Apabila Pemanas Tiub Titanium Dipasang semula ke dalam Reaktor Pemangkin Berasaskan Zeolit-dengan Penjanaan Semula Mengukus Berulang (pH 4.0 Kondensat), Bagaimanakah Ketebalan Dinding Mempengaruhi Kadar Kakisan Celah Di Bawah Mendapan Zeolit?
Tinggalkan pesanan
Pertukaran Asas-dalam Reka Bentuk Pemanas Titanium untuk Reaktor Zeolit
Reaktor pemangkin berasaskan zeolit dalam operasi petrokimia dan penapisan tertakluk kepada penjanaan semula pengukusan berulang untuk menghilangkan mendapan kok. Kukus pada 150–200 darjah terpeluwap pada permukaan yang lebih sejuk, seperti pemanas tiub titanium. Kondensat berada pada pH 4.0 kerana CO 2 terlarut dan surih asid organik. Zarah zeolit (1–5 µm) terkumpul pada permukaan pemanas dan membentuk lapisan berliang. Mendapan zeolit ini mewujudkan persekitaran celah di bawahnya di mana kondensat bertakung, klorida (daripada bahan cemar suapan) tertumpu dan pH diturunkan lagi disebabkan oleh hidrolisis aluminium daripada zeolit. Kakisan celah bawah deposit ini boleh menembusi jaket titanium. Masa untuk penembusan sebaik sahaja serangan celah dimulakan bergantung pada ketebalan dinding, tetapi pembolehubah mengawal ialah ketebalan deposit. Penyiasatan menilai kesan ketebalan dinding pada kadar kakisan celah di bawah deposit zeolit dan memberikan maklumat spesifikasi untuk pemanas yang dipasang semula.
Kesan ke atas Integriti Mekanikal: Kakisan Celah Di Bawah Mendapan Zeolit
Mendapan zeolit (tebal 1–3 mm) adalah geometri celah yang ideal. Lapisan zeolit berliang dan membenarkan kondensat melaluinya tetapi mengehadkan laluan oksigen. Aluminium daripada rangka kerja zeolit meresap ke dalam deposit pada pH 4.0 sebagai ion Al 3+. Hidrolisis Al 3+ menghasilkan H + , membawa kepada pH tempatan 2.5-3.0. Klorida dalam suapan (sehingga 10 ppm) menumpukan kepada 500-1000 ppm dalam kondensat bertakung. Persekitaran ini-pH 2.5-3.0, 500-1,000 ppm Cl- , 150-200 darjah C-agak menghakis kepada titanium. Kadar kakisan celah dengan kehadiran mendapan zeolit ialah 0.2–0.8 mm/tahun, bergantung kepada ketebalan mendapan dan suhu.
Rintangan titanium terhadap serangan ini bergantung pada ketebalan dinding. 1.0 mm dinding berlubang dalam 2 tahun pada kadar kakisan 0.5 mm/tahun. Dinding 1.5 mm, 3 tahun. Untuk ketebalan dinding 2.0 mm, 4 tahun. Hubungannya secara kasarnya linear. Tetapi dinding yang lebih tebal adalah lebih panas (2-4 C lebih panas untuk perbezaan 1.0 mm vs 2.0 mm), yang boleh meningkatkan kadar kakisan sebanyak 20-30%, menafikan sebahagian bahan yang meningkat.
Kesan pada Prestasi Terma: Suhu Deposit dan Kakisan Dipercepatkan
Permukaan titanium terlindung oleh deposit zeolit itu sendiri. Lapisan 1 mm zeolit dengan kekonduksian terma k ≈ 0.5 W/m K menyumbang ΔT=q × tdeposit/kdeposit. Untuk fluks haba biasa 2.0 W/cm² deposit 1 mm memberikan ΔT 40 darjah . Suhu permukaan titanium di bawah deposit ialah 190-210 darjah dan wap pukal ialah 150 darjah . Suhu yang lebih tinggi meningkatkan kinetik kakisan celah. Kenaikan suhu tidak bergantung pada ketebalan dinding titanium, tetapi dinding titanium yang lebih tebal menambah lagi 2 hingga 4 darjah C, membawa suhu permukaan ke alam di mana kadar kakisan dua kali ganda setiap 10 darjah C.
