Et kjemisk anlegg trengte for å erstatte en PTFE-dyppevarmer i et 25 % natriumhydroksidbad ved 85 grader. Den eksisterende varmeren hadde sviktet etter bare fem måneders bruk -PTFE hadde fått blemmer og sprukket langs hele den oppvarmede delen. Anleggets vedlikeholdsteam mistenkte at varmeren var underdimensjonert for bruken og drev med for høy watttetthet.
Varm konsentrert kaustisk er en av de mest krevende kjemiene for PTFE el-varmeovner. Ved 85 grader og 25 % konsentrasjon angriper kaustikum polymeroverflaten gjennom defluorering. Angrepshastigheten avhenger av overflatetemperaturen. En varmeovn som opererer med høy watttetthet har en høyere overflatetemperatur og brytes ned raskere.
Hvorfor 25 % kaustisk ved 85 grader krever et stort overflateareal
Den sikre watt-tettheten for en PTFE el-patron i 25 % kaustisk ved 85 grader er 0,6–0,8 W/cm². Over dette området overskrider overflatetemperaturen den sikre grensen for polymeren, og defluoreringshastigheten akselererer.
Den lave watttettheten betyr at det kreves et stort overflateareal for en gitt wattstyrke. For 5 kW bruk ved 0,7 W/cm² er det nødvendige overflatearealet 7 143 cm². En enkelt-varmer med et fotavtrykk på 500 mm × 700 mm gir 3500 cm²-bare halvparten av det nødvendige arealet. En dobbel-varmer gir 7000 cm², som er nær kravet.
| Watt | Sikker watttetthet | Nødvendig overflateareal | Enkelt-sidig fotavtrykk | Dobbeltsidig-fotavtrykk |
|---|---|---|---|---|
| 3 kW | 0,7 W/cm² | 4286 cm² | 500 × 857 mm | 500 × 429 mm |
| 4 kW | 0,7 W/cm² | 5714 cm² | 500 × 1143 mm | 500 × 571 mm |
| 5 kW | 0,7 W/cm² | 7 143 cm² | 600 × 1190 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 overflateareal og fotavtrykk for 25 % kaustisk ved 85 grader
Temperaturtaket for kaustisk service
Overflatetemperaturen er den kontrollerende variabelen. For 25 % kaustisk ved 85 graders bulk bør overflatetemperaturen ikke overstige 95–100 grader. Over dette området akselererer defluoreringshastigheten, og PTFE brytes raskt ned.
For å holde overflatetemperaturen under 100 grader, må watt-tettheten begrenses til 0,6–0,8 W/cm² i moderat omrørte bad. I lav-strømningssoner synker grensen til 0,5–0,6 W/cm².
Beregning av nødvendig overflateareal
Kravet til overflateareal avhenger av wattstyrken og watttettheten. For 5 kW bruk ved 0,7 W/cm² er det nødvendige overflatearealet 7 143 cm². En dobbelt-varmer med 600 mm × 595 mm fotavtrykk gir 7140 cm²-akkurat nok.
Hvis tanken ikke har plass til en 600 × 595 mm dobbelt-varmer, kan flere mindre varmeovner fordelt rundt tanken gi det nødvendige overflatearealet samtidig som lav watttetthet opprettholdes.
Praktiske spesifikasjonstrinn for Hot Caustic Service
Begynn med kaustisk konsentrasjon og temperatur. Høyere konsentrasjoner og temperaturer krever lavere watttetthet. For 25 % kaustisk ved 85 grader bør watt-tettheten ikke overstige 0,7 W/cm².
Velg watttettheten fra de faktiske strømningsforholdene på varmeapparatet. I et moderat omrørt bad er 0,7 W/cm² passende. I en sone med lav-strømning reduseres til 0,5–0,6 W/cm².
Beregn det nødvendige overflatearealet fra wattstyrken og watttettheten. En effekt på 5 kW ved 0,7 W/cm² krever 7143 cm². Hvis en enkelt varmeovn ikke kan gi det området i tanken, bør du vurdere flere varmeovner fordelt rundt omkretsen.
Kontroller at varmeovnens overflatetemperatur forblir under 100 grader. Hvis den beregnede overflatetemperaturen overskrider denne grensen, reduser watt-tettheten ytterligere eller forbedre strømmen ved varmeapparatets overflate.
| Kaustisk konsentrasjon | Temperatur | Sikker watttetthet | Overflateareal for 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 | 5000–6250 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 watttetthet og overflateareal for kaustisk service
Når standardvarmere ikke kan gi det nødvendige overflatearealet
Varme konsentrerte kaustiske tanker med høye wattkrav og begrenset perifer plass kan ofte ikke romme standard PTFE-dyppevarmere med de lave watttetthetene som kjemien krever. En tilpasset PTFE el-varmerkonfigurasjon med et stort overflateareal, en lav watttetthet og en strømnings-optimalisert posisjon adresserer årsaken til mangel på overflateareal. Spesifikasjonsprosessen krever kaustisk konsentrasjon, driftstemperatur, tankdimensjoner, strømningsforhold og nødvendig effekt. For anlegg med varme kaustiske bad reduserer denne applikasjonsspesifikke-tilnærmingen nedbrytning av belegget og forlenger levetiden til varmeapparatet.
