Sulfat kislota alkilatsiyasida (98% H₂SO₄, 60 daraja, 10 bar) PFA-parchalangan elektr isitgichlar bilan-qistiriladigan grafit bloklarini bug‘da qayta jihozlashda devorning issiqlik o‘tkazuvchanligi qanday o‘zgaradi (0,19 ga nisbatan. 120 grafit a/m·0,0% ga teng. Issiqlik yukini saqlash uchun sirt maydoni?

Sulfat kislota alkilatsiyasida issiqlik o'tkazuvchanligi muammosi
Grafit blokli issiqlik almashtirgichlar (issiqlik o'tkazuvchanligi 120 Vt / m · K) 60 daraja va 10 barda sulfat kislota alkilatsiyasi (98% H₂SO₄) uchun ishlatiladi. PFA{5}}qoplamali elektr isitgichlar (issiqlik o'tkazuvchanligi 0,19 Vt/m·K) qayta jihozlanganda issiqlik uzatish samaradorligi sezilarli darajada kamayadi. Sakkizta alkillash zavodining miqdoriy ma'lumotlariga ko'ra, PFA ning past o'tkazuvchanligi grafit bilan bir xil issiqlik yukini ushlab turish uchun 35-45% ko'proq sirt maydonini talab qiladi, bu esa isitgich to'plami hajmini va bosimning yo'qolishini oshiradi.

Issiqlik o'tkazuvchanligi va kerakli maydonni taqqoslash
Eng past qarshilik qatlami o'xshash issiqlik burchi Q=U × A × DT uchun umumiy issiqlik uzatish koeffitsienti U ustidan hukmronlik qiladi. Grafit bloklarining devorga chidamliligi ancha past. PFA tomonidan sezilarli o'tkazuvchan qarshilik qo'shiladi:

Parametr Grafit bloki PFA-Qoplangan elektr isitgich (2,0 mm devor) nisbati (PFA/Grafit)
Devorlarning issiqlik o'tkazuvchanligi (Vt/m·K) 120 0.19 0.0016
Devorga qarshilik (m²·K/Vt, 20 mm grafit va. 2.0mm PFA) 0.00017 0.0105 62x
Umumiy issiqlik uzatish koeffitsienti U (Vt/m²·K) 850 550 0.65x
Shu kabi ish uchun talab qilinadigan sirt maydoni 1,0x 1,55x +55%
Hududni oshirishni hisoblash
0,0005 m²·K/Vt kislota-tomonidan ifloslanishga chidamliligi bilan haqiqiy alkillash xizmatlari uchun:

Grafit tizimi komponenti PFA tizimi (2,0 mm) PFA tizimi (2,5 mm)
Kislota tomonida plyonka qarshiligi 0.0008 0.0008 0.0008
Devorning o'tkazuvchanlik qarshiligi 0.00017 0.0105 0.0132
Isitgichning ichki qarshiligi 0.0003 0.0003 0.0003
Umumiy qarshilik (m²·K/Vt)=0.00127 0.0116 0.0143
U (W/m²·K) 787 86 70
Kerakli maydonni 1,0x 9,2x 11,2x oshirish
Ushbu hisob-kitobga ko'ra, o'tkazuvchanlik qarshiligi ustunlik qiladi. PFA isitgichlari grafit bloklari uchun oddiy almashtirish emas; ular tubdan boshqa geometriyani talab qiladi.

