Id-Differenza Molekulari Li Tmexxi d-Differenza tar-Reżistenza
Id-differenza bejn il-PTFE u l-PVDF tinsab fil-bonds tal-karbonju-idroġenu. PVDF huwa kopolimeru tal-fluworidu tal-viniliden, u l-istruttura molekulari tiegħu fiha bonds tal-karbonju-idroġenu li mhumiex preżenti fil-PTFE. Ir-rabta tal-karbonju-idroġenu hija aktar dgħajfa mir-rabta tal-karbonju-fluworin, u hija s-sit fejn jibda l-attakk tal-ossidazzjoni.
Il-PTFE għandu sinsla tal-karbonju kompletament fluworinat mingħajr bonds tal-karbonju-idroġenu. Ir-rabta tal-karbonju-fluworin hija waħda mill-aktar b'saħħithom fil-kimika organika, b'enerġija ta' rabta ta' madwar 485 kJ/mol. L-aċidi ossidanti m'għandhomx biżżejjed enerġija biex jiksru din ir-rabta f'temperaturi taħt il-260 grad.
Il-PVDF għandu bonds tal-karbonju-idroġenu b'enerġija ta' bond ta' madwar 413 kJ/mol. Id-differenza hija bejn wieħed u ieħor 15%, iżda l-effett prattiku fuq ir-reżistenza għall-ossidazzjoni huwa ħafna akbar. L-attakk ta' ossidazzjoni fuq PVDF jibda fir-rabta tal-karbonju-idroġenu, u d-degradazzjoni tippropaga tul il-katina tal-polimer. Ir-rata ta 'ossidazzjoni tiżdied mat-temperatura u mal-konċentrazzjoni ta' l-aċidu ossidanti.
Il-Paragun tar-Reżistenza għall-Aċidu Ossidanti
Ir-reżistenza ta 'PTFE u PVDF għal aċidi ossidanti tiddependi fuq l-aċidu speċifiku, il-konċentrazzjoni, u t-temperatura.
Aċidu nitriku.PTFE jirreżisti l-aċidu nitriku f'konċentrazzjonijiet sa 70% u temperaturi sa 200 grad. PVDF jirreżisti l-aċidu nitriku f'konċentrazzjonijiet sa 50% u temperaturi sa 100 grad. Fuq dawn il-limiti, il-PVDF jiġi attakkat, u l-materjal jiddegrada.
Aċidu kromiku.PTFE jirreżisti l-aċidu kromiku f'konċentrazzjonijiet sa 50% u temperaturi sa 150 grad. PVDF jirreżisti l-aċidu kromiku f'konċentrazzjonijiet sa 30% u temperaturi sa 80 grad. 'l fuq minn dawn il-limiti, il-PVDF jiġi attakkat, u l-materjal scolor u jitfarrak.
Aċidu perkloriku.PTFE jirreżisti l-aċidu perkloriku f'konċentrazzjonijiet sa 70% u temperaturi sa 150 grad. PVDF jirreżisti l-aċidu perkloriku f'konċentrazzjonijiet sa 30% u temperaturi sa 60 grad. L-aċidu perkloriku huwa partikolarment aggressiv għall-PVDF minħabba l-potenzjal ossidanti qawwi tiegħu.
Perossidu tal-idroġenu.PTFE jirreżisti l-perossidu tal-idroġenu f'konċentrazzjonijiet sa 50% u temperaturi sa 100 grad. PVDF jirreżisti l-perossidu tal-idroġenu f'konċentrazzjonijiet sa 30% u temperaturi sa 60 grad. Id-dekompożizzjoni tal-perossidu tal-idroġenu tiġġenera radikali tal-ossiġnu li jattakkaw il-PVDF.
Il-Paragun tal-Konduttività Termali
PTFE u PVDF għandhom konduttività termali simili. PTFE għandu konduttività ta '0.25 W/m·K, u PVDF għandu konduttività ta' 0.19 W/m·K. Id-differenza hija żgħira, u ma taffettwax b'mod sinifikanti l-erja tal-wiċċ meħtieġa għal tagħbija tas-sħana partikolari.
Il-koeffiċjent ġenerali tat-trasferiment tas-sħana għaż-żewġ materjali huwa ddominat mir-reżistenzi tal-film tal-fluwidu, mhux mir-reżistenza tal-ħajt. F'servizz likwidu-għa-likwidu, il-koeffiċjent ġenerali għal skambjatur tas-sħana PTFE huwa tipikament 200-300 W/m²·K, u l-koeffiċjent għal skambjatur tas-sħana PVDF huwa tipikament 180-280 W/m²·K. Id-differenza hija inqas minn 10%, li hija fi ħdan l-inċertezza tal-kalkolu tat-trasferiment tas-sħana.
