Priedo naikinimo problema
Rūgštinės vario dengimo voniose yra organinių priedų-šviesiklių, lygintuvų ir drėkinamųjų medžiagų-, kurios yra būtinos lygioms, ryškioms nuosėdoms susidaryti. Šie priedai yra termiškai jautrūs. Jų skilimas sparčiai pagreitėja virš 50 laipsnių. Tačiau garais -šildomo panardinamojo gyvatuko, palaikančio vonią 25-30 laipsnių, vamzdžio sienelės temperatūra yra daug aukštesnė, o metalinės spiralės atveju ji paprastai yra 80–100 laipsnių.
Kiekvienas litras vonios, cirkuliuojantis pro karštą metalo ritės paviršių, patiria terminį impulsą, kuris sunaikina dalį jos priedų. Priedai suyra į riebius likučius, kurie užteršia vonią ir turi būti pašalinti apdorojant anglimi. Nuolatinis naikinimas reikalauja nuolatinio priedų papildymo, didėja cheminių medžiagų sąnaudos ir atsiranda priežiūros našta.
PTFE šilumokaitis veikia su žymiai žemesne išorinės sienelės temperatūra nei metalinis šilumokaitis esant tokiam pat garų slėgiui. Žemesnė sienelės temperatūra sumažina priedų terminio skilimo greitį, prailgina priedo tarnavimo laiką ir sumažina cheminių medžiagų sąnaudas.
Sienos temperatūros skirtumas
Garais šildomos panardinamosios ritės išorinės sienelės temperatūra nustatoma pagal garų prisotinimo temperatūrą, šilumos perdavimo koeficientą proceso pusėje ir vamzdžio sienelės šilumos laidumą. Metalinėje ritėje vamzdžio sienelės šiluminė varža yra nereikšminga. Išorinio paviršiaus temperatūra artėja prie vidinės garų temperatūros, kurią reguliuoja tik proceso -šalinės plėvelės koeficientas. 3 barg garo 143 laipsnių rūgštaus vario vonioje 25 laipsnių temperatūroje metalinio vamzdžio išorinės sienelės temperatūra yra maždaug 80-95 laipsnių.
PTFE ritėje vamzdžio sienelės šiluminė varža yra reikšminga. Temperatūra nukrenta 20-30 laipsnių per 1,0 mm PTFE sieną. Išorinio paviršiaus temperatūra esant tokiam pat garų slėgiui ir vonios sąlygoms yra maždaug 55–65 laipsniai – 20–35 laipsniai mažesnis nei metalinis ekvivalentas.
Dėl šio sumažinimo 20–35 laipsnių PTFE sienelės temperatūra yra daug artimesnė vonios temperatūrai ir toliau nuo priedo skilimo slenksčio. Šiluminio priedo sunaikinimo greitis, kuris vyksta pagal Arrhenius kinetiką, kai aktyvavimo energija yra maždaug 50-80 kJ/mol, yra sumažinta 50-80%, palyginti su metaline ritė.
| Šiluminis parametras | Nerūdijančio plieno ritė | Titano ritė | PTFE šilumokaitis |
|---|---|---|---|
| Garų prisotinimo temperatūra esant 3 barg ( laipsniai ) | 143 | 143 | 143 |
| Vamzdžio sienelės šilumos laidumas (W/m·K) | 16 | 22 | 0.25 |
| Temperatūros kritimas vamzdžio sienelėje ( laipsnis ) | < 2 | < 1 | 20-30 |
| Išorinės sienos temperatūra ( laipsniai ) | 80-95 | 85-98 | 55-65 |
| Santykinis priedo skilimo greitis | 1.0 (pagrindinis) | 0.9-1.1 | 0.2-0.5 |
| Metinis šviesiklio suvartojimas (santykinis) | 1.0 | 0.95 | 0.4-0.6 |
Priedo gyvenimo pratęsimas
Sumažėjęs priedų skilimo greitis prailgina kiekvieno baliklio ir niveliatoriaus naudojimo laiką. Priedų koncentracija vonioje laikui bėgant išlieka stabilesnė. Sumažėja anglies apdorojimo, siekiant pašalinti skilimo produktus, dažnis. Vonia veikia arčiau optimalaus priedų balanso, kad būtų ilgesnė eksploatavimo trukmė.
Ekonominė nauda apima mažesnius priedų pirkimus-dažniausiai tai didžiausias cheminių medžiagų sąnaudas rūgštinio vario dengimui-ir sumažintas anglies apdorojimo išlaidas. Didelio -tūrio rūgštinio vario dengimo linijos atveju metinės cheminių medžiagų sąnaudos dėl PTFE konversijos gali viršyti 15 000–30 000 USD už rezervuarą.
Proceso nauda yra vienodai svarbi. Stabilesnė priedų koncentracija užtikrina pastovesnes nuosėdų savybes-ryškumą, lankstumą ir išlyginimą. Sumažėjęs skilimo produktų kaupimasis sumažina nuosėdų defektų, sukeliančių atmetimą ir perdirbimą, riziką.
Šalutinių produktų mažinimas
Kai organiniai priedai suyra ant karšto metalinio paviršiaus, skilimo produktai yra aliejiniai likučiai, organinės rūgštys ir polimerinės medžiagos. Šie šalutiniai produktai trukdo dengimo procesui. Aliejiniai likučiai sudaro paviršiaus plėvelę, dėl kurios susidaro duobės. Organinės rūgštys keičia vonios pH. Į nuosėdas patenka polimerinės medžiagos, kurios sumažina plastiškumą.
Žemesnė PTFE sienelės temperatūra ne tik sumažina bendrą skilimo produktų kiekį, bet ir keičia skilimo kelią. Esant žemesnei temperatūrai, priedai mažiau visiškai skaidosi, todėl susidaro mažiau žalingiausių šalutinių produktų. Labiau tikėtina, kad susidarantys skilimo produktai bus lakūs ir išbėgs iš vonios, o ne kaupsis kaip ne-lakūs likučiai.
Santrauka
PTFE šilumokaitis sumažina organinių priedų terminį skilimą rūgštaus vario dengime, kai išorinės sienos temperatūra yra 20-35 laipsniais žemesnė nei metalo ekvivalentas. Žemesnė sienelės temperatūra, dėl PTFE šiluminės varžos, sumažina priedo skilimo greitį 50-80%. Sumažėja priedų suvartojimas, sumažėja anglies apdorojimo dažnis, o nuosėdų kokybė tampa pastovesnė. Metinis cheminių medžiagų sąnaudų taupymas dėl ilgesnio priedo naudojimo laiko yra svarbi PTFE konversijos verslo sudedamoji dalis.
Inžinerinis PTFE šilumokaičio specifikacijų palaikymas priedams{0}}jautriose dengimo voniose pasiekiamas pateikus vonios chemiją, veikimo temperatūrą, esamus priedo suvartojimo rodiklius ir garų slėgį.