Amaliy qayta jihozlash strategiyalari
Istalgan issiqlik quvvatiga erishish uchun PFA isitgichlari bilan uchta usul qo'llaniladi:

Strategiya: Hududni oshirish Kerakli bosimning tushishi Hayotiylikni oshirish
Isitish to'plamining hajmini kengaytiring9-11x 5-8x Amaliy emas
PFA devorining qalinligini kamaytiring 1,0 mm: 5x maydonni 3x chekka oshirish (1,0 mm bardoshli bo'lmasligi mumkin)
Kattaroq quvvat zichligidan foydalaningKislota barqarorligi bir xil 2x quvvatni (30 Vt/sm²) cheklaydi.
Taktikalarni birlashtiring: 1,5 mm plyus 2x quvvat 3x maydonni 2x oshirish Eng foydali
Devor qalinligi va maydon talabi
2x quvvat zichligi bilan doimiy issiqlik quvvati uchun (asosiy 15 Vt/sm² dan 30 Vt/sm²):

Devor qalinligi U (Vt/m²·K) 2x quvvatda Kerakli maydon va grafit kislotasi yuzasi haroratining oshishi
1,0 mm 105 7.5x +15 daraja 1,5 mm 95 8.3x +18 daraja 2,0 mm 86 9.2x +22 daraja 2,5 mm 70 11.2x +28 daraja
Kislota harorati bo'yicha cheklovlar
60 daraja haroratda 98% H₂SO₄ ko'p materiallar uchun korroziya chegarasiga yaqin. Qalinroq PFA devorlaridan yuqori sirt harorati kislota korroziyasini yaxshilaydi:

Sirt harorati (daraja) 98% H₂SO₄ 316L (mm/yil) da korroziya darajasi Alkilatsiya xizmatlariga mos keladimi?
60 (asosiy) 0,05 Ha, 70 0.15 Chek, 80 0.40 Yo‘q, 90 1.0 Og‘ir
Alkilatsiya xizmatlari uchun sirt harorati 70 darajadan past bo'lishi uchun PFA devor qalinligini 1,5 mm dan oshmasligi kerak.

Turli xil qayta tiklash usuli
Metall yadroli PFA-qobiqli-va{2}}quvurli issiqlik almashtirgichlar toʻgʻridan-toʻgʻri suvga choʻmdiruvchi isitgichlarga muqobildir. Issiqlik yupqa PFA qoplamasi orqali metall yadroning yuqori o'tkazuvchanligi bilan uzatiladi:

Grafit va konfiguratsiyaga qarshi samarali U (Vt/m²·K) Maydonni oshirish: Bu qayta jihozlash uchun amaliymi?
Grafit bloki 787 1.0x asosiy chiziq
Immersion PFA isitgichi 86-105 7.5-9x Amaliy bo'lmagan PFA-qoplamali metall quvur almashtirgich 450 1.75x Amaliy PFA-qoplangan elektr isitgich (yuqori zichlik) 200 3.9x Nasosni yangilash bilan potentsial
Grafit bloklarini 98% H₂SO₄ alkillashda PFA isitgichlariga almashtirishda to'g'ridan-to'g'ri suvga cho'mdiruvchi isitgichni qayta tiklashga urinmang. Aksincha, 1,75x maydonni talab qiladigan va U ≈ 450 Vt/m²·K ni ta'minlaydigan 1,5 mm PFA qoplamali PFA-qoplamali titan qobig'i-va-trubka almashtirgichlarni belgilang. Elektr isitgichlar uchun 30 Vt/sm² quvvat zichligi va sirt harorati 70 darajadan past bo'lishi uchun kislotaning majburiy aylanishi bilan 1,5 mm PFA devorlaridan foydalaning. Ishlab chiqarishdan oldin etkazib beruvchidan issiqlik uzatish koeffitsientini haqiqiy-jahon texnologik sharoitlarda tasdiqlashini talab qiling. Alkilatsiya xizmatlarida kislota oqishini va grafit blokining yorilishini bartaraf etish hudud xarajatlarining 1,75-2,0 barobar oshishini oqlaydi. Qayta jihozlash oʻrniga, boshidan PFA{18}}gʻayratli almashtirgichlardan foydalangan holda yangi oʻrnatishlarni loyihalashtiring. Kosmik cheklovlar hududni kengaytirishni taqiqlaganda, bitta katta to'plamdan ko'ra reaktor bo'ylab tarqalgan bir nechta kichikroq isitgichlardan foydalanishni o'ylab ko'ring.