Dew Point Corrosion sa Flue Gas Heat Recovery: Pagpili ng Materyal para sa Platular Heat Exchanger

Ang pagbawi ng init ng flue gas ay nagpapabuti sa kahusayan ng enerhiya sa industriya sa pamamagitan ng pagbabawas ng paggamit ng gasolina at temperatura ng tambutso, ngunit pinatataas ng operasyon sa mababang temperatura ang panganib ng flue gas dew point corrosion , lalo na sa mga gas na naglalaman ng sulfur, chlorides, moisture, alikabok, biomass exhaust, waste gas, o chemical process emissions. Para sa mga Platular heat exchanger, o welded gas plate heat exchanger, ang panganib na ito ay dapat na masuri nang maaga dahil ang mga compact welded plate channel ay maaaring lumikha ng mga lokal na malamig na ibabaw. Kung ang temperatura ng metal na pader ay bumaba sa ibaba ng acid dew point, maaaring mabuo ang sulfuric acid, hydrochloric acid, o iba pang acidic condensate at magdulot ng mabilis na kaagnasan.

Key Takeaway

●  Nagsisimula ang acid condensation sa ibaba ng acid dew point.

●  Ang pinakamababang temperatura sa dingding ay mas mahalaga kaysa sa karaniwang temperatura ng gas.

●  SO₃, HCl, HF, moisture, oxygen, alikabok, at mga deposito ay nagpapataas ng panganib sa kaagnasan.

●  Ang mga cold-end plate, welds, at low-flow na lugar ay mga pangunahing risk zone.

●  Ang pagpili ng materyal ay dapat tumugma sa gas chemistry at condensate na kalubhaan.

●  Ang 316L, duplex steel, high-alloy steel, at nickel alloy ay umaangkop sa iba't ibang panganib.

●  Ang pagkontrol sa temperatura sa dingding ay kasinghalaga ng materyal na lumalaban sa kaagnasan.

●  Ang espasyo ng plato, pamamahagi ng daloy, drainage, at access sa paglilinis ay nakakaapekto sa buhay ng serbisyo.

●  Karaniwang kinakailangan ang customized na disenyo para sa pagbawi ng corrosive flue gas.

 

Ano ang Flue Gas Dew Point Corrosion?

Paano Nabubuo ang Acid Dew Point sa Flue Gas

Ang flue gas dew point corrosion ay nangyayari kapag ang acidic na singaw sa flue gas ay namumuo sa mga metal na ibabaw at bumubuo ng isang corrosive liquid film. Sa sulfur-bearing combustion system, ang sulfur ay pangunahing na-convert sa SO₂, at ang bahagi nito ay maaaring mag-oxidize sa SO₃. Kapag ang SO₃ ay tumutugon sa singaw ng tubig, nabubuo ang singaw ng sulfuric acid at maaaring mag-condense sa isang temperatura na mas mataas kaysa sa normal na water dew point.

Sa chloride-containing exhaust, ang hydrochloric acid ay maaari ding umiral bilang singaw o condensate. Kapag magkasamang umiral ang HCl, HF, SO₃, at singaw ng tubig, ang condensate ay maaaring maging lubhang acidic at kinakaing unti-unti sa carbon steel at kahit ilang hindi kinakalawang na asero. Samakatuwid, ang acid dew point ay dapat suriin batay sa aktwal na komposisyon ng flue gas, hindi lamang ang nilalaman ng singaw ng tubig.

Bakit Hindi Sapat ang Average na Temperatura ng Gas

Ang isang heat recovery system ay maaaring magmukhang ligtas kapag ang average na flue gas outlet ay mas mataas sa acid dew point, ngunit ang kaagnasan ay kinokontrol ng aktwal na temperatura sa ibabaw ng metal. Sa mga compact welded plate exchanger, ang temperatura ng plate wall ay maaaring mas mababa kaysa sa bulk na temperatura ng gas, lalo na malapit sa malamig na dulo o mga lugar na malakas na pinalamig ng malamig na bahagi ng gas.

Kabilang sa mga vulnerable na lugar ang mga cold-end plate, inlet corner, flow maldistribution zone, low-velocity passage, at mga surface na malapit sa cold air channel. Ang pagpapatakbo ng mababang-load, mga kondisyon ng taglamig, labis na daloy ng malamig na bahagi, pagsisimula, at pag-shutdown ay maaaring higit pang magpababa sa temperatura ng dingding. Samakatuwid, ang pagsusuri ay dapat tumuon sa pinakamababang temperatura ng dingding ng plato sa ilalim ng parehong normal at lumilipas na mga kondisyon.

