एक स्टेनलेस स्टील पिकलिंग लाइन को 60 डिग्री पर नाइट्रिक {{0}हाइड्रोफ्लोरिक एसिड स्नान के लिए एक प्रतिस्थापन पीटीएफई विसर्जन हीटर की आवश्यकता होती है। मौजूदा हीटर केवल छह महीने की सेवा के बाद विफल हो गया था, पीटीएफई शीथ पूरे गर्म खंड पर फफोला और टूट गया था। रखरखाव टीम को संदेह था कि हीटर का आकार छोटा था और वह बहुत अधिक वाट घनत्व पर काम कर रहा था।
पीटीएफई विसर्जन हीटरों के लिए मिश्रित एसिड अचार स्नान सबसे अधिक मांग वाले रसायनों में से एक है। हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड घटक पारगमन के माध्यम से पीटीएफई पर हमला करता है, और नाइट्रिक एसिड घटक बहुलक सतह को ऑक्सीकरण करता है। 60 डिग्री पर एचएफ और नाइट्रिक एसिड के संयोजन के लिए कम वाट घनत्व और बड़े सतह क्षेत्र के साथ एक रूढ़िवादी डिजाइन की आवश्यकता होती है।
मिश्रित अम्ल अचार बनाने के लिए कम वाट घनत्व की आवश्यकता क्यों होती है?
हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड पीटीएफई में उस दर से प्रवेश करता है जो तापमान और एकाग्रता पर निर्भर करता है। नाइट्रिक एसिड बहुलक सतह को ऑक्सीकरण करता है। साथ में, वे अकेले एसिड की तुलना में कोटिंग को तेजी से ख़राब करते हैं।
60 डिग्री पर मिश्रित एसिड अचार में पीटीएफई विसर्जन हीटर के लिए सुरक्षित वाट घनत्व 0.8-1.0 डब्ल्यू/सेमी² है। उस सीमा से ऊपर, सतह का तापमान पॉलिमर के लिए सुरक्षित सीमा से अधिक हो जाता है, और गिरावट की दर तेज हो जाती है।
| अम्ल संरचना | तापमान | सुरक्षित वाट घनत्व | 5 किलोवाट के लिए सतह क्षेत्र | अपेक्षित सेवा जीवन |
|---|---|---|---|---|
| 10% एचएनओ₃ + 2% एचएफ | 50 डिग्री | 1.0-1.2 डब्ल्यू/सेमी² | 4,167-5,000 सेमी² | 3-5 वर्ष |
| 10% एचएनओ₃ + 2% एचएफ | 60 डिग्री | 0.8-1.0 डब्लू/सेमी² | 5,000-6,250 सेमी² | 2-4 साल |
| 15% एचएनओ₃ + 3% एचएफ | 60 डिग्री | 0.7–0.9 डब्ल्यू/सेमी² | 5,556–7,143 सेमी² | 18-36 महीने |
| 20% एचएनओ₃ + 4% एचएफ | 60 डिग्री | 0.6–0.8 डब्लू/सेमी² | 6,250–8,333 सेमी² | 12-24 महीने |
| 15% एचएनओ₃ + 3% एचएफ | 70 डिग्री | 0.5-0.7 डब्लू/सेमी² | 7,143-10,000 सेमी² | 8-18 महीने |
मिश्रित एसिड अचार के लिए सुरक्षित वाट घनत्व और सतह क्षेत्र की आवश्यकताएं
मिश्रित एसिड सेवा के लिए तापमान सीमा
सतह का तापमान नियंत्रित चर है। 60 डिग्री थोक में मिश्रित एसिड अचार के लिए, सतह का तापमान 85-90 डिग्री से अधिक नहीं होना चाहिए। उस सीमा से ऊपर, एचएफ पारगमन दर और नाइट्रिक एसिड ऑक्सीकरण दर में तेजी आती है, और पीटीएफई तेजी से घटता है।
सतह के तापमान को 90 डिग्री से नीचे रखने के लिए, मध्यम उत्तेजित स्नान में वाट घनत्व 0.8-1.0 W/cm² तक सीमित होना चाहिए। कम प्रवाह वाले क्षेत्रों में, सीमा घटकर 0.6–0.8 W/cm² हो जाती है।
आवश्यक सतह क्षेत्र की गणना
