Il-Kimika Li Tattakka Titanju
It-titanju jirreżisti l-ipoklorit tas-sodju permezz tal-formazzjoni ta 'film ta' ossidu passiv li huwa stabbli f'soluzzjonijiet newtrali u alkalini. Il-film huwa r-raġuni li t-titanju jaħdem tajjeb fis-servizz tal-bliċ f'temperatura moderata u konċentrazzjoni. Il-film jinqasam meta t-temperatura togħla 'l fuq minn 70 grad, meta l-konċentrazzjoni titla' 'l fuq minn 15%, jew meta l-pH tinżel taħt 9.
Ir-rata ta 'korrużjoni tat-titanju fis-servizz ipoklorit f'60 grad u 12% ipoklorit hija tipikament inqas minn 0.05 mm fis-sena. Fi 80 grad u 15% ipoklorit, ir-rata tiżdied għal 0.3-0.8 mm fis-sena. F'90 grad u 15% ipoklorit, ir-rata tista 'taqbeż 1.5 mm fis-sena.
Il-korrużjoni tipikament tibda fit-truf tat-tubu fejn il-veloċità tal-fluss hija baxxa u t-temperatura hija għolja, u fit-tubu-sa-ġonot tal-folji tat-tubu fejn il-ġeometrija tal-qsim tikkonċentra l-ispeċi korrużivi. Il-korrużjoni timmanifesta bħala pitting, li tippenetra l-ħajt tat-tubu u tikkawża tnixxija.
Il-Kimika Li Tattakka PTFE
PTFE huwa reżistenti għall-ipoklorit tas-sodju fil-konċentrazzjonijiet u temperaturi kollha fil-firxa tas-servizz tiegħu. Ir-rabtiet tal-karbonju-fluworin ma jiġux attakkati mill-ipoklorit jew mis-soda kawstika li tistabbilizza l-bliċ. Il-materjal ma jissaddadx, u l-ħajja tas-servizz hija determinata minn fatturi mekkaniċi aktar milli attakk kimiku.
L-uniku mekkaniżmu ta 'degradazzjoni għall-PTFE fis-servizz ta' l-ipoklorit huwa d-diffużjoni ta 'l-ipoklorit u l-kawstiku fir-reġjuni amorfu tal-polimeru. Id-diffużjoni hija bil-mod, u l-effett fuq il-proprjetajiet mekkaniċi huwa modest. Il-ħajja tas-servizz ta 'skambjatur tas-sħana PTFE f'servizz ipoklorit hija tipikament 12-18-il sena.
Id-distakk tal-konduttività termali
Il-konduttività termali tat-titanju hija ta 'madwar 22 W/m·K, meta mqabbla ma' 0.25 W/m·K għal PTFE. Il-proporzjon huwa bejn wieħed u ieħor 88:1.
Għal skambjatur tas-sħana li jwassal 40 kW fi 12% ipoklorit f'60 grad, unità tat-titanju teħtieġ madwar 3 m² ta 'erja tal-wiċċ, ibbażata fuq koeffiċjent ġenerali ta' trasferiment tas-sħana ta '800 W/m²·K u differenza fit-temperatura medja log ta' 17 grad. Unità PTFE għall-istess dmir teħtieġ madwar 12 m² ta 'erja tal-wiċċ, ibbażata fuq koeffiċjent ġenerali ta' 200 W/m·K u l-istess differenza fit-temperatura.
L-unità PTFE hija 4 darbiet akbar mill-unità tat-titanju. Id-daqs akbar iżid l-ispiża kapitali, l-ispazju tal-art, u l-volum tal-fluwidu. Il-fluss tas-sħana aktar baxx inaqqas it-temperatura tal-ħajt tat-tubu, li hija ta 'benefiċċju għall-proċess, iżda l-erja tal-wiċċ akbar tipprovdi wkoll aktar wiċċ għal depożiti u teħtieġ aktar ħin biex tnaddaf.