Mga Karaniwang Pattern ng Pinsala

Mga tipikal na palatandaan ng Ang flue gas dew point corrosion ay kinabibilangan ng pitting, pagnipis ng dingding, pagbubutas ng plato, mga acidic na deposito, pagtagas, at pagtaas ng pagbaba ng presyon mula sa mga produktong corrosion o fouling. Ang localized pitting ay lalong mapanganib para sa manipis na heat transfer plates dahil maaari itong tumagos sa dingding nang mas mabilis kaysa sa pare-parehong kaagnasan.

Sa Platular heat exchangers, weld seams, plate edges, cold-end zones, drainage point, at deposit-covered area ay nangangailangan ng espesyal na inspeksyon. Ang acid condensate ay maaaring ma-trap sa mga siwang o sa ilalim ng mga deposito, na magdulot ng mahabang acid-metal contact at malubhang under-deposit o crevice corrosion.

Bakit Kailangan ng Mga Platular Heat Exchanger ng Espesyal na Atensyon

Compact Welded Plate Structure

Ang isang Platular heat exchanger ay gumagamit ng mga welded metal plate upang bumuo ng mga gas channel, na nagbibigay-daan sa mahusay na gas-to-gas na paglipat ng init sa pamamagitan ng manipis na mga dingding ng plato. Ang compact na istraktura na ito ay nagpapabuti ng kahusayan sa pagbawi ng init at binabawasan ang laki ng kagamitan, na ginagawa itong angkop para sa pagbawi ng init ng basura sa industriya. Gayunpaman, ang malakas na paglamig sa malamig na bahagi ay maaaring magpababa ng lokal na temperatura ng pader sa ibaba ng acid dew point, kaya ang kahusayan ay dapat na balanse sa proteksyon ng kaagnasan.

Welded Construction at Corrosion Sensitivity

Ang Prandtl gas plate heat exchangers ay gumagamit ng all-welded construction at pressure testing para matiyak ang pangmatagalang sealing sa pagitan ng mga gas stream. Sa mga kondisyon ng acid dew point, kritikal ang kalidad ng weld at compatibility ng materyal dahil ang mga weld toes, heat-affected zones, corners, at plate edges ay maaaring unang mag-corrode. Dapat isaalang-alang ng disenyo ang batayang materyal, mga consumable sa welding, mga pamamaraan ng welding, kondisyon sa ibabaw, mga pamamaraan ng inspeksyon, pamamahagi ng temperatura, at condensate drainage.

Thermal Expansion at Structural Reliability

Ang mataas na temperatura ng gas heat recovery equipment ay dapat makatiis sa thermal expansion, thermal stress, at paulit-ulit na pagbabago sa pagkarga. Isinasaalang-alang ng disenyo ng heat exchanger ng gas plate ng Prandtl ang pagiging maaasahan ng istruktura sa ilalim ng serbisyong may mataas na temperatura upang mabawasan ang mga panganib sa pagpapapangit, pagkapagod sa pagwelding, at pagtagas. Sa dew point corrosion application, corrosion-resistant materials, structural flexibility, tamang suporta, at kontroladong operasyon ay kailangan dahil ang corrosion at stress ay maaaring magpabilis ng pinsala nang magkasama.

Fouling at Under-Deposit Corrosion

Maaaring maipon ang alikabok, abo, soot, catalyst powder, mga asin, at malagkit na particle sa mga ibabaw ng heat transfer at sumipsip ng acidic na condensate. Ang mga deposito na ito ay maaaring panatilihing basa ang metal at lumikha ng isang kinakaing unti-unti na microenvironment kahit na tumaas ang temperatura ng gas sa ibabaw ng dew point. Samakatuwid, ang spacing ng plate, bilis ng gas, pagbaba ng presyon, access sa paglilinis, at mga katangian ng fouling ay dapat na i-optimize ayon sa pag-load ng alikabok, mga katangian ng particle, panganib sa kaagnasan, at mga kondisyon ng pagpapanatili.

