöðu sess þar sem PTFE getur verið efnafræðilega hentugt en vélrænt vannýtt.
Klór-alkalívinnsluforrit
Í klór-alkalíumhverfi verða efni fyrir blautu klórgasi, klórdíoxíði og ætandi lausnum. Þessar aðstæður bjóða upp á krefjandi samsetningu oxunarefna og raka.
PVDF sýnir framúrskarandi viðnám gegn blautum klórkerfum, þar sem gegndræpi og langvarandi streitu-tengd niðurbrot geta orðið áhyggjuefni fyrir aðrar fjölliður við sérstakar rekstraraðstæður. Í ákveðnum kviku flæðisumhverfi getur PTFE sýnt gegndræpi-tengdar takmarkanir, en PVDF veitir aukinn stöðugleika í uppbyggingu.
PVDF varmaskiptar klóralkalístillingar er því almennt valin í kerfum þar sem bæði efnaþol og vélrænni stífni er krafist samtímis.
Afköst brómþjónustu
Bróm og brómsambönd tákna annað krefjandi þjónustuumhverfi. PVDF er eitt af fáum hitauppstreymum sem geta starfað á áreiðanlegan hátt við útsetningu fyrir brómi við meðalhita.
Viðnám þess gegn halógenárás gerir það kleift að viðhalda uppbyggingu heilleika þar sem margar hefðbundnar fjölliður brotna hratt niður. Þetta gerir PVDF sérstaklega gagnlegt í efnavinnslukerfum sem fela í sér brómunarhvörf eða brómendurheimtarlykkjur.
Í reynd er PVDF oft ákjósanlegt í notkun á bróm meðhöndlun þar sem PTFE getur boðið víðtækari efnasamhæfi en minni vélrænni styrkingu í samsetningarmannvirkjum.
Lykilefnissamanburður
PVDF og PTFE eru verulega mismunandi bæði í hitauppstreymi og vélrænni hegðun. PVDF býður upp á meiri stífni og togstyrk, en PTFE veitir óviðjafnanlega efnafræðilega tregðu yfir fjölbreyttari miðla.
PVDF starfar venjulega við hámarks samfellt þjónustuhitastig sem er um það bil 130–135 gráður (266–275 gráður F), samanborið við 110 gráður (230 gráður F) PTFE mörk í mörgum dýfingar- og hitakerfisumsóknum. Hins vegar getur PTFE náð hærra hitastigi í sérhæfðum skiptistillingum eftir hönnun.
Það er athyglisvert að PVDF er ekki almennt efnafræðilega ónæmt. Það er hægt að ráðast á það af ketónum, esterum og sterkum amínum og er ekki mælt með því fyrir óblandaða brennisteinssýru yfir um það bil 80 gráður.
Úrvalsviðskipti-í iðnhönnun
PVDF er ekki alhliða staðgengill fyrir PTFE. Það skarar fram úr í sérstökum sessum eins og klór-alkalí- og brómþjónustu, þar sem vélrænni styrkur og markviss halógenviðnám eru mikilvæg. PTFE er enn víðtækari-valkosturinn fyrir blandaða eða óþekkta efnastrauma vegna yfirburða tregðu þess.
Valákvarðanir eru venjulega háðar jafnvægi:
Efnafræðilegt umhverfi flókið
Kröfur um vélræna álag
Rekstrarhitasvið
Langtíma gegndræpihegðun.-
Framleiðslu- og kostnaðarsjónarmið
Í mörgum tilfellum er PVDF valið þar sem PTFE væri efnafræðilega ásættanlegt en vélrænt of mikið eða óþarflega dýrt.
PVDF á móti PTFE fyrir varmaskipti
| Eign | PVDF | PTFE |
|---|---|---|
| Hámarks stöðugt hitastig | ~130–135 gráður | ~110 gráður (dæmigert dýfingarkerfi) |
| Togstyrkur | Hátt | Lítið til í meðallagi |
| Halógen viðnám | Frábær í blautum klór og brómi | Frábært yfir víðtæk efni |
| Efnatakmarkanir | Næmur fyrir ketónum, esterum, sterkum amínum | Mjög víðtæk mótspyrna |
| Hlutfallslegur kostnaður | Í meðallagi | Hærri (fer eftir tilbúningi) |
Niðurstaða
PVDF varmaskiptar gegna sérhæfðri en mikilvægri stöðu í tæringarþolnu -varmakerfishönnun. Í klór-alkalí- og brómvinnsluumhverfi býður PVDF upp á jafnvægi milli halógenviðnáms og vélræns styrks sem bætir við víðtækari efnafræðilega tregðu PTFE.
Eftir því sem iðnaðarferlar verða krefjandi og notkunarsértækari-er efnisval í auknum mæli knúið áfram af nákvæmum efnaskilningi frekar en almennri tæringarþol. PVDF varmaskiptakerfi sýna hvernig markviss efnisverkfræði getur tekið á sérstökum eyðum í afkastamiklum varmavinnsluforritum.