Il-Problema tad-Dekompożizzjoni f'Temperatura Elevata
L-ipoklorit tas-sodju jiddekomponi b'rata li tiżdied mat-temperatura. F'60 grad, ir-rata ta 'dekompożizzjoni hija madwar 2% kuljum. F'70 grad, ir-rata hija madwar 5% kuljum. Fi 80 grad, ir-rata hija madwar 10% kuljum. Id-dekompożizzjoni tiġġenera gass tal-kloru u aċidu idrokloriku, li huma korrużivi għaż-żewġ materjali.
Ir-rata ta 'dekompożizzjoni tillimita t-temperatura operattiva prattika kemm għat-titanju kif ukoll għall-PTFE. F'temperaturi 'l fuq minn 70 grad, ir-rata ta' dekompożizzjoni hija għolja biżżejjed li l-konċentrazzjoni ta 'ipoklorit trid tiġi mimlija kontinwament, u l-gass tal-kloru għandu jiġi ventilat. L-għażla tal-materjal għandha tqis il-gass tal-kloru u l-prodotti tad-dekompożizzjoni.
It-titanju huwa partikolarment suxxettibbli għall-aċidu idrokloriku li huwa ġġenerat mid-dekompożizzjoni. L-aċidu jbaxxi l-pH u jaċċellera l-korrużjoni tat-titanju. Il-PTFE huwa reżistenti għall-aċidu idrokloriku u l-gass tal-kloru, għalhekk id-dekompożizzjoni ma taffettwax il-ħajja tas-servizz tal-PTFE.
Tqabbil taż-Żewġ Materjali fis-Servizz tal-Bliċ tal-Ipoklorit
It-tabella li ġejja tiġbor fil-qosor il-prestazzjoni u l-karatteristiċi tal-ispiża ta 'skambjaturi tas-sħana PTFE u titanju f'servizz ta' bliċ ta 'ipoklorit f'60 grad bi 12% ipoklorit tas-sodju.
| Karatteristiku | Skambjatur tas-Sħana tat-titanju | Skambjatur tas-Sħana PTFE | Vantaġġ |
|---|---|---|---|
| Konduttività termali | 22 W/m·K | 0.25 W/m·K | Titanju |
| Koeffiċjent ġenerali tat-trasferiment tas-sħana | 800 W/m²·K | 200 W/m²·K | Titanju |
| Erja tal-wiċċ meħtieġa għal 40 kW | 3 m² | 12 m² | Titanju |
| Reżistenza kimika għal 12% ipoklorit f'60 grad | Eċċellenti | Eċċellenti | Indaqs |
| Reżistenza kimika għal 15% ipoklorit fi 80 grad | Miskin | Eċċellenti | PTFE |
| Reżistenza kimika għall-gass tal-kloru | Moderat | Eċċellenti | PTFE |
| Temperatura massima operattiva | 70 grad (prattiku) | 260 grad | PTFE |
| Saħħa mekkanika | Għoli | Moderat | Titanju |
| Reżistenza għal xokk termali | Moderat | Għoli | PTFE |
| Tiswija | Limited | Tajjeb | PTFE |
| Ħajja tas-servizz fis-servizz ipoklorit | 5–8 snin | 12–18-il sena | PTFE |
| Spiża kapitali għal dazju ta' 40 kW | $32,000 | $34,000 | Titanju |
| Spiża ta 'installazzjoni | $4,000 | $3,500 | PTFE |
| Spiża ta 'manutenzjoni annwali | $4,000 | $1,500 | PTFE |
| Spiża totali ta' ħames-snin | $76,000 | $55,500 | PTFE |
Il-valuri tal-ispiża totali ta' ħames-snin jassumu valur ta' produzzjoni ta' $600 fis-siegħa u jinkludu l-ispiża kapitali, l-ispiża tal-installazzjoni, u l-ispiża tal-manutenzjoni fuq ħames snin.
Meta Titanju Huwa l-Għażla Aħjar
It-titanju huwa l-aħjar għażla f'diversi applikazzjonijiet speċifiċi.
