Koks yra didžiausias leistinas vandens kietumas (kaip CaCO₃), kad būtų išvengta lengvatinio magnio hidroksido nuosėdų susidarymo titano šilumos strypui, veikiančiam 30 % kalcio chlorido sūryme 100 laipsnių kampu su 2 % magnio priemaiša?

100 laipsnių temperatūroje 30 % kalcio chlorido (CaCl 2 ) sūryme su 2 % magnio priemaišų (kaip MgCl 2 ), magnio hidroksido (Mg(OH) 2 ) nuosėdos pirmiausia nusėda, o ne kalcio karbonatas arba kalcio sulfatas. Magnio hidroksidas ypač mažai tirpsta aukštesnėje temperatūroje ir ant titano šildytuvo paviršių sukuria kietą, prilimpančią apnašą. Svarstyklių šilumos laidumas yra mažas (1-2 W/mK), todėl vietinis perkaitimas. Bendras kietumas (kaip CaCO3), kad būtų išvengta pirminio magnio hidroksido nuosėdų susidarymo, yra 200 ppm. Nustačius šį nustatymą, skalės storis yra 0,2 mm per 500 valandų, o šilumos perdavimas sumažėja 30–50 %.

Pirmenybinis magnio hidroksido nuosėdų susidarymo mechanizmas

At high temperature brine Mg2+ hydrolysis: Mg2+ + 2H2O ->Mg(OH)2 + 2H+. Ši reakcija yra endoterminė ir kuo aukštesnė temperatūra, tuo greičiau ji vyksta. Vandens sumažinimas skatina vietinį pH šildomame titano paviršiuje, taip skatinant Mg(OH)2 nusodinimą. Kalcio jonai nusodina kalcio karbonato ir kalcio sulfato nuosėdas, tačiau jos mažiau prilimpa ir gali būti lengviau pašalinamos. Jei vandens kietumas yra didesnis nei 200 ppm, skalę daugiausia sudaro Mg(OH)2, net su 2% magnio priemaišų. plečiantis skalei, plokštelės{9}}kaip kristalai susilieja ir sukuria tvirtą sluoksnį.

Kiekybinė formavimosi skalė ir vandens kietumas

Kontroliuojamas bandymas sintetiniame sūryme (30 % CaCl2, 2 % MgCl2, 100 laipsnių) per 500 valandų, esant įvairaus bendrojo kietumo (išreikštas kaip ppm CaCO3) rezultatas. Skalės storis 10-30 µm Kalcio karbonatas su minimaliu Mg(OH) 2 Pašalinimas pasiekiamas plaunant rūgštimi Šilumos perdavimo sumažinimas 5-15 % Kietumas < 100 ppm Esant 100-200 ppm kietumo skalės storis yra 30-70 µm, skalės yra pašalinamos rūgštimi ir rūgštimi, plius karbonatas ir M sumažinimas yra 15–30 % . 200-300 ppm Kritinis slenkstis Skalės storis 60–120 µm Skalės tipas Mg(OH)2 dominuojantis, didelis sukibimas Pašalinimas Mechaninis grandymas Šilumos perdavimo sumažinimas 25–45 % Esant kietumui 300–500 ppm, magnio kietumas yra 0 µm 10 µm hidroksidas, jį labai sunku pašalinti, šilumos perdavimo sumažinimas 40–60 %. Jei koncentracija viršija 500 ppm, apnašos storis yra didesnis nei 200 μm, atsiranda stiprus pleiskanojimas, o šilumos perdavimas sumažėja daugiau nei 60%.

Magnio koncentracijos ir temperatūros poveikis kietumo tolerancijai

Didžiausias leistinas vandens kietumas mažėja didėjant magnio koncentracijai. 0,1 mm skalėje ir 1 % magnio priemaišų priimtinas kietumas yra 300 ppm. Leidžiamas kietumas sumažėja iki 200 ppm esant 2% magnio. Esant 3 % magnio, leistinas kietumas sumažėja iki 150 ppm. Esant 5% magnio, leidžiamas kietumas yra tik 80 ppm. Temperatūra taip pat turi įtakos slenksčiui, kai leistinas kietumas esant 2% magnio yra 350 ppm esant 80 laipsnių. Leidžiamas kietumas 100 laipsnių C temperatūroje yra 200 ppm. 120 ppm, tinkamas kietumas esant 120 °C esant slėgiui. Leistinas kietumas 140 laipsnių kampu yra 80 ppm.

Vandens kietumo kontrolė magnio{0}}užteršto kalcio chlorido sūryme: vadovas

Šioje lentelėje parodytas rekomenduojamas didžiausias priimtinas vandens kietumas 30 % CaCl2 sūrymo su 2 % magnio priemaišų 100 laipsnių temperatūroje. Rekomendacijos pagrįstos norimu apnašų storiu ir valymo dažnumu.

Norimas nuosėdų storis po 500 valandų (µm) Didžiausias leistinas vandens kietumas (ppm CaCO₃) skalės sudėtis Rekomenduojamas valymo būdas<30 (low scaling) <100 Calcium carbonate Acid cleaning (5% HCl) 30–70 (moderate) 100–200 Mixed carbonate/Mg(OH)₂ Acid + brushing 70–120 (high) 200–250 Mg(OH)₂ dominant Mechanical scraping >120 (severe) >250 kieto Mg(OH)₂ Nerekomenduojama Inžinerija ne tik vandens kietumo kontrolei

Titano klasė turi mažai įtakos masto vystymuisi; nepaisant to, 7 klasė pasižymi puikiu atsparumu mažo-mastelio korozijai. Sienelės storis užtikrina šilumos perdavimą; 2,0 mm siena su 0,3 mm skale sumažino, bet vis dar tinkama naudoti šilumos perdavimą. Elektropoliruoti paviršiai (Ra < 0,3 µm) sumažina nuosėdų sukibimą ir palengvina pašalinimą. Poliakrilatai ir fosfonatai yra veiksmingi kalcio karbonato nuosėdų inhibitoriai, bet nelabai veiksmingi magnio hidroksidui. Sūrymo pH turi būti mažesnis nei 7,5, nes didesnis pH pagreitina Mg(OH)₂ nusodinimą. Periodiškai valant rūgštimi 5% druskos rūgštimi 50 laipsnių temperatūroje 2 valandas gali ištirpti kalcio karbonato nuosėdos, tačiau Mg(OH) 2 netirpsta lengvai.

Sukurti gerai{0}}pagrįstą specifikaciją

Bendras vandens kietumas turi būti mažesnis nei 100 ppm 30 % kalcio chlorido sūryme 100 laipsnių temperatūroje su 2 % magnio priemaišų, kad būtų išvengta magnio hidroksido nuosėdų susidarymo titano karščiui. Sūrymui naudokite suminkštintą vandenį-. Tikrinkite kietumą kas savaitę titruodami. Jei kietumas yra didesnis nei 200 ppm, nusodinkite magnį kalkėmis padidindami pH iki 9,5 ir filtruokite prieš vėl naudodami. Esamiems šildytuvams su Mg(OH)2 skale naudokite 10% citrinos rūgštį 70 laipsnių temperatūroje 4 valandas, po to nuvalykite mechaniniu šepečiu. Prilipusios magnio hidroksido nuosėdos nesusidaro, kad sumažintų šilumos perdavimą ir sukeltų vietinį perkaitimą, reguliuojant vandens kietumą iki mažesnio nei 200 ppm.