Chemijos gamykla, reikalinga pakeisti PTFE panardinamąjį šildytuvą 25% natrio hidroksido vonioje 85 laipsnių temperatūroje. Esamas šildytuvas sugedo tik po penkių mėnesių eksploatacijos,{3}}PTFE susidarė pūslės ir įtrūko visoje šildomoje dalyje. Gamyklos priežiūros komanda įtarė, kad šildytuvas buvo per mažo dydžio ir veikė per dideliu vatų tankiu.
Karštas koncentruotas šarmas yra viena reikliausių PTFE panardinamųjų šildytuvų cheminių medžiagų. Esant 85 laipsnių ir 25% koncentracijai, kaustinė medžiaga pažeidžia polimero paviršių defluorindama. Atakos greitis priklauso nuo paviršiaus temperatūros. Šildytuvas, veikiantis dideliu vatų tankiu, turi aukštesnę paviršiaus temperatūrą ir greičiau suyra.
Kodėl 25 % kaustikos esant 85 laipsnių kampui reikalingas didelis paviršiaus plotas
Saugus PTFE panardinamojo šildytuvo vatų tankis 25 % šarminėje 85 laipsnių temperatūroje yra 0,6–0,8 W/cm². Virš šio intervalo paviršiaus temperatūra viršija saugią polimero ribą, o defluorinimo greitis pagreitėja.
Mažas vatų tankis reiškia, kad bet kokiai galiai reikalingas didelis paviršiaus plotas. Esant 5 kW galiai esant 0,7 W/cm², reikalingas paviršiaus plotas yra 7 143 cm². Vienpusis šildytuvas, kurio plotas yra 500 mm × 700 mm, sudaro 3 500 cm²{11}}tik pusę reikalingo ploto. Dvipusis šildytuvas užtikrina 7 000 cm² plotą, o tai beveik atitinka reikalavimus.
| Galingumas | Saugus vatų tankis | Reikalingas paviršiaus plotas | Vienpusis{0}}Pėdsakas | Dvipusis{0}} pėdsakas |
|---|---|---|---|---|
| 3 kW | 0,7 W/cm² | 4 286 cm² | 500 × 857 mm | 500 × 429 mm |
| 4 kW | 0,7 W/cm² | 5714 cm² | 500 × 1 143 mm | 500 × 571 mm |
| 5 kW | 0,7 W/cm² | 7 143 cm² | 600 × 1 190 mm | 600 × 595 mm |
| 6 kW | 0,7 W/cm² | 8 571 cm² | 600 × 1 429 mm | 600 × 714 mm |
| 8 kW | 0,7 W/cm² | 11 429 cm² | 800 × 1 429 mm | 800 × 714 mm |
Paviršiaus ploto ir pėdsako reikalavimai 25 % šarmams esant 85 laipsnių kampui
Kaustinės medžiagos temperatūros lubos
Paviršiaus temperatūra yra kontrolinis kintamasis. Jei 25% kaustinės medžiagos yra 85 laipsnių masės, paviršiaus temperatūra neturi viršyti 95–100 laipsnių. Virš šio diapazono defluorinimo greitis pagreitėja, o PTFE greitai suyra.
Kad paviršiaus temperatūra būtų žemesnė nei 100 laipsnių, vatų tankis turi būti ribojamas iki 0,6–0,8 W/cm² vidutiniškai maišomose voniose. Mažo srauto-zonose riba sumažėja iki 0,5–0,6 W/cm².
Reikalingo paviršiaus ploto apskaičiavimas
Reikalingas paviršiaus plotas priklauso nuo galios ir vatų tankio. Esant 5 kW galiai esant 0,7 W/cm², reikalingas paviršiaus plotas yra 7 143 cm². Dvipusis šildytuvas, kurio plotas yra 600 mm × 595 mm, suteikia 7 140 cm²{11}}pakankamai.
Jei bake negali tilpti 600 × 595 mm dvipusis šildytuvas, keli mažesni šildytuvai, paskirstyti aplink baką, gali užtikrinti reikiamą paviršiaus plotą, išlaikant mažą vatų tankį.
Praktiniai karšto kaustiko aptarnavimo specifikacijos žingsniai
Pradėkite nuo šarminės koncentracijos ir temperatūros. Didesnė koncentracija ir temperatūra reikalauja mažesnio vatų tankio. Jei 25 % kaustinės medžiagos 85 laipsnių temperatūroje, vatų tankis neturi viršyti 0,7 W/cm².
Pasirinkite vatų tankį iš faktinių srauto sąlygų šildytuvo vietoje. Vidutiniškai maišomoje vonioje tinka 0,7 W/cm². Mažo srauto-zonoje sumažinkite iki 0,5–0,6 W/cm².
Apskaičiuokite reikiamą paviršiaus plotą pagal galią ir vatų tankį. 5 kW galiai esant 0,7 W/cm² reikia 7 143 cm². Jei vienas šildytuvas negali užtikrinti tos vietos rezervuare, apsvarstykite kelis šildytuvus, paskirstytus aplink perimetrą.
Patikrinkite, ar šildytuvo paviršiaus temperatūra nesiekia 100 laipsnių. Jei apskaičiuota paviršiaus temperatūra viršija šią ribą, dar labiau sumažinkite vatų tankį arba pagerinkite srautą šildytuvo paviršiuje.
| Kaustinė koncentracija | Temperatūra | Saugus vatų tankis | Paviršiaus plotas 5 kW | Numatomas tarnavimo laikas |
|---|---|---|---|---|
| 10% | 60 laipsnių | 1,2–1,5 W/cm² | 3 333–4 167 cm² | 4-6 metai |
| 15% | 70 laipsnių | 1,0–1,2 W/cm² | 4 167–5 000 cm² | 2-4 metai |
| 20% | 80 laipsnių | 0,8–1,0 W/cm² | 5 000–6 250 cm² | 18-30 mėnesių |
| 25% | 85 laipsnių | 0,6–0,8 W/cm² | 6 250–8 333 cm² | 12-24 mėn |
| 30% | 90 laipsnių | 0,5–0,7 W/cm² | 7 143–10 000 cm² | 8-18 mėnesių |
Saugus vatų tankio ir paviršiaus ploto reikalavimai šarminiam naudojimui
Kai standartiniai šildytuvai negali užtikrinti reikiamo paviršiaus ploto
Karštos koncentruotos kaustinės talpyklos, kurioms keliami dideli galingumo reikalavimai ir ribota periferinė erdvė, dažnai negali pritaikyti standartinių PTFE panardinamųjų šildytuvų, kurių vatų tankis yra mažas, kurio reikalauja chemija. Pasirinktinė PTFE panardinamojo šildytuvo konfigūracija su dideliu paviršiaus plotu, mažu vatų tankiu ir optimizuota srauto padėtimi pašalina pagrindinę paviršiaus ploto trūkumo priežastį. Specifikacijos procesas reikalauja šarminės koncentracijos, darbinės temperatūros, bako matmenų, srauto sąlygų ir reikalingos galios. Įrenginiams su karštomis šarminėmis voniomis šis pritaikymo metodas{4}}mažina dangos degradaciją ir pailgina šildytuvo tarnavimo laiką.
