손끝에서 확인 가능한 사실: 열

2022년 8월 1일 | 작성자: Kapil Bathla, Eastman Chemical Co.

열 전달 유체(HTF)는 반응기, 오토클레이브, 증류탑, 리보일러, 혼합기 및 건조기를 포함한 공정 장비의 가열 및 냉각 기능을 제공합니다. HTF 시스템 설계는 시동 시 잔류 물과 작동 중 분해 생성물 모두에 대한 효과적인 시스템 환기를 제공해야 합니다.

새로운 HTF 시스템을 시운전할 때(그림 1), 가장 먼저 고려해야 할 사항은 물의 영향입니다. 새로운 시스템은 잔류 물로 인한 과도한 압력에 취약할 수 있습니다. 제조 중 또는 유지보수 후 현장에서 시스템에 대해 수행되는 정수압 테스트(누수 점검)가 일반적인 수원이 될 수 있습니다. 트랩 및 배관 높이 변화로 인해 완전한 물 제거가 방해받을 수 있습니다. 최고의 시스템 설계는 전략적으로 배치된 낮은 배수구를 향한 경사가 있는 배관 설치를 제공합니다. 물을 배수한 후 채우기 전에 배출 가스 이슬점이 –34 ~ –40°C에 도달할 때까지 시스템 회로를 통해 따뜻하고 건조한 공기(또는 N2)를 퍼지하여 시스템을 추가로 건조할 수 있습니다. 이는 수분이 적절하게 건조되었음을 나타냅니다. . 건조 과정에 세심한 주의를 기울이면 시동 시 의도한 높은 작동 온도에 도달하는 데 필요한 시간이 크게 줄어듭니다.

그림 1. 열 전달 유체 시스템은 시동 시 잔여 물과 작동 중 유체 분해 생성물을 배출해야 합니다.

순환하기 전에 시스템 내 HTF의 차가운 액체 수준이 적절한지 확인하십시오. 이는 일반적으로 팽창 탱크 액체 레벨 계측기로 표시됩니다(그림 1). 다음으로, 수분이 과잉될 수 있다고 가정하고 전체 배관 회로를 순환하면서 액체를 천천히 가열하십시오. 밸브 A는 닫혀 있고, 밸브 B와 C는 열려 있습니다. HTF는 팽창 탱크를 통해 순환되며 100°C 바로 위까지 가열됩니다. 이 온도로 인해 습기가 팽창 탱크의 증기 공간으로 유입됩니다. 밸브 E가 열려 있으면 불활성 가스가 유입되어 수증기가 하류의 증기 공간에서 캐치 탱크나 플레어 시스템으로 쓸려갑니다. 이 과정은 펌프 캐비테이션, 펌프 토출측의 불규칙한 유량, 팽창 탱크와 파이프의 덜거덕거리는 소리, 두드리는 소리, 끓는 소리 등 습기 증상이 가라앉을 때까지 계속됩니다.

HTF가 적절하게 건조된 것으로 간주되면 유체는 더 높은 작동 온도까지 계속 가열할 수 있어야 합니다. 정상 작동 중 일반적인 밸브 정렬은 밸브 A와 B가 열리고 밸브 C와 E가 닫히는 것입니다. 이러한 밸브 배치를 통해 팽창 탱크의 온도를 낮출 수 있으며(일반적으로 시스템 부피의 약 25%) 열 분해 속도는 무시할 수 있습니다.

작동 중에 HTF는 작동 온도가 특정 HTF에 대한 벌크 작동 최대값에 접근함에 따라 증가하는 속도로 악화되어 HTF의 상태와 구성을 변경합니다. 열 분해는 유체 점도를 증가시키고 코크스 또는 오염 침전물의 위험을 증가시키는 잠재적인 고형물 형성을 증가시키는 고비점 화합물과 유체의 점도를 낮추고 끓는점 범위보다 낮은 끓는점을 갖는 저비점 화합물의 형성을 초래합니다. HTF의. 또한, 저비등점 함량을 높이면 인화점이 45°C 이상 저하될 수 있습니다.

저 보일러는 일상적인 시스템 환기를 통해 관리할 수 있습니다. 시스템은 저비등점 농도가 유체 샘플 분석을 기반으로 권장 한계를 초과하는 경우에만 가장 잘 환기됩니다.

더 높은 온도가 필요하다는 점을 제외하고 새 시스템을 시운전할 때도 동일한 절차를 따릅니다. 많은 유기 HTF의 경우 배기 절차는 180~200°C 근처의 유체 온도에서 수행됩니다. 이 온도 범위는 HTF 성분의 상당한 손실을 초래하지 않고 제거를 위해 증기상으로 플래싱하고 열 전달 유체에서 저비점 물질을 분리하는 것을 지원합니다. 밸브 A가 닫히고 밸브 B와 C가 열리면 모든 유체가 팽창 탱크를 통해 흐릅니다. 이 공정은 팽창 탱크의 유체 온도를 높이고 저비점 분해 생성물의 분압을 증가시킵니다. 이를 통해 저비등점 물질이 증기상으로 플래시되고 밸브 E를 열어 제거할 수 있습니다. 불활성 가스를 사용하면 해당 증기를 액체 표면 전체와 배기 라인 밖으로 효율적으로 쓸어내서 응축할 수 있습니다. 그리고 폐기를 위해 수집됩니다.