Masalah Pemusnahan Aditif
Mandian penyaduran kuprum asid mengandungi bahan tambahan organik-pencerah, perata dan agen pembasah-yang penting untuk menghasilkan mendapan yang licin dan cerah. Bahan tambahan ini adalah sensitif terhadap haba. Kemerosotan mereka memecut dengan pantas melebihi 50 darjah. Namun, wap-gegelung rendaman yang dipanaskan yang mengekalkan tab pada 25-30 darjah mempunyai suhu dinding tiub jauh lebih tinggi-biasanya 80-100 darjah untuk gegelung logam.
Setiap liter mandian yang beredar melepasi permukaan gegelung logam panas mengalami denyutan haba yang memusnahkan sebahagian kecil daripada kandungan aditifnya. Bahan tambahan terurai menjadi sisa berminyak yang mencemari mandian dan mesti dikeluarkan dengan rawatan karbon. Pemusnahan berterusan memerlukan penambahan bahan tambahan yang berterusan, meningkatkan kos kimia dan mewujudkan beban penyelenggaraan.
Penukar haba PTFE beroperasi dengan suhu dinding luaran yang jauh lebih rendah daripada penukar logam pada tekanan stim yang sama. Suhu dinding yang lebih rendah mengurangkan kadar penguraian terma aditif, memanjangkan hayat aditif dan mengurangkan penggunaan bahan kimia.
Perbezaan Suhu Dinding
Suhu dinding luar bagi gegelung rendaman yang dipanaskan -stim ditentukan oleh suhu ketepuan stim, pekali pemindahan haba pada bahagian proses dan kekonduksian terma dinding tiub. Dalam gegelung logam, rintangan haba dinding tiub boleh diabaikan. Suhu permukaan luaran menghampiri suhu wap dalaman, hanya disederhanakan oleh proses-pekali filem sisi. Untuk wap 3 barg pada 143 darjah dalam mandian tembaga asid pada 25 darjah, suhu dinding luar tiub logam adalah lebih kurang 80-95 darjah.
Dalam gegelung PTFE, rintangan haba dinding tiub adalah penting. Suhu menurun sebanyak 20-30 darjah merentasi dinding PTFE 1.0mm. Suhu permukaan luaran untuk tekanan wap yang sama dan keadaan mandi adalah kira-kira 55-65 darjah -pengurangan 20-35 darjah daripada setara logam.
Pengurangan 20-35 darjah ini meletakkan suhu dinding PTFE lebih dekat dengan suhu mandi dan lebih jauh dari ambang degradasi aditif. Kadar pemusnahan bahan tambahan haba, yang mengikuti kinetik Arrhenius dengan tenaga pengaktifan kira-kira 50-80 kJ/mol, dikurangkan sebanyak 50-80% berbanding dengan gegelung logam.
| Parameter Terma | Gegelung Keluli Tahan Karat | Gegelung Titanium | Penukar Haba PTFE |
|---|---|---|---|
| Suhu ketepuan wap pada 3 barg (darjah) | 143 | 143 | 143 |
| Kekonduksian haba dinding tiub (W/m·K) | 16 | 22 | 0.25 |
| Penurunan suhu merentasi dinding tiub (darjah) | < 2 | < 1 | 20-30 |
| Suhu dinding luar (darjah) | 80-95 | 85-98 | 55-65 |
| Kadar degradasi bahan tambah relatif | 1.0 (garis dasar) | 0.9-1.1 | 0.2-0.5 |
| Penggunaan pencerah tahunan (relatif) | 1.0 | 0.95 | 0.4-0.6 |
Lanjutan Hayat Aditif
Kadar degradasi aditif yang dikurangkan memanjangkan hayat setiap penambahan pencerah dan penyamaratakan. Kepekatan aditif dalam tab mandi kekal lebih stabil dari semasa ke semasa. Kekerapan rawatan karbon untuk membuang produk penguraian dikurangkan. Mandian beroperasi lebih hampir kepada keseimbangan aditif optimumnya untuk sebahagian besar hayat operasinya.
Faedah ekonomi termasuk pembelian bahan tambahan yang dikurangkan-biasanya kos kimia terbesar dalam penyaduran kuprum asid-dan pengurangan kos rawatan karbon. Untuk garisan penyaduran kuprum asid volum tinggi-tinggi, pengurangan kos kimia tahunan daripada penukaran PTFE boleh melebihi $15,000-$30,000 setiap tangki.
Faedah proses adalah sama penting. Kepekatan aditif yang lebih stabil menghasilkan sifat deposit yang lebih konsisten-kecerahan, kemuluran dan perataan. Pengurangan dalam pengumpulan produk penguraian mengurangkan risiko kecacatan deposit yang menyebabkan penolakan dan kerja semula.
Pengurangan Hasil sampingan
Apabila bahan tambahan organik terurai pada permukaan logam panas, produk penguraian termasuk sisa berminyak, asid organik dan spesies polimer. Hasil sampingan ini mengganggu proses penyaduran. Sisa berminyak membentuk lapisan permukaan yang menyebabkan lubang. Asid organik mengalihkan pH mandian. Spesies polimer bergabung ke dalam deposit, mengurangkan kemuluran.
Suhu dinding bawah PTFE bukan sahaja mengurangkan jumlah kuantiti produk penguraian tetapi juga mengalihkan laluan penguraian. Pada suhu yang lebih rendah, bahan tambahan mengalami penguraian yang kurang lengkap, menghasilkan lebih sedikit produk sampingan yang paling berbahaya. Hasil penguraian yang terbentuk lebih berkemungkinan mudah meruap dan terlepas daripada mandi, dan bukannya terkumpul sebagai sisa-tidak meruap.
Ringkasan
Penukar haba PTFE mengurangkan degradasi haba bahan tambahan organik dalam penyaduran kuprum asid dengan beroperasi dengan suhu dinding luaran 20-35 darjah lebih rendah daripada setara logam. Suhu dinding yang lebih rendah, akibat daripada rintangan haba PTFE, mengurangkan kadar penguraian bahan tambahan sebanyak 50-80%. Penggunaan bahan tambahan berkurangan, kekerapan rawatan karbon dikurangkan, dan kualiti deposit menjadi lebih konsisten. Penjimatan kos kimia tahunan daripada hayat aditif yang dilanjutkan adalah komponen penting dalam kes perniagaan penukaran PTFE.
Sokongan kejuruteraan untuk spesifikasi penukar haba PTFE dalam mandian penyaduran sensitif -aditif tersedia selepas penyerahan kimia mandian, suhu operasi, kadar penggunaan aditif semasa dan tekanan wap.
