聚四氟乙烯冷凝器介紹
聚四氟乙烯冷凝器是最近十餘年所發展起來的一種新型耐腐蝕的冷凝器。主要的結果形式有管殼式和沉浸式兩種。它具有獨特的化學穩定性和冷熱穩定性(-250~260℃)。F4冷凝器管板和管束(φ3~10mm毛細管)均是採用先進的粉末冶金工藝燒結而成,各種性能優異。聚四氟乙烯冷凝器是在工業上需要既耐腐蝕又具有高潔淨率換熱材質的局面下問世的。據資料介紹,1965年美國杜邦公司研製成功聚四氟乙烯鹽酸冷凝吸收器,代替了傳統的陶瓷鹽酸冷凝吸收器、玻璃冷凝吸收器及石墨設備,極大地提高了換熱設備的耐蝕性和換熱介質的潔淨率。1985年鄭州工業大學開展了聚四氟乙烯冷凝器的製造工藝的研究工作。通過試製、試用並積累數據,目前已探索出可行的聚四氟乙烯冷凝器製造工藝並設計、試製出適合我國工業套用的各種氟塑膠冷凝器。超強的耐蝕防老化性能使聚四氟乙烯冷凝器廣泛套用於化工、酸洗、電鍍、醫藥、陽極氧化等行業,同時,由於其耐溫性能極佳,既適用於低溫冷卻。
聚四氟乙烯冷凝器製造工藝:研製了一種“聚四氟乙烯冷凝器F-4管板限脹施壓加熱焊接法”工藝,解決了四氟管焊接技術關鍵。經試驗檢測焊縫強度高於四氟管本身強度,耐疲勞使用周期長。目前此工藝已用於工業性生產,其技術為鄭州工業大學獨創(仿造品焊縫拉脫強度低)。其特點為所需設備簡單,投資少並能解決實際問題。
就目前來講,聚四氟乙烯冷凝器管板焊接技術較難掌握,製作遠達不到機械化和自動化,尚待進一步探索改進。與其它任何材質的換熱器一樣, 聚四氟乙烯冷凝器不是任何條件下都能使用的設備,套用時必須根據它的特性,合理使用才能收到預期技術經濟效果。由於採用小口徑薄聚四氟乙烯換熱管,故其溫度使用範圍和耐壓程度受到極大限制,同時必須預防機械性損傷。為預防較大介質顆粒產生堵塞,有必要在換熱器入口處安裝顆粒分離器,如果顆粒濃度不高,可定期使流體反向流動,這樣從一定程度上增加了設備的適用性。由於聚四氟乙烯的管板焊接工藝原理不同於鋼製換熱器管板焊接,就目前來講還無法進行內部焊接質量檢測,只能通過巨觀檢驗手段,如水壓試驗或氣密性試驗,來確定焊接面的牢固性。對焊接面上存在的個別缺陷無法立即測定,只能在使用一段時間後定期檢查彌補。聚四氟乙烯冷凝器具有十分廣闊的發展前景,加強對F4基材料研究、開發新品種新系列以提高產品的套用範圍是今後發展的主要方向。我國市場廣闊,氯鹼、硫酸、化肥、醫藥等行業設備也要更新換代,因而需要大量的、先進的聚四氟乙烯冷凝器。
聚四氟乙烯冷凝器結構
1、通過採用獨特的、先進的焊接方法,使氟塑膠冷凝器管束與管板之間的連線強度達到1.5Mpa,解決了傳統氟塑膠冷凝器焊接方法存在微滲漏而需要漏管的問題。通過組合,製作成多種形式的聚四氟乙烯冷凝器,是強腐蝕性、強酸、強氧化介質傳熱的理想選擇,深受廣大用戶喜歡。
2、聚四氟乙烯冷凝器型式多種,其中有包括W型、L型、U型、O型、平板型及環繞型等形狀的沉浸式冷凝器,還有塔式冷凝器以及管殼式冷凝器,其中塔式冷凝器和管殼式冷凝器(亦稱為殼管式冷凝器)的外殼根據不同的換熱流程和換熱媒體既可採用金屬材料或高分子材料製作。
3、聚四氟乙烯冷凝器的工作壓力、工作溫度、傳熱係數以及安裝方式根據不同的型式、不同的管殼材料及不同的熱媒有較大的差異。
聚四氟乙烯冷凝器特性
1、具有極好的耐腐蝕性能
由於聚四氟乙烯屬化學惰性材料,除高溫下的元素氟,熔融態鹼金屬、三氟化氯、六氟化鈾、全氟煤油外,幾乎可以在所有的介質中工作。
如:濃鹽酸、氫氟酸、硫酸、硝酸、磷酸、醋酸、草酸、苛性鈉、次氯酸鈉、萘、苯、二甲苯、丙酮、王水、氯氣、甲苯、各種有機溶劑等等。
2、抗結垢性好
由於聚四氟乙烯管的化學惰性、表面光滑性、繞曲性和高膨脹係數,使其傳熱面很難結垢,大大減少了設備維修次數,保證了相對穩定的傳熱係數和生產的長期運行。
3、壽命長久 綜合成本低
由於聚四氟乙烯中不含光敏基因,因而其具有優異的耐大氣老化性。在強腐蝕介質中其使用壽命是不鏽鋼的20至30倍,再加上免除了維修、事故停產所造成的損失,其綜合成本絕對低於其它冷凝器。
4、傳熱性能好
由於冷凝器採用的是薄壁管,能克服了聚四氟乙烯材料導熱係數低的缺點,使其總傳熱係數可達150—300(W/m2·K).
5、阻力小
由於F4的摩擦係數很小、粗糙度低、潤滑性能特好,因此流體在管束內的阻力比金屬管小