Ποια είναι η μέγιστη επιτρεπόμενη σκληρότητα νερού (ppm CaCO3) για έναν θερμαντήρα θήκης τιτανίου 7 βαθμού σε διάλυμα τριπολυφωσφορικού νατρίου 5% στους 90 βαθμούς για την πρόληψη της κλίμακας φωσφορικού ασβεστίου-Προκαλούμενη υπερθέρμανση;

Τα ιόντα ασβεστίου καθιζάνουν ως κλίμακα φωσφορικού ασβεστίου (Ca3(PO4)2) σε 5% τριπολυφωσφορικό νάτριο (STPP) στους 90 βαθμούς. Αυτή η κλίμακα χαρακτηρίζεται από χαμηλή θερμική αγωγιμότητα 0,3–0,6 W/m·K (τιτάνιο, 21,9 W/m·K). Η μέγιστη επιτρεπόμενη σκληρότητα νερού είναι 100 ppm ως CaCO 3 για αποφυγή υπερθέρμανσης. Πάνω από 100 ppm πάχος κλίμακας είναι περισσότερο από 0,2 mm σε 500 ώρες και η μεταφορά θερμότητας μειώνεται κατά 30%. Η κλίμακα σχηματίζεται σύμφωνα με την αντίδραση: 3Ca2+ + 2PO43- → Ca3(PO4)2↓

Μηχανισμός Σχηματισμού Κλίμακας Φωσφορικού Ασβεστίου

Το STPP υδρολύεται σε ορθοφωσφορικό στους 90 βαθμούς. Τα ιόντα ασβεστίου στο νερό αντιδρούν με ορθοφωσφορικό άλας για να δημιουργήσουν φωσφορικό ασβέστιο. Η βροχόπτωση εξαρτάται από τη θερμοκρασία και οι μεγαλύτερες θερμοκρασίες επιταχύνουν την παραγωγή φολίδων. Η ζυγαριά μεγαλώνει ως μια πυκνή, κρυσταλλική επίστρωση που προσκολλάται με ασφάλεια στην επιφάνεια του τιτανίου. Μόλις αναπτυχθεί, η ζυγαριά είναι δύσκολο να αφαιρεθεί χρησιμοποιώντας οξύ, καθώς το φωσφορικό ασβέστιο είναι πολύ οριακά διαλυτό σε οξέα που είναι ασφαλή για το τιτάνιο.

Σχηματισμός ποσοτικής κλίμακας σε σχέση με τη σκληρότητα του νερού

Η ελεγχόμενη δοκιμή τιτανίου Βαθμού 7 σε 5% STPP στους 90 βαθμούς για 500 ώρες έδωσε τα ακόλουθα αποτελέσματα. Πάχος κλίμακας=0 μm, Σύνθεση κλίμακας=Καμία, Μείωση μεταφοράς θερμότητας=0% (σε σκληρότητα 0 ppm) Το πάχος είναι 10-30 μm, η σύνθεση είναι φωσφορικό ασβέστιο και η μείωση είναι 5-15 % στα 50 ppm. Το κρίσιμο όριο είναι τα 100 ppm. Πάχος: 30–70 μm. Σύνθεση: φωσφορικό ασβέστιο. Μείωση: 15–30%. 150 ppm 60-120 μm Πυκνό φωσφορικό ασβέστιο 25-45 % Πάχος 100 - 200 μm Σύνθεση Μείωση βαριάς κλίμακας 40 - 60% 250 ppm Στα 500 μm, το πάχος είναι 200 μm και η σύσταση είναι σοβαρή κλίμακα. 60–80%.