Tukar-Sintesis: Ketebalan Dinding lwn. Kehidupan Kakisan Celah
Tebal Dinding (mm) Suhu Permukaan. Di Bawah Deposit (oC) Kadar Kakisan Celah (mm/tahun)Masa hingga Tebuk (tahun) Disyorkan untuk hayat 5 tahun?
1.0 mm 190 darjah 0.4mm/tahun 2.5tahun Tidak 1.2 mm 191 darjah 0.42 mm/tahun 2.9 tahun Tidak 1.5 mm 192.5 darjah 0.46 mm/tahun 3.3 tahun Tidak
1.8 mm 194 darjah 0.50 mm/tahun 3.6 tahun Tidak
2.0 mm 195 darjah 0.54 mm/tahun 3.7 tahun Ya
2.5 mm 197 darjah 0.65 mm/th 3.8 tahun No
Malah ketebalan dinding 2.5 mm tidak bertahan selama 5 tahun, kerana suhu permukaan yang meningkat meningkatkan kadar kakisan dan menggunakan bahan tambahan. Hayat maksimum dengan ketebalan dinding yang munasabah ialah 3.5 hingga 4.0 tahun.
Kejuruteraan Pencegahan dan Penyingkiran Deposit Zeolit: Beyond the Wall
Pengelakan atau penyingkiran deposit adalah penting kerana ketebalan dinding sahaja tidak dapat menjamin hayat 5 tahun dengan deposit zeolit. Pembersihan wap yang meniup zarah zeolit dari permukaan pemanas menghalang pembentukan mendapan. Muncung kecil menyembur stim 150 darjah merentasi pemanas pada 5 m/s mengurangkan ketebalan mendapan kepada<0.1 mm and eliminates crevice corrosion totally. Standard 1.2mm wall with steam purge gives 10+ years. Alternatively, a weekly water wash (low pressure spray) can be scheduled to remove zeolite deposits before they reach a thickness of 0.2 mm, resetting the crevice corrosion timer. 1.2 mm wall gives 5+ years of service with regular washing. A third option is to coat the titanium sheath with a PTFE coating (50 µm). The coating inhibits zeolite from adhering and restricts the way for crevice corrosion.
Kesimpulan: Pengurusan Deposit Diperlukan – Ketebalan Dinding Tidak Cukup
Ketebalan dinding mempunyai pengaruh yang boleh diabaikan pada kadar kakisan celah di bawah mendapan zeolit apabila pemanas tiub titanium dipasang semula ke dalam reaktor pemangkin berasaskan zeolit-dengan penjanaan semula pengukusan berulang (pH 4.0 kondensat). Walaupun dengan ketebalan dinding 2.5 mm hayat perkhidmatan hanya 3.5-4.0 tahun, kerana lapisan zeolit penebat meningkatkan suhu permukaan kepada 190-200 darjah, yang mempercepatkan kakisan dan menggunakan bahan tambahan. Ubat yang dicadangkan bukanlah dinding yang lebih tebal tetapi pencegahan pemendapan (pembersihan wap) atau penyingkiran berkala (cuci air bulanan). Kawalan deposit menghasilkan dinding titanium Gred 2 1.2 mm biasa dengan 5+ tahun perkhidmatan. Beri pengeluar jangkaan ketebalan deposit zeolit dan berapa kerap ia akan dibersihkan. Keperluan utama untuk hayat perkhidmatan yang memuaskan bagi pengubahsuaian reaktor zeolit ialah kawalan deposit, manakala ketebalan dinding adalah sekunder.
