Il-Problema tal-Akkumulazzjoni tal-Karbonat
Il-banjijiet tal-kisi tar-ram taċ-ċjanur jakkumulaw melħ tal-karbonat maż-żmien. Il-karbonat tas-sodju u l-karbonat tal-potassju jiffurmaw permezz tal-assorbiment tad-dijossidu tal-karbonju atmosferiku mill-banju alkalin qawwi (pH 12-13). Ir-reazzjoni hija: 2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O. Il-konċentrazzjoni tal-karbonat togħla gradwalment permezz ta 'operazzjoni normali tal-banju.
Il-problema taċċellera fil-wiċċ tal-heater. Ħiters ta' immersjoni metalliċi, b'temperaturi tal-ħajt ta' 80-100 grad, joħolqu żoni lokalizzati fejn tinqabeż is-solubilità tal-karbonat. Il-karbonat jippreċipita bħala skala iebsa u kristallina fuq il-wiċċ tat-tubu. L-iskala tiżola t-tubi, tnaqqas it-trasferiment tas-sħana, u eventwalment teħtieġ descaling mekkaniku jew kimiku. Il-proċedura ta' deskaling-tipikament bl-użu ta' aċidu idrokloriku tiġġenera skart perikoluż u tikkonsma l-ħin tal-produzzjoni.
Skambjatur tas-sħana PTFE jaħdem f'temperatura tal-ħajt aktar baxxa (55-70 grad), fejn is-solubilità tal-karbonat hija ogħla. Il-preċipitazzjoni fil-wiċċ tat-tubu titnaqqas b'mod sinifikanti. Il-karbonat jibqa' maħlul fil-banju bl-ingrossa, fejn jista' jiġi ġestit bi proċeduri normali ta' friża jew preċipitazzjoni, aktar milli jifforma fuq il-wiċċ tal-heater.
Il-Mekkaniżmu ta' Solubilità Dipendenti tat-Temperatura-
Is-solubilità tal-karbonat tas-sodju fl-ilma tiddependi ħafna mit-temperatura-. Fi 30 grad (temperatura tipika tal-banju bl-ingrossa għar-ram taċ-ċjanur), is-solubilità hija bejn wieħed u ieħor 50 g/100 mL. Fi 80 grad (temperatura tal-ħajt tal-heater metalliku), is-solubilità tinżel għal madwar 45 g/100 mL. F'95 grad (temperatura tal-ħajt tal-ħiter tat-titanju), tinżel aktar għal madwar 42 g/100 mL.
Il-banju fi 30 grad jista 'jkun taħt il-limitu ta' saturazzjoni tal-karbonat. Is-saff tal-konfini irqiq fil-wiċċ tal-heater, imsaħħan għal 80-95 grad, jaqbeż il-limitu ta 'saturazzjoni lokali. Il-karbonat jippreċipita direttament fuq il-wiċċ tat-tubu. Il-preċipitazzjoni hija kontinwa sakemm il-banju jkun fih karbonat maħlul u l-heater iżomm it-temperatura tal-ħajt elevata.
It-temperatura aktar baxxa tal-ħajt tal-PTFE (55-70 grad) iżżomm is-saff tal-konfini eqreb għat-temperatura tal-banju bl-ingrossa. Is-solubilità f'60 grad hija bejn wieħed u ieħor 47 g/100 mL-eqreb lejn il-valur tal-massa u anqas probabbli li taqbeż is-saturazzjoni. Il-forza tas-sewqan tal-preċipitazzjoni titnaqqas b'50-70%.
| Parametru tal-karbonat | Stainless Steel Heater | Heater tat-titanju | Skambjatur tas-Sħana PTFE |
|---|---|---|---|
| Temperatura tal-ħajt fi 3 barg fwar (grad) | 80-95 | 85-100 | 55-70 |
| Solubilità ta' Na₂CO₃ f'temperatura tal-ħajt (g/100mL) | 44-45 | 42-44 | 47-48 |
| Forza relattiva tal-preċipitazzjoni | 1.0 (linja bażi) | 1.1-1.3 | 0.3-0.5 |
| Rata ta 'formazzjoni ta' skala karbonat | Għoli | Għoli | Baxx |
| Frekwenza ta' descaling | 6-12-il ġimgħa | 4-10 ġimgħat | 12-24 xahar |
Is-Sinerġija tal-wiċċ tal-PTFE
L-enerġija tal-wiċċ baxxa tal-PTFE (18-20 mN/m) tipprovdi difiża sekondarja kontra l-iskala tal-karbonati. Anke meta sseħħ preċipitazzjoni, il-kristalli jaderixxu dgħajjef mal-wiċċ idrofobiku PTFE. Il-kristalli jinqalgħu minn ċirkolazzjoni normali tal-banju jew aġitazzjoni. Ma jinbnewx fis-saff tal-iskala iebes u interlocked mekkanikament li jifforma fuq uċuħ metalliċi.
Il-kombinazzjoni ta 'forza mnaqqsa tas-sewqan tal-preċipitazzjoni (minn temperatura tal-ħajt aktar baxxa) u adeżjoni mnaqqsa (minn enerġija tal-wiċċ baxxa) tagħmel PTFE reżistenti ħafna għall-iskala tal-karbonat fis-servizz tar-ram taċ-ċjanur. L-intervall tat-tneħħija tal-qoxra jestendi minn ġimgħat għal xhur jew snin.
Il-Benefiċċju tal-Ġestjoni tal-Kimika tal-Bath
L-akkumulazzjoni tal-karbonat fil-banju hija ġestita permezz ta' iffriżar perjodiku-barra-tkessiħ porzjon tal-banju biex jikkristallizza l-karbonat, li mbagħad jiġi ffiltrat-jew permezz ta' preċipitazzjoni kimika bl-idrossidu tal-kalċju. Dawn il-proċeduri jitwettqu fuq il-banju bl-ingrossa u mhumiex affettwati mill-għażla tal-materjal tal-iskambjatur tas-sħana.
Il-vantaġġ tal-PTFE huwa li l-karbonat jibqa 'fil-banju bl-ingrossa, fejn jista' jiġi ġestit b'dawn il-proċeduri, aktar milli jiddepożita fuq il-wiċċ tal-heater fejn jikkawża telf ta 'trasferiment tas-sħana u jeħtieġ descaling separat u aktar aggressiv. Il-manutenzjoni tal-banju ssir aktar prevedibbli u inqas frekwenti.
Sommarju
Banjijiet tar-ram taċ-ċjanur jiffurmaw ħama karbonat fuq uċuħ tal-heater metalliku minħabba s-solubilità mnaqqsa tal-karbonat fit-temperatura għolja tal-ħajt (80-100 grad). L-iskambjaturi tas-sħana PTFE, bit-temperatura tal-ħajt aktar baxxa tagħhom (55-70 grad), inaqqsu l-forza tas-sewqan tal-preċipitazzjoni b'50-70%. Il-wiċċ PTFE b'enerġija baxxa aktar jinibixxi l-adeżjoni tal-kristall. Il-karbonat jibqa' fil-banju bl-ingrossa, fejn huwa ġestit bi proċeduri ta' rutina, aktar milli jifforma skala iżolanti fuq il-heater.
L-appoġġ tal-inġinerija għall-ispeċifikazzjoni tal-iskambjatur tas-sħana PTFE f'banjijiet tal-kisi taċ-ċjanur u l-alkalin huwa disponibbli fuq is-sottomissjoni tal-kimika tal-banju, it-temperatura operattiva, il-frekwenza attwali tat-tneħħija tal-qoxra, u l-proċeduri ta 'ġestjoni tal-karbonat.