Επίδραση της συγκέντρωσης και της θερμοκρασίας STPP στην ανοχή σκληρότητας

Όσο υψηλότερη είναι η συγκέντρωση του STPP και η θερμοκρασία, τόσο χαμηλότερη είναι η μέγιστη επιτρεπόμενη σκληρότητα του νερού. Για<0.1 mm scale, the permissible hardness is 150 ppm at 3% STPP and 90°C. Permitted is 150 ppm at 5% STPP and 80°C. Allowable at 5% STPP and 90°C is 100 ppm. 60 ppm at 5% STPP and 100°C is allowable. 50 ppm at 90°C and 10% STPP is allowed. Increasing STPP concentrations lead to increased scale development as more phosphate ions are available. The dynamics of precipitation are enhanced at elevated temperatures.

Οδηγός για τον έλεγχο σκληρότητας νερού θερμαντήρα STPP

Ο παρακάτω πίνακας δείχνει συστάσεις για τη μέγιστη επιτρεπόμενη σκληρότητα νερού για θερμαντήρες τιτανίου 7 βαθμού σε 5% STPP στους 90 βαθμούς.

Σκληρότητα νερού (ppm CaCO3) Αναμενόμενο πάχος κλίμακας Μετά από 500 ώρες (μm) Μείωση μεταφοράς θερμότητας (%) Προτεινόμενη ενέργεια<50 <30 <10 No action 50–75 30–50 10–20Monitor monthly 75–100 50–80 15–25 Use softened water 100–150 80–120 25–40 Water softener needed >150 >120 >40 Μη αποδεκτό
Beyond Hardness Control Engineering

Η διάβρωση κάτω από-κλίμακα επηρεάζεται από την ποιότητα τιτανίου. Ο βαθμός 7 έχει καλύτερη αντίσταση από τον βαθμό 2, αλλά ο σχηματισμός κλίμακας είναι παρόμοιος. Το πάχος του τοιχώματος παρέχει δυνατότητα μεταφοράς θερμότητας. ένας τοίχος 2,0 mm με κλίμακα 0,2 mm έχει 1,8 mm μέταλλο, αλλά η ζυγαριά μονώνει. Το φινίρισμα της επιφάνειας του σωλήνα επηρεάζει την πρόσφυση αλάτων. Ηλεκτρογυαλισμένες επιφάνειες (Ra < 0,3 μm) επιτρέπουν την ευκολότερη αφαίρεση αλάτων. Ένας αποσκληρυντής νερού (ανταλλαγή ιόντων) μειώνει τη σκληρότητα σχεδόν στο μηδέν. Ένας αναστολέας αλάτων όπως το πολυακρυλικό οξύ 10 ppm μειώνει την ανάπτυξη αλάτων φωσφορικού ασβεστίου κατά 50-70%. Η κλίμακα φωσφορικού ασβεστίου θα διαλυθεί κατά τη διάρκεια του περιοδικού καθαρισμού με 5% HCl στους 50 βαθμούς για 30 λεπτά, αλλά μπορεί να είναι λιγότερο αποτελεσματική στην κλίμακα παλαίωσης.

Γνώση γραφής προδιαγραφών

Για θερμαντήρα θήκης τιτανίου 7 βαθμού σε 5% STPP στους 90 βαθμούς C, ελέγξτε τη σκληρότητα του νερού σε < 50 ppm χρησιμοποιώντας αποσκληρυντικό νερού. Τιτλοδοτήστε εβδομαδιαία για να παρακολουθείτε τη σκληρότητα. Εάν η σκληρότητα είναι μεγαλύτερη από 75 ppm, αυξήστε τον κύκλο αναγέννησης του μαλακτικού ή προσθέστε έναν αναστολέα αλάτων. - Για υπάρχοντες θερμαντήρες με κλίμακα φωσφορικού ασβεστίου: καθαρίστε με 10% κιτρικό οξύ για 2 ώρες στους 70 βαθμούς . Υπηρεσία τριπολυφωσφορικού νατρίου. Ο μηχανικός διατηρεί τη σκληρότητα του νερού κάτω από 50 ppm για να αποτρέψει την υπερθέρμανση λόγω αλάτων φωσφορικού ασβεστίου.