Servizz ta'-temperatura baxxa.F'temperaturi taħt il-50 grad, it-titanju jirreżisti l-ipoklorit mingħajr diffikultà, u l-konduttività termali ogħla tnaqqas l-erja tal-wiċċ meħtieġa u l-ispiża kapitali.
Servizz ta'-konċentrazzjoni baxxa.F'konċentrazzjonijiet taħt l-10%, it-titanju jirreżisti l-ipoklorit f'temperaturi sa 60 grad, u l-konduttività termali ogħla tnaqqas l-erja tal-wiċċ meħtieġa.
Installazzjonijiet-kostretti fl-ispazju.Meta l-ispazju disponibbli huwa limitat ħafna, l-unità iżgħar tat-titanju tista 'tkun l-unika għażla fattibbli. L-unità PTFE tkun teħtieġ 4 darbiet l-erja tal-wiċċ, li tista 'ma taqbilx fl-ispazju disponibbli.
Servizz ta'-pressjoni għolja.It-titanju għandu saħħa mekkanika ogħla minn PTFE u jista 'jiflaħ pressjonijiet ogħla. Għal servizz ta 'ipoklorit fi pressjonijiet 'il fuq minn 10 bar, it-titanju jista' jkun l-unika għażla vijabbli.
Meta PTFE Huwa l-Għażla Aħjar
PTFE huwa l-aħjar għażla f'diversi applikazzjonijiet speċifiċi.
Servizz ta'-temperatura għolja.F'temperaturi 'l fuq minn 60 grad, PTFE jirreżisti l-prodotti tad-dekompożizzjoni aħjar mit-titanju, u l-ħajja tas-servizz hija itwal.
Servizz ta'-konċentrazzjoni għolja.F'konċentrazzjonijiet 'il fuq minn 12%, PTFE jirreżisti l-ipoklorit u l-kawstiku aħjar mit-titanju.
Espożizzjoni tal-gass tal-kloru.Jekk id-dekompożizzjoni tiġġenera gass tal-kloru, PTFE jirreżisti l-gass aħjar mit-titanju.
Servizz ta’ ċikliżmu termali.PTFE għandu reżistenza għal xokk termali ogħla mit-titanju, li jagħmilha adattata għal servizz b'bidliet frekwenti fit-temperatura.
Rekwiżit ta 'ħajja twila ta' servizz.Meta l-iskambjatur tas-sħana huwa mistenni li jkollu ħajja ta 'servizz ta' 10 snin jew aktar, PTFE huwa l-aħjar għażla minħabba li jirreżisti l-attakk kimiku fuq perjodu itwal.
Karatteristiċi tad-disinn li jestendu l-ħajja tas-servizz
Diversi karatteristiċi tad-disinn jestendu l-ħajja tas-servizz kemm ta 'skambjaturi tas-sħana PTFE kif ukoll tat-titanju fis-servizz tal-bliċ tal-ipoklorit.
Temperatura operattiva aktar baxxa.It-tnaqqis tat-temperatura operattiva minn 70 grad għal 50 grad inaqqas ir-rata ta 'dekompożizzjoni u l-attakk kimiku fuq il-materjal tal-iskambjatur tas-sħana.
Konċentrazzjoni aktar baxxa.It-tnaqqis tal-konċentrazzjoni ta 'ipoklorit minn 15% għal 10% inaqqas l-attakk kimiku u r-rata ta' dekompożizzjoni.
Kontroll tal-pH.Iż-żamma tal-pH 'il fuq minn 10 tnaqqas il-korrużjoni tat-titanju u d-dekompożizzjoni tal-ipoklorit.
Kontroll tal-veloċità tal-fluss.Iż-żamma ta 'veloċità tal-fluss moderata tnaqqas il-ħxuna tas-saff tal-konfini u l-konċentrazzjoni ta' prodotti ta 'dekompożizzjoni fil-wiċċ tat-tubu.
Dispożizzjonijiet ta' tindif-post.Konnessjonijiet għall-provvista u r-ritorn tas-soluzzjoni tat-tindif jippermettu li l-iskambjatur tas-sħana jitnaddaf mingħajr żarmar, li jnaqqas il-ħin ta 'waqfien u t-telf tal-produzzjoni.
