Kako se PTFE izmjenjivač topline odupire koroziji živinog amalgama u klor-alkalnom zagrijavanju otopine soli?
Ostavite poruku
Rizik od onečišćenja živom
U klor-alkalijskim postrojenjima koja koriste tehnologiju živinih ćelija, klor i natrijev hidroksid proizvode se propuštanjem električne struje kroz otopinu vode i soli s elementarnom živom koja služi kao katoda. Cirkulirajuća slana voda sadrži tragove otopljene žive, obično 1 do 20 dijelova na milijun, ali s povremenim skokovima u znatno veće koncentracije. Moguć je napad žive na bilo koji metalni izmjenjivač topline u kontaktu s ovom slanom vodom.
Živa napada metale amalgamacijom, stvaranjem legura žive i metala. Aluminij je vrlo slab. Bakar, nikal, cink i olovo brzo se otapaju u živi. Čak će i nehrđajući čelik i titan doživjeti krtost od žive, ili krtost od tekućeg metala, kada živa smoči površinu na defektima u pasivnom filmu. Napad je brz, iznenadan i katastrofalan kad udari.
Živa ne utječe na PTFE. Fluorpolimer nema metalni sastojak s kojim se živa može amalgamirati. Živa ne kvasi PTFE površinu i kontaktni kut za živu na PTFE je oko 150 stupnjeva, jedna od najvećih vrijednosti za bilo koji par materijala. Zrnca žive se podižu i otkotrljaju bez dodirivanja materijala ispod.
Proces amalgamacije žive
Krtost tekućeg metala živom proces je-u više koraka. Živa prvo mora natopiti metalnu površinu, što zahtijeva pucanje pasivnog oksidnog filma, bilo mehaničkim oštećenjem, kemijskim otapanjem ili toplinskim stresom. Živa se brzo širi duž granica zrna kada dotakne goli metal. Atomi žive olabavljuju veze među zrncima. Metal gubi svoju mehaničku čvrstoću i slomit će se pod silama znatno ispod njegove normalne granice tečenja.
Proces je brz-kvar se može dogoditi između minuta i sati interakcije žive. Ogrebotina na pasivnom premazu izmjenjivača topline od nehrđajućeg čelika izloženog slanoj vodi koja sadrži živu može rezultirati katastrofalnim kvarom bez prethodnog upozorenja. Način kvara je nepoznat, a posljedice su ispuštanje žive i slane vode u okoliš.
| Parametar napada živinom | Nehrđajući čelik | Titanij | PTFE |
|---|---|---|---|
| Vlaženje živom | Da (kod nedostataka pasivnog filma) | Da (s nedostacima) | Ne (kontaktni kut ~150 stupnjeva) |
| Stvaranje amalgama | Umjereno | Nizak (TiO₂ štiti) | Ništa (bez metala) |
| Rizik od krtosti tekućeg metala | Visok u manama | Umjereno | Nijedan |
| Predvidljivost neuspjeha | Niska (katastrofalna) | Niska | N/A (bez kvara) |
| Životni vijek u slanoj vodi-kontaminiranoj živom | Nepredvidljivo | Nepredvidljivo | 15+ godina |
Prednost sigurnosti procesa
Uklanjanje rizika od napada živom nije samo pitanje životnog vijeka opreme-već pitanje sigurnosti procesa. Katastrofalni kvar izmjenjivača topline koji oslobađa slanu otopinu-kontaminiranu živom predstavlja ozbiljne opasnosti za okoliš i zdravlje. Živa je postojan, bioakumulativni toksin. Objava može pokrenuti regulatornu provedbu, sanaciju lokacije i dugoročnu-odgovornost.
PTFE pruža inherentnu sigurnost protiv ovog načina kvara. Materijal ne može biti napadnut živom. Ne postoji mehanizam krtosti od tekućeg metala. Ne postoji katastrofalan kvar zbog izloženosti živi. Izmjenjivač topline radi sigurno tijekom cijelog radnog vijeka bez obzira na koncentraciju žive u slanoj vodi.
Pogodnost stavljanja izvan pogona i zbrinjavanja
Izmjenjivači topline uklonjeni iz slane-kontaminirane žive nose ostatke žive. Metalni izmjenjivači su kontaminirani živom koja je prodrla u metalnu površinu-živa se ne može potpuno ukloniti čišćenjem. S istrošenim izmjenjivačem mora se postupati i odlagati kao otpad-kontaminiran živom, sa svim povezanim regulatornim i troškovnim implikacijama.
PTFE ne upija živu. Živa ostaje na površini u obliku kapljica koje se mogu ukloniti ispiranjem otopinom surfaktanta. Dekontaminirani PTFE je bez ostataka žive. Odlaganje je jednostavno-ne-opasan industrijski otpad ili recikliranje.
Sažetak
PTFE izmjenjivači topline jedinstveno su prilagođeni živom-kontaminiranom klor-alkalnom slanom vodom. Fluorpolimer je otporan na amalgamaciju žive i krtost tekućeg metala-načine kvarova koji metalne izmjenjivače čine nepredvidljivim i opasnim u ovom okruženju. Ne-površina PTFE-a koja ne moči sprječava kontakt sa živom. Dekontaminacija i odlaganje su pojednostavljeni. Za postrojenja sa živinim ćelijama koja se moderniziraju, PTFE izmjenjivači topline pružaju sigurnu i pouzdanu zamjenu za osjetljive metalne jedinice.
Inženjerska podrška za uslugu PTFE izmjenjivača topline sa živom dostupna je nakon podnošenja kemije slane otopine, raspona koncentracije žive, radne temperature i trenutne povijesti kvarova opreme.