 

Mga Panganib na Lugar sa Platular Heat Exchanger

 

Mga Pangunahing Salik na Nakakaapekto sa Flue Gas Dew Point Corrosion

Komposisyon ng Tambutso ng Gas

Ang kalubhaan ng flue gas dew point corrosion ay depende sa SO₂, SO₃, HCl, HF, water vapor, oxygen, NOₓ, alikabok, alkali salts, at iba pang bahagi ng proseso. Pangunahing nakakaapekto ang SO₃ sa sulfuric acid dew point, habang ang HCl at chloride salts ay nagpapataas ng mga panganib ng pitting at crevice corrosion, lalo na sa mga stainless steel. Samakatuwid, ang pagpili ng materyal ay dapat na nakabatay sa nasusukat o mapagkakatiwalaang tinantyang komposisyon ng gas.

Temperatura sa Ibabaw ng Metal

Nagsisimula ang kaagnasan ng flue gas dew point kapag bumaba ang temperatura sa ibabaw ng metal sa ibaba ng acid dew point at nabubuo ang acidic condensate. Dapat suriin ng isang ligtas na disenyo ang pinakamababang temperatura sa dingding, lalo na sa mga cold-end plate ng Platular heat exchanger, sa halip na suriin lamang ang mga temperatura ng inlet at outlet ng gas. Ang mababang load, mataas na daloy ng malamig na bahagi, pagpapatakbo sa taglamig, pagsisimula, at pagsara ay maaaring mangailangan ng margin ng temperatura, bypass, unti-unting pagbawi, kontrol sa daloy, o preheating.

Daloy ng Gas at Mga Deposito

Ang daloy ng gas ay nakakaapekto sa paglipat ng init, pagbaba ng presyon, fouling, pagguho, at kaagnasan. Ang mababang bilis ay maaaring maging sanhi ng pag-aayos ng alikabok at pagpapanatili ng acid, habang ang sobrang bilis ay maaaring magpapataas ng pagguho at lakas ng fan. Dapat na i-optimize ang pamamahagi ng daloy, disenyo ng header, guide plate, at inlet/outlet configuration para maiwasan ang mga overcooled na zone at mga lugar na mababa ang daloy ng deposito.

Mga Kundisyon sa Paglilinis at Pagpapanatili

Ang mga kondisyon ng pagpapanatili ay direktang nakakaimpluwensya sa pagkontrol ng kaagnasan dahil ang mga acidic na deposito ay maaaring magdulot ng maagang pagkabigo kahit na sa mga haluang metal na lumalaban sa kaagnasan. Ang mga inspeksyon na pinto, paglilinis ng mga port, drainage point, soot removal method, at accessible duct arrangement ay dapat isaalang-alang sa yugto ng layout. Kung maikli ang oras ng pagsasara o limitado ang pag-access, dapat bigyang-diin ng disenyo ang pag-iwas sa fouling, mas madaling paglilinis, at mas konserbatibong pagpili ng materyal.

Talahanayan ng Paghahambing ng Materyal

 

Disenyo ng mga Istratehiya upang Bawasan ang Panganib sa Kaagnasan

Panatilihin ang Mga Kritikal na Ibabaw sa Acid Dew Point

Ang pinaka-epektibong paraan upang mabawasan ang kaagnasan ay panatilihin ang mga kritikal na ibabaw ng metal sa itaas ng acid dew point. Ang acid dew point at ang pinakamababang temperatura sa dingding ng plato ay dapat na suriin nang magkasama sa panahon ng thermal design, dahil ang tuluy-tuloy na acidic condensate ay maaari pa ring makapinsala sa mga high-grade na haluang metal. Kung masyadong mababa ang temperatura ng outlet, maaaring kailanganin ang bypass control, staged recovery, adjusted cold-side flow, recirculation, o minimum temperature control.

I-optimize ang Plate Spacing at Gas Velocity

Naaapektuhan ng plate spacing ang heat transfer, pressure drop, fouling, at paglilinis. Ang mga makitid na channel ay nagpapabuti sa paglipat ng init at pagiging compact ngunit maaaring tumaas ang panganib ng pagbara, habang ang mas malawak na mga channel ay nagpapabuti sa pagpapahintulot sa fouling ngunit nangangailangan ng mas maraming lugar ng paglipat ng init. Ang Prandtl gas plate heat exchangers ay maaaring ipasadya upang balansehin ang kahusayan sa pagbawi ng init, pagkontrol ng fouling, pagbaba ng presyon, at proteksyon ng kaagnasan.

Pagbutihin ang Pamamahagi ng Daloy

Ang mahusay na pamamahagi ng daloy ay nakakatulong na mapanatili ang pare-parehong temperatura at mabawasan ang panganib ng kaagnasan. Ang hindi pantay na pamamahagi ng gas ay maaaring lumikha ng mga overcooled na channel o low-velocity fouling zone kung saan nag-iipon ang condensate at mga deposito. Ang mga kaayusan sa daloy tulad ng U-type, W-type, S-type, I-type, L-type, o customized na mga istraktura ay maaaring piliin ayon sa duct layout at mga pangangailangan sa proseso.