Il-paragun tal-konduttività termali għalhekk ma jiffavorixxi l-ebda materjal b'mod sinifikanti. L-għażla għandha tkun ibbażata fuq il-kompatibilità kimika u l-proprjetajiet mekkaniċi.
Tqabbil taż-Żewġ Materjali fis-Servizz ta 'Aċidu Ossidanti
It-tabella li ġejja tiġbor fil-qosor il-prestazzjoni u l-karatteristiċi tal-ispiża tal-iskambjaturi tas-sħana PTFE u PVDF f'servizz tal-aċidu ossidanti f'60 grad b'30% aċidu nitriku.
| Karatteristiku | Skambjatur tas-Sħana PTFE | Skambjatur tas-Sħana PVDF | Vantaġġ |
|---|---|---|---|
| Konduttività termali | 0.25 W/m·K | 0.19 W/m·K | PTFE |
| Koeffiċjent ġenerali tat-trasferiment tas-sħana | 250 W/m²·K | 230 W/m²·K | PTFE |
| Temperatura massima operattiva | 260 grad | 150 grad | PTFE |
| Limitu tar-reżistenza tal-aċidu nitriku | 70% f'200 grad | 50% f'100 grad | PTFE |
| Limitu tar-reżistenza għall-aċidu kromiku | 50% f'150 grad | 30% fi 80 grad | PTFE |
| Limitu tar-reżistenza tal-aċidu perkloriku | 70% f'150 grad | 30% f'60 grad | PTFE |
| Limitu tar-reżistenza tal-perossidu tal-idroġenu | 50% f'100 grad | 30% f'60 grad | PTFE |
| Saħħa mekkanika | Moderat | Għoli | PVDF |
| Pressjoni operattiva massima | 0.5 MPa | 1.0 MPa | PVDF |
| Ħajja ta 'servizz fis-servizz ta' l-aċidu ossidanti | 12–18-il sena | 5–8 snin | PTFE |
| Spiża kapitali għal dazju ta' 30 kW | $28,000 | $19,000 | PVDF |
| Spiża ta 'installazzjoni | $3,000 | $3,000 | Indaqs |
| Spiża ta 'manutenzjoni annwali | $1,500 | $3,500 | PTFE |
| Spiża totali ta' ħames-snin | $47,500 | $53,000 | PTFE |
Il-valuri tal-ispiża totali ta' ħames-snin jassumu valur ta' produzzjoni ta' $500 fis-siegħa u jinkludu l-ispiża kapitali, l-ispiża tal-installazzjoni, u l-ispiża tal-manutenzjoni fuq ħames snin.
Meta PVDF Huwa l-Għażla Aħjar
PVDF huwa l-aħjar għażla f'diversi applikazzjonijiet speċifiċi.
Servizz ta'-temperatura baxxa.F'temperaturi taħt l-40 grad, il-PVDF jirreżisti l-biċċa l-kbira tal-aċidi ossidanti mingħajr diffikultà, u l-ispiża kapitali aktar baxxa tiffavorixxi l-PVDF.
Servizz ta'-konċentrazzjoni baxxa.F'konċentrazzjonijiet taħt l-20%, PVDF jirreżisti ħafna aċidi ossidanti f'temperaturi sa 60 grad, u l-ispiża kapitali aktar baxxa tiffavorixxi PVDF.
Servizz ta'-pressjoni għolja.PVDF għandu saħħa mekkanika ogħla minn PTFE u jista 'jiflaħ pressjonijiet ogħla. Għal servizz ta 'aċidu ossidanti fi pressjonijiet 'il fuq minn 5 bar, PVDF jista' jkun l-unika għażla vijabbli.
Servizz mhux-kritiku.Meta l-iskambjatur tas-sħana ma jkunx kritiku għall-proċess u l-ispiża ta 'sostituzzjoni hija aċċettabbli, PVDF jipprovdi prestazzjoni adegwata bi spiża aktar baxxa.
Rekwiżit ta 'ħajja qasira ta' servizz.Meta l-iskambjatur tas-sħana huwa mistenni li jkollu ħajja ta 'servizz ta' 5 snin jew inqas, PVDF huwa adegwat u inqas għali.
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-aċidi ossidanti aħjar mill-PVDF, u l-ħajja tas-servizz hija itwal.
Servizz ta'-konċentrazzjoni għolja.F'konċentrazzjonijiet 'il fuq minn 30%, PTFE jirreżisti aċidi ossidanti aħjar minn PVDF.
