برای بخاری باندل تیتانیوم در محلول 15 درصد سولفات آلومینیوم (آلوم) در 70 درجه، ضخامت مقیاس هیدروکسید آلومینیوم بحرانی که باعث کاهش 50 درصدی راندمان انتقال حرارت می شود چیست؟

تشکیل مقیاس هیدروکسید آلومینیوم (Al(OH)3) بر روی سطوح تیتانیوم گرم شده در سولفات آلومینیوم 15 درصد (زاج) در دمای 70 درجه. این مقیاس دارای هدایت حرارتی ضعیف 0.2-0.4 W/m·K در مقایسه با 21.9 W/m·K برای تیتانیوم است. ضخامت مقیاس بحرانی 0.5 میلی متر، 50 درصد راندمان انتقال حرارت کمتری را تولید می کند، که به معنای دو برابر شدن زمان گرمایش یا مصرف برق برای رسیدن به همان دمای فرآیند است. این مقیاس با هیدرولیز یون‌های آلومینیوم تشکیل می‌شود: Al 3+ + 3H 2 O Al(OH) 3 + 3H +. نرخ بارندگی با دما و غلظت آلومینیوم افزایش می‌یابد.

مکانیسم کاهش انتقال حرارت با مقیاس هیدروکسید آلومینیوم

مقاومت دیواره تیتانیوم شامل مقاومت حرارتی مقیاس است. اختلاف دمای کلی $\\Delta T_{total}=\\Delta T_{titanium} + \\Delta T_{scale}$ است. ضخامت مقیاس به نسبت یک شار حرارتی معین، $\\Delta T_{total}$ افزایش می‌یابد. بنابراین کاهش دمای کلی دو برابر شده و انتقال حرارت به نصف کاهش می یابد. ضخامت مقیاس 0.5 میلی متر است، به طوری که ΔT_scale تقریبا معادل ΔT_titanium است. این ترازو همچنین دمای سطح لوله را افزایش می‌دهد که باعث افزایش سرعت بارش مقیاس بعدی می‌شود.

کاهش کمی انتقال حرارت به عنوان تابعی از ضخامت مقیاس

آزمایشات کنترل شده در شار حرارتی 20 وات بر سانتی متر مربع در 15% Al2(SO4)3 در 70 درجه کاهش انتقال حرارت زیر را برای ضخامت مقیاس تیتانیوم درجه 2{4}} میلی متر (تمیز) مقاومت حرارتی اضافی 0، کاهش انتقال حرارت 0، افزایش توان مورد نیاز 1.0× نشان داده است. مقاومت اضافی 0.00025-0.0005 m2K/W (کاهش 10-20٪، افزایش توان 1.1-1.25×) در ضخامت 0.1 میلی متر است. مقاومت در 0.2 میلی متر 0.0005-0.001، کاهش 20-35٪، افزایش توان 1.25-1.5x مقاومت، 0.3 میلی متر، 0.00075-0.0015، کاهش، 30-50٪، افزایش توان، 1.4-2.0x. ضخامت بحرانی در 0.5 میلی متر، مقاومت 0.00125-0.0025، کاهش 45-65٪، افزایش توان 1.8-2.8×. برای 1.0 میلی متر: مقاومت 0.0025-0.005، کاهش 65-85٪، افزایش توان 2.8-6.5x.

نرخ رشد مقیاس در طول زمان

افزایش ضخامت مقیاس با زمان از یک قانون سهموی پیروی می کند. ضخامت مقیاس در 100 ساعت 0.05-0.10 میلی متر است، کاهش انتقال حرارت 5-15٪ است. در 500 ساعت، ضخامت 0.15-0.30 میلی متر است، کاهش 20-45٪ است. در 1000 ساعت ضخامت 0.25-0.50 میلی متر و کاهش 35-65٪ است. ضخامت (0.40 تا 0.80 میلی متر) و کاهش (50 تا 80%) در 2000 ساعت. سرعت رشد با گذشت زمان کاهش می یابد، زیرا لایه مقیاس به عنوان یک مانع انتشار برای یون های آلومینیوم عمل می کند.

راهنمای کنترل و تمیز کردن ترازوی دیگ سولفات آلومینیوم

جدول زیر حداکثر ضخامت مقیاس مجاز و فرکانس تمیز کردن بخاری های باندل تیتانیوم درجه 2 در سولفات آلومینیوم 15 درصد در دمای 70 درجه را نشان می دهد.

ضخامت مقیاس (mm) کاهش انتقال حرارت (%) اقدام توصیه شده روش تمیز کردن فرکانس تمیز کردن<0.1 <15 None N/A Annual 0.1-0.2 15-30 Performance monitoring Quarterly Inspection N/A
0.2–0.3 30–50 Schedule cleaning 5% HCl, 50°C, 30 min Monthly 0.3–0.5 50–65 Clean immediately 5% HCl, 50°C, 60 min Biweekly >0.5 >65 تمیز کردن بحرانی – فوری مکانیک + اسید مهندسی هفتگی فراتر از کنترل ضخامت مقیاس

توسعه مقیاس تحت تأثیر عیار تیتانیوم قرار نمی گیرد، اگرچه درجه 7 مقاومت به خوردگی بیشتری در مقیاس دارد. ضخامت دیواره اجازه انتقال گرما را می دهد. یک دیوار ضخیم دارای ΔT پایه بیشتری است، بنابراین درصد کاهش برای ضخامت مقیاس معین کمی کمتر است. چسبندگی مقیاس تابعی از پرداخت سطح لوله است و سطوح الکتروپلی شده (Ra < 0.3 میکرومتر) آسان تر رسوب زدایی می شوند. میزان سولفات آلومینیوم باید کمتر از 15 درصد باشد تا رشد رسوب به حداقل برسد. پلی اکریلیک اسید به عنوان یک بازدارنده رسوب در ppm 10 تشکیل رسوب را 30 تا 50 درصد کاهش می دهد.

مشخصات از دانش

برای یک بخاری باندل تیتانیوم در 15٪ سولفات آلومینیوم و 70 درجه، بخاری را هنگامی که ضخامت مقیاس به 0.3 میلی متر رسید تمیز کنید تا از کاهش انتقال حرارت بیش از 50٪ جلوگیری کنید. مقیاس Al(OH)3 با اسید کلریدریک 5 درصد در دمای 50 درجه به مدت 30 تا 60 دقیقه مورد حمله قرار می گیرد و به طور کامل با آب شستشو می شود. یک گیج فشار دیفرانسیل در سراسر بخاری نصب کنید تا افت فشار 20 درصدی را به دلیل رسوب{12}} که نیاز به تمیز کردن دارد، تشخیص دهد. برای خدمات مداوم هر 500 تا 1000 ساعت تمیز کنید. در سرویس سولفات آلومینیوم، مهندس ضخامت مقیاس را زیر 0.5 میلی متر نگه می دارد تا راندمان انتقال حرارت را بالای 50٪ حفظ کند.