Magbigay ng Access sa Paglilinis, Drainage, at Inspeksyon

Ang acidic condensate at mga deposito ay hindi dapat manatili sa loob ng exchanger sa mahabang panahon. Ang mga drainage point, mga bakanteng inspeksyon, naaalis na mga seksyon ng duct, at mga angkop na paraan ng paglilinis ay dapat isaalang-alang sa yugto ng layout. Para sa maalikabok o kinakaing gas, ang istraktura at materyal ng exchanger ay dapat tumugma sa nakaplanong paraan ng paglilinis, tulad ng manu-manong paglilinis, pag-ihip ng soot, pagpintig ng hangin, o paghuhugas ng tubig.

Kontrolin ang Mga Kundisyon ng Start-Up at Shutdown

Ang pagsisimula at pag-shutdown ay madalas na ang pinaka-nakakaagnas na mga panahon dahil ang malamig na metal o mga cooling surface ay maaaring magsulong ng acid condensation. Ang mga pamamaraan sa pagpapatakbo ay dapat magsama ng kinokontrol na pag-init, pagpapatuyo ng pagpapatuyo, pagpapatuyo ng condensate, at pag-iwas sa mahabang basa na mga stagnant period. Sa ilang mga sistema, ang corrosive flue gas ay dapat na i-bypass hanggang ang exchanger ay umabot sa isang ligtas na temperatura.

 

Konklusyon

Ang flue gas dew point corrosion ay isang malaking panganib sa mababang temperatura na pagbawi ng init ng flue gas. Ang acid condensate ay maaaring umatake sa mga heat transfer plate, welds, ducts, drainage area, at cold-end surface, lalo na kapag naroroon ang SO₃, HCl, HF, moisture, dust, at deposito.

Para sa mga Platular heat exchanger, ang mapagkakatiwalaang pagpili ng materyal ay nangangailangan ng pagsusuri ng acid dew point, pinakamababang kontrol sa temperatura sa dingding, pag-optimize ng pamamahagi ng daloy, pamamahala ng fouling, pagsusuri ng pagbaba ng presyon, pag-access sa paglilinis, disenyo ng drainage, at kontrol sa operating procedure.

Ang carbon steel, 304, 316L, duplex na hindi kinakalawang na asero, high-alloy na hindi kinakalawang na asero, nickel-based na mga alloy, at mga protective coating ay may mga limitasyon sa paggamit. Ang tamang pagpipilian ay depende sa totoong komposisyon ng flue gas, kalubhaan ng condensate, temperatura ng pagpapatakbo, mga kondisyon ng pagpapanatili, at gastos sa lifecycle. Ang Nanjing Prandtl Heat Exchange Equipment Co., Ltd. ay maaaring magbigay ng customized na gas plate heat exchanger solutions batay sa aktwal na data ng proseso para sa ligtas, mahusay, at pangmatagalang operasyon.

 

FAQ

Ano ang nagiging sanhi ng kaagnasan ng flue gas dew point?

Ang kaagnasan ng flue gas dew point ay sanhi ng acidic vapors na namumuo sa mga metal na ibabaw kapag bumaba ang temperatura sa ibabaw sa ibaba ng acid dew point. Kasama sa mga karaniwang condensate ang sulfuric acid mula sa SO₃ at water vapor, at hydrochloric acid mula sa chloride-containing gas.

Aling materyal ang pinakamainam para sa flue gas dew point corrosion?

Walang unibersal na pinakamahusay na materyal. Ang 316L ay maaaring umangkop sa katamtamang serbisyo, ang duplex o high-alloy na hindi kinakalawang na asero ay maaaring umangkop sa mas malakas na chloride o pinaghalong acid exposure, at ang mga nickel-based na haluang metal ay maaaring kailanganin para sa malubhang kondisyon ng condensate.

Maaari bang ganap na maiwasan ng hindi kinakalawang na asero ang dew point corrosion?

Hindi. Ang hindi kinakalawang na asero ay maaaring mabawasan ang panganib ng kaagnasan, ngunit ang mga chlorides, low-pH condensate, sulfuric acid, mga siwang, deposito, at mababang temperatura ng pader ay maaari pa ring magdulot ng pitting o crevice corrosion.