Servizz ta' aċidu perkloriku.PTFE huwa l-uniku fluworopolimeru vijabbli għas-servizz tal-aċidu perkloriku minħabba li l-PVDF jiġi attakkat f'konċentrazzjoni u temperatura baxxa.
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.
Servizz kritiku.Meta l-iskambjatur tas-sħana huwa kritiku għall-proċess u l-ispiża tal-waqfien hija għolja, PTFE huwa l-aħjar għażla minħabba li għandu probabbiltà ta 'falliment aktar baxxa.
Karatteristiċi tad-disinn li jestendu l-ħajja tas-servizz
Diversi karatteristiċi tad-disinn jestendu l-ħajja tas-servizz kemm tal-iskambjaturi tas-sħana PTFE kif ukoll tal-PVDF fis-servizz tal-aċidu ossidanti.
Temperatura operattiva aktar baxxa.It-tnaqqis tat-temperatura operattiva jnaqqas ir-rata ta 'ossidazzjoni u jestendi l-ħajja tas-servizz taż-żewġ materjali.
Konċentrazzjoni aktar baxxa.It-tnaqqis tal-konċentrazzjoni tal-aċidu tnaqqas ir-rata ta 'ossidazzjoni u testendi l-ħajja tas-servizz.
Kontroll tal-veloċità tal-fluss.Iż-żamma ta 'veloċità tal-fluss moderata tnaqqas il-ħxuna tas-saff tal-konfini u l-konċentrazzjoni ta' speċi ossidanti 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.
Monitoraġġ tat-temperatura.Sensuri tat-temperatura fid-daħla u l-ħruġ tal-iskambjatur tas-sħana jippermettu li l-prestazzjoni tat-trasferiment tas-sħana tiġi mmonitorjata, li tippermetti skoperta bikrija ta 'fouling jew degradazzjoni.
Parametri ta 'speċifikazzjoni għal Servizz ta' Aċidu Ossidanti
L-inġiniera tat-tagħmir li jevalwaw l-iskambjaturi tas-sħana PTFE u PVDF għal servizz ta 'aċidu ossidanti għandhom jikkonfermaw il-parametri li ġejjin mal-fornitur.
Kimika aċiduża.Speċifika l-kompożizzjoni tal-aċidu, inkluża l-konċentrazzjoni u l-kontaminanti.
Temperatura operattiva.Speċifika t-temperatura operattiva massima u l-profil tat-temperatura mistenni.
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 ta 'materjal.
Kompatibilità kimika.Ikkonferma li l-materjal huwa kompatibbli mal-aċidu speċifiku fit-temperatura operattiva u l-konċentrazzjoni.
Rekwiżit tal-ħajja tas-servizz.Speċifika l-ħajja tas-servizz mistennija u l-iskeda ta 'sostituzzjoni.
Kapaċità ta' manutenzjoni.Speċifika l-kapaċità tal-manutenzjoni tal-faċilità, inkluża l-abbiltà li tissewwa l-iskambjatur tas-sħana fuq il-post.
Valur tal-produzzjoni u spiża ta 'waqfien.Ipprovdi l-valur tal-produzzjoni u l-ispiża tal-waqfien sabiex l-analiżi tal-ispiża totali tas-sjieda tkun tista’ tiġi mfassla apposta għall-faċilità.
Tqabbil tal-Għażla tal-Materjal mal-Kundizzjonijiet tas-Servizz tal-Aċidu Ossidanti
L-għażla bejn l-iskambjaturi tas-sħana PTFE u PVDF fis-servizz tal-aċidu ossidanti tiddependi fuq il-kimika tal-aċidu, it-temperatura, il-konċentrazzjoni u r-rekwiżit tal-ħajja tas-servizz. PVDF għandu spiża kapitali aktar baxxa u saħħa mekkanika ogħla, iżda huwa aktar suxxettibbli għal attakk ta 'ossidazzjoni f'temperatura elevata u konċentrazzjoni għolja. Il-PTFE għandu spiża kapitali ogħla iżda ħajja ta 'servizz itwal f'servizz ta' aċidu ossidanti aggressiv.
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-aċidu ossidanti 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. Unità PVDF bi spiża kapitali aktar baxxa jista 'jkollha spiża tul il-ħajja ogħla jekk teħtieġ sostituzzjoni aktar frekwenti.
L-inġiniera tat-tagħmir u l-ispeċjalisti tal-akkwist li jevalwaw l-ispeċifikazzjonijiet tal-iskambjatur tas-sħana PTFE għal aċidu ossidanti jew servizz korrużiv ieħor jistgħu jitolbu reviżjoni tad-disinn li tkopri l-kimika tal-aċidu, it-temperatura operattiva, il-pressjoni operattiva, il-kompatibilità kimika 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.
