Et kemisk anlæg var nødvendigt for at erstatte en PTFE-dyppevarmer i et 25% natriumhydroxidbad ved 85 grader. Det eksisterende varmelegeme var gået i stykker efter kun fem måneders service-, PTFE havde blærer og revnet langs hele den opvarmede sektion. Anlæggets vedligeholdelsesteam havde mistanke om, at varmelegemet var underdimensioneret til brugen og kørte med for høj watt-tæthed.
Varmt koncentreret kaustikum er en af de mest krævende kemier til PTFE-dyppevarmere. Ved 85 grader og 25% koncentration angriber ætsningen polymeroverfladen gennem defluorering. Angrebshastigheden afhænger af overfladetemperaturen. Et varmelegeme, der arbejder ved en høj watt-densitet, har en højere overfladetemperatur og nedbrydes hurtigere.
Hvorfor 25 % kaustisk ved 85 grader kræver et stort overfladeareal
Den sikre watt-tæthed for en PTFE el-patron i 25 % kaustik ved 85 grader er 0,6–0,8 W/cm². Over dette område overstiger overfladetemperaturen den sikre grænse for polymeren, og defluoreringshastigheden accelererer.
Den lave watt-tæthed betyder, at der kræves et stort overfladeareal for en given watt. For en 5 kW drift ved 0,7 W/cm² er det nødvendige overfladeareal 7.143 cm². En enkelt-varmer med et fodaftryk på 500 mm × 700 mm giver 3.500 cm²-kun halvdelen af det nødvendige areal. En dobbelt-varmer giver 7.000 cm², hvilket er tæt på kravet.
| Watt | Sikker watt-tæthed | Nødvendigt overfladeareal | Enkelt-sidet fodaftryk | Dobbelt-sidet fodaftryk |
|---|---|---|---|---|
| 3 kW | 0,7 W/cm² | 4.286 cm² | 500 × 857 mm | 500 × 429 mm |
| 4 kW | 0,7 W/cm² | 5.714 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 |
Krav til overfladeareal og fodaftryk for 25 % kaustisk ved 85 grader
Temperaturloftet for kaustisk service
Overfladetemperaturen er den styrende variabel. For 25 % kaustisk ved 85 graders bulk bør overfladetemperaturen ikke overstige 95-100 grader. Over dette interval accelererer defluoreringshastigheden, og PTFE nedbrydes hurtigt.
For at holde overfladetemperaturen under 100 grader skal watt-densiteten begrænses til 0,6-0,8 W/cm² i moderat omrørte bade. I zoner med lavt-flow falder grænsen til 0,5–0,6 W/cm².
Beregning af det påkrævede overfladeareal
Kravet til overfladeareal afhænger af watt og watt-tæthed. For en 5 kW drift ved 0,7 W/cm² er det nødvendige overfladeareal 7.143 cm². En dobbelt-varmer med et fodaftryk på 600 mm × 595 mm giver lige nok 7.140 cm²-.
Hvis tanken ikke kan rumme en 600 × 595 mm dobbelt-varmer, kan flere mindre varmelegemer fordelt rundt om tanken give det nødvendige overfladeareal og samtidig opretholde lav watt-tæthed.
Praktiske specifikationstrin for varm kaustisk service
Begynd med den kaustiske koncentration og temperatur. Højere koncentrationer og temperaturer kræver lavere watt-densitet. For 25 % kaustisk ved 85 grader bør watt-densiteten ikke overstige 0,7 W/cm².
Vælg watt-tætheden fra de faktiske strømningsforhold på varmeapparatets placering. I et moderat omrørt bad er 0,7 W/cm² passende. I en lav-strømningszone skal du nedjustere til 0,5-0,6 W/cm².
Beregn det nødvendige overfladeareal ud fra watt og watt-tæthed. En 5 kW ydelse ved 0,7 W/cm² kræver 7.143 cm². Hvis en enkelt varmelegeme ikke kan levere dette område i tanken, skal du overveje flere varmelegemer fordelt rundt i omkredsen.
Kontroller, at varmelegemets overfladetemperatur forbliver under 100 grader. Hvis den beregnede overfladetemperatur overstiger denne grænse, skal du reducere watt-tætheden yderligere eller forbedre flowet ved varmelegemets overflade.
| Kaustisk koncentration | Temperatur | Sikker watt-tæthed | Overfladeareal til 5 kW | Forventet levetid |
|---|---|---|---|---|
| 10% | 60 grader | 1,2–1,5 W/cm² | 3.333–4.167 cm² | 4-6 år |
| 15% | 70 grader | 1,0–1,2 W/cm² | 4.167–5.000 cm² | 2-4 år |
| 20% | 80 grader | 0,8–1,0 W/cm² | 5.000–6.250 cm² | 18-30 måneder |
| 25% | 85 grader | 0,6–0,8 W/cm² | 6.250–8.333 cm² | 12-24 måneder |
| 30% | 90 grader | 0,5–0,7 W/cm² | 7.143–10.000 cm² | 8-18 måneder |
Krav til sikker watt-tæthed og overfladeareal til kaustisk service
Når standardvarmere ikke kan levere det påkrævede overfladeareal
Varme koncentrerede kaustiske tanke med høje wattkrav og begrænset perifer plads kan ofte ikke rumme standard PTFE dykvarmere ved de lave watt-densiteter, som kemien kræver. En brugerdefineret PTFE-elvarmerkonfiguration med et stort overfladeareal, en lav watt-tæthed og en flow-optimeret position adresserer årsagen til manglende overfladeareal. Specifikationsprocessen kræver den kaustiske koncentration, driftstemperatur, tankdimensioner, flowforhold og påkrævet watt. Til faciliteter med varme kaustiske bade reducerer denne applikations-specifikke tilgang nedbrydning af belægningen og forlænger varmeapparatets levetid.