सतह क्षेत्र की आवश्यकता वाट क्षमता और वाट घनत्व पर निर्भर करती है। 0.9 डब्लू/सेमी² पर 5 किलोवाट ड्यूटी के लिए, आवश्यक सतह क्षेत्र 5,556 सेमी² है। 50 मिमी शीथ व्यास और 1,500 मिमी गर्म लंबाई वाला एक सीधा हीटर आवश्यकता के आधे से लगभग 2,356 सेमी²- कम प्रदान करता है। एक मल्टी-पास कॉन्फ़िगरेशन या मल्टीपल हीटर की आवश्यकता होती है।
यदि टैंक एक बड़े हीटर को समायोजित नहीं कर सकता है, तो टैंक के चारों ओर वितरित कई छोटे हीटर कम वाट घनत्व बनाए रखते हुए आवश्यक सतह क्षेत्र प्रदान कर सकते हैं।
| वाट क्षमता | सुरक्षित वाट घनत्व | आवश्यक सतह क्षेत्र | एकल हीटर की लंबाई (50 मिमी शीथ) | मल्टी-पास कॉन्फ़िगरेशन |
|---|---|---|---|---|
| 3 किलोवाट | 0.9 डब्ल्यू/सेमी² | 3,333 सेमी² | 2,122 मिमी | 2 पास × 1,061 मिमी |
| 4 किलोवाट | 0.9 डब्ल्यू/सेमी² | 4,444 सेमी² | 2,829 मिमी | 3 पास × 943 मिमी |
| 5 किलोवाट | 0.9 डब्ल्यू/सेमी² | 5,556 सेमी² | 3,537 मिमी | 4 पास × 884 मिमी |
| 6 किलोवाट | 0.9 डब्ल्यू/सेमी² | 6,667 सेमी² | 4,244 मिमी | 5 पास × 849 मिमी |
| 8 किलोवाट | 0.9 डब्ल्यू/सेमी² | 8,889 सेमी² | 5,659 मिमी | 6 पास × 943 मिमी |
0.9 डब्लू/सेमी² पर मिश्रित एसिड अचार के लिए सतह क्षेत्र और हीटर विन्यास आवश्यकताएँ
मिश्रित एसिड सेवा के लिए व्यावहारिक विशिष्टता चरण
अम्ल संरचना से प्रारंभ करें। उच्च एचएफ और नाइट्रिक एसिड सांद्रता के लिए कम वाट घनत्व की आवश्यकता होती है। 10% HNO₃ + 2% HF के लिए, वाट घनत्व 1.0 W/cm² से अधिक नहीं होना चाहिए। 15% HNO₃ + 3% HF के लिए, सीमा घटकर 0.9 W/cm² हो जाती है।
हीटर स्थान पर वास्तविक प्रवाह स्थितियों से वाट घनत्व का चयन करें। मध्यम उत्तेजित स्नान में, 0.9 W/cm² उपयुक्त है। निम्न - प्रवाह क्षेत्र में, 0.7 W/cm² तक कम करें।
वाट क्षमता और वाट घनत्व से आवश्यक सतह क्षेत्र की गणना करें। 0.9 डब्लू/सेमी² पर 5 किलोवाट ड्यूटी के लिए 5,556 सेमी² की आवश्यकता होती है। यदि एक एकल हीटर टैंक के भीतर उस क्षेत्र को प्रदान नहीं कर सकता है, तो परिधि के चारों ओर वितरित कई हीटरों पर विचार करें।
सत्यापित करें कि हीटर की सतह का तापमान 90 डिग्री से नीचे रहता है। यदि गणना की गई सतह का तापमान उस सीमा से अधिक है, तो वाट घनत्व को और कम करें या हीटर की सतह पर प्रवाह में सुधार करें।
जब मानक हीटर वाट घनत्व की आवश्यकता को पूरा नहीं कर सकते
उच्च वाट क्षमता आवश्यकताओं और सीमित परिधीय स्थान के साथ मिश्रित एसिड पिकलिंग टैंक अक्सर रसायन शास्त्र की मांग के अनुसार कम वाट घनत्व पर मानक पीटीएफई विसर्जन हीटर को समायोजित नहीं कर सकते हैं। बड़े सतह क्षेत्र, कम वाट घनत्व और प्रवाह अनुकूलित स्थिति के साथ एक कस्टम पीटीएफई इमर्शन हीटर कॉन्फ़िगरेशन वाट घनत्व बेमेल के मूल कारण को संबोधित करता है। विनिर्देशन प्रक्रिया के लिए एसिड संरचना, ऑपरेटिंग तापमान, टैंक आयाम, प्रवाह की स्थिति और आवश्यक वाट क्षमता की आवश्यकता होती है। मिश्रित एसिड पिकलिंग लाइनों वाली सुविधाओं के लिए, यह एप्लिकेशन -विशिष्ट दृष्टिकोण कोटिंग क्षरण को कम करता है और हीटर सेवा जीवन को बढ़ाता है।
