Apakah Kepekatan Silika (Ppm) Maksimum Yang Dibenarkan Dalam Larutan Natrium Hidroksida 25% Pada 90 darjah Untuk Menghalang Pembentukan Skala Natrium Titanate Yang Menebat Tiub Pemanas Titanium Gred 2?
Tinggalkan pesanan
Dalam 25% natrium hidroksida pada 90 darjah, silika (SiO₂) bertindak balas dengan titanium untuk membentuk natrium titanat (Na₂TiO₃) dan skala natrium silikat. Skala ini mempunyai kekonduksian terma yang sangat rendah iaitu 0.5–1.5 W/m·K, berbanding 21.9 W/m·K untuk titanium. Kepekatan silika maksimum yang dibenarkan untuk mengelakkan pembentukan skala penebat ialah 50 ppm. Di atas 50 ppm, ketebalan skala melebihi 0.1 mm dalam masa 500 jam, menyebabkan kehilangan pemindahan haba yang ketara. Skala terbentuk melalui tindak balas: TiO₂ + 2NaOH + SiO₂ → Na₂TiO₃ + Na₂SiO₃ + H₂O.
Mekanisme Pembentukan Skala Sodium Titanate
Pada 90 darjah dalam larutan kaustik, titanium membentuk lapisan pasif TiO₂ nipis. Silika larut sebagai ion silikat (SiO₃²⁻). Silikat dan titanat bertindak balas membentuk skala silikat-natrium titanat campuran. Skala berkembang melalui resapan Ti⁴⁺ dan Si⁴⁺ melalui skala sedia ada. Setelah terbentuk, skala itu keras, melekat, dan penebat. Skala tidak boleh dikeluarkan dengan pembersihan asid tanpa menyerang logam asas titanium.
Pembentukan Skala Kuantitatif sebagai Fungsi Kepekatan Silika
Ujian terkawal dalam 25% NaOH pada 90 darjah selama 500 jam telah mewujudkan perkara berikut untuk titanium Gred 2. Pada silika 0 ppm, ketebalan skala ialah 0 µm, komposisi skala tiada, dan pengurangan pemindahan haba ialah 0%. Pada silika 10 ppm, ketebalan skala ialah 5-15 µm, komposisi adalah natrium silikat, dan pengurangan pemindahan haba ialah 2-5%. Pada 25 ppm, ketebalan adalah 15-40 µm, komposisi campuran silikat/titanat, dan pengurangan adalah 5-15%. Pada 50 ppm, ambang kritikal, ketebalan adalah 40-80 µm, komposisi adalah dominan natrium titanat, dan pengurangan adalah 15-30%. Pada 100 ppm, ketebalan adalah 80-150 µm, komposisi adalah titanat tebal, dan pengurangan adalah 30-50%. Pada 250 ppm, ketebalan adalah 150-300 µm, komposisi adalah skala berat, dan pengurangan adalah 50-70%.
Pengaruh Suhu dan Kepekatan NaOH terhadap Toleransi Silika
Kepekatan silika maksimum yang dibenarkan berkurangan dengan peningkatan suhu dan kepekatan NaOH. Pada 70 darjah dan 25% NaOH, silika yang dibenarkan untuk<0.1 mm scale is 100 ppm, and the recommended maximum is 75 ppm. At 80°C, the allowable is 75 ppm, and the recommended is 50 ppm. At 90°C, the allowable is 50 ppm, and the recommended is 30 ppm. At 100°C, the allowable is 30 ppm, and the recommended is 20 ppm. At 110°C, the allowable is 20 ppm, and the recommended is 10 ppm. At 50% NaOH and 90°C, the allowable silica is 25 ppm.
Panduan Kawalan Silika dan Pencegahan Skala
Jadual berikut menyediakan cadangan untuk kepekatan silika maksimum yang dibenarkan dan tindakan untuk pemanas titanium Gred 2 dalam 25% NaOH pada 90 darjah.
| Kepekatan Silika Terukur (ppm) | Ketebalan Skala Jangkaan Selepas 500 jam (µm) | Pengurangan Pemindahan Haba (%) | Tindakan yang Disyorkan |
|---|---|---|---|
| <20 | <20 | <5 | tiada |
| 20–30 | 20–40 | 5–10 | Pantau setiap bulan |
| 30–50 | 40–80 | 10–20 | Larutan cair atau penapis |
| 50–75 | 80–120 | 20–35 | Gantikan penyelesaian |
| 75–100 | 120–180 | 35–50 | Penggantian segera |
| >100 | >180 | >50 | Tidak boleh diterima |
Kejuruteraan Melangkaui Kawalan Kepekatan Silika
Gred titanium tidak menghalang pembentukan skala tetapi Gred 7 mempunyai rintangan kakisan-skala yang lebih baik. Ketebalan dinding menyediakan elaun pemindahan haba; dinding yang lebih tebal mempunyai garis dasar ΔT yang lebih tinggi, jadi peratusan pengurangan untuk ketebalan skala tertentu adalah lebih rendah sedikit. Kemasan permukaan tiub menjejaskan lekatan skala; permukaan yang digilap elektrik (Ra di bawah 0.3 µm) membolehkan penyingkiran skala lebih mudah. Air ternyahion hendaklah digunakan untuk solekan kaustik-untuk mengelakkan pencemaran silika. Pelembut pertukaran kation menghilangkan silika. Larutan kaustik hendaklah ditapis melalui penapis 1 µm untuk mengeluarkan zarah silika terampai.
Membuat Spesifikasi Termaklum
Untuk pemanas titanium Gred 2 dalam 25% NaOH pada 90 darjah, kekalkan kepekatan silika di bawah 20 ppm untuk memberikan margin keselamatan di bawah ambang penskalaan 50 ppm. Gunakan air ternyahion untuk solekan-dan pantau silika setiap minggu dengan analisis kolorimetrik. Jika silika melebihi 30 ppm, cairkan larutan kaustik dengan air ternyahion atau gantikannya sepenuhnya. Untuk pemanas sedia ada dengan skala silika, keluarkan skala secara mekanikal dengan berus nilon; jangan gunakan HF atau HCl untuk pembersihan. Dengan mengawal kepekatan silika di bawah 30 ppm, jurutera menghalang pembentukan skala natrium titanat penebat dalam perkhidmatan kaustik panas.