Parametri tal-Ispeċifikazzjoni għas-Servizz tal-Bliċ tal-Ipoklorit
L-inġiniera tat-tagħmir li jevalwaw l-iskambjaturi tas-sħana PTFE u titanju għas-servizz tal-bliċ tal-ipoklorit għandhom jikkonfermaw il-parametri li ġejjin mal-fornitur.
Konċentrazzjoni ta' ipoklorit.Speċifika l-konċentrazzjoni massima u l-firxa mistennija.
Temperatura operattiva.Speċifika t-temperatura operattiva massima u l-profil tat-temperatura mistenni.
pH.Speċifika l-firxa tal-pH u l-metodu ta 'kontroll.
Pressjoni operattiva.Speċifika l-pressjoni operattiva massima.
Tagħbija tas-sħana u erja tal-wiċċ.Speċifika t-tagħbija tas-sħana u l-erja tal-wiċċ meħtieġa għal kull għażla materjali.
Rata ta' dekompożizzjoni.Speċifika r-rata ta' dekompożizzjoni mistennija u r-rata tal-ġenerazzjoni tal-gass tal-kloru.
Limitazzjonijiet tal-ispazju.Speċifika l-ispazju disponibbli u l-footprint massimu permissibbli.
Rekwiżit tal-ħajja tas-servizz.Speċifika l-ħajja tas-servizz mistennija u l-iskeda ta 'sostituzzjoni.
Tqabbil tal-Għażla tal-Materjal mal-Kundizzjonijiet tas-Servizz tal-Ipoklorit
L-għażla bejn l-iskambjaturi tas-sħana PTFE u tat-titanju fis-servizz tal-bliċ tal-ipoklorit tiddependi fuq it-temperatura, il-konċentrazzjoni, il-pH, u r-rekwiżit tal-ħajja tas-servizz. It-titanju għandu konduttività termali ogħla u jeħtieġ inqas erja tal-wiċċ, iżda huwa suxxettibbli għall-korrużjoni f'temperatura elevata u konċentrazzjoni għolja. PTFE għandu konduttività termali aktar baxxa u jeħtieġ aktar erja tal-wiċċ, iżda huwa reżistenti għall-ipoklorit fil-konċentrazzjonijiet u temperaturi kollha.
Id-deċiżjoni tal-għażla għandha tkun ibbażata fuq analiżi speċifika tal-faċilità-li tinkorpora l-ispiża kapitali, l-ispiża tal-manutenzjoni, u l-espożizzjoni għat-telf tal-produzzjoni. Mudell ta’ spreadsheet sempliċi b’dawn il-komponenti tal-ispiża jipprovdi l-informazzjoni meħtieġa biex tieħu d-deċiżjoni.
Għall-faċilitajiet tas-servizz tal-bliċ tal-ipoklorit li jevalwaw l-għażliet tal-iskambjatur tas-sħana, l-għażla tal-materjal għandha tkun ibbażata fuq l-ispiża totali tas-sjieda matul il-ħajja tas-servizz mistennija, mhux biss l-ispiża kapitali jew il-prestazzjoni termali. Unità tat-titanju bi spiża kapitali aktar baxxa jista 'jkollha spiża tul il-ħajja ogħla jekk teħtieġ sostituzzjoni frekwenti.
L-inġiniera tat-tagħmir u l-ispeċjalisti tal-akkwist li jevalwaw l-ispeċifikazzjonijiet tal-iskambjatur tas-sħana PTFE għal bliċ tal-ipoklorit jew servizz ieħor ossidanti jistgħu jitolbu reviżjoni tad-disinn li tkopri l-konċentrazzjoni tal-ipoklorit, it-temperatura operattiva, il-pH, il-pressjoni operattiva u r-rekwiżiti tal-ħajja tas-servizz biex jikkonfermaw li l-għażla tal-materjal hija mqabbla mal-kundizzjonijiet attwali tas-servizz u l-istruttura tal-ispiża tal-faċilità.
