85도의 25% 수산화나트륨 욕조에서 PTFE 침지 히터를 교체해야 하는 화학 공장이 필요했습니다. 기존 히터는 사용 5개월 만에 고장이 났습니다.-PTFE는 가열된 부분 전체에 기포가 생기고 갈라졌습니다. 공장의 유지보수 팀은 히터의 크기가 작업에 비해 너무 작고 너무 높은 와트 밀도에서 작동하고 있다고 의심했습니다.
고온 농축 부식제는 PTFE 침지 히터에 가장 까다로운 화학 물질 중 하나입니다. 85도 및 25% 농도에서 가성 물질은 탈불소화를 통해 폴리머 표면을 공격합니다. 공격 속도는 표면 온도에 따라 달라집니다. 높은 와트 밀도에서 작동하는 히터는 표면 온도가 더 높고 성능이 더 빨리 저하됩니다.
85도에서 25% 가성을 사용하려면 넓은 표면적이 필요한 이유
85도, 25% 부식성 PTFE 침지 히터의 안전한 와트 밀도는 0.6–0.8 W/cm²입니다. 해당 범위를 초과하면 표면 온도가 폴리머의 안전 한계를 초과하고 탈불소화 속도가 가속화됩니다.
와트 밀도가 낮다는 것은 주어진 전력량에 대해 넓은 표면적이 필요하다는 것을 의미합니다. 0.7W/cm²에서 5kW 듀티의 경우 필요한 표면적은 7,143cm²입니다. 설치 면적이 500mm × 700mm인 단면-히터는 3,500cm²-필요한 면적의 절반에 불과합니다. 양면 히터는 7,000cm²를 제공하며 이는 요구 사항에 가깝습니다.
| 와트수 | 안전한 와트 밀도 | 필요한 표면적 | 단면-면적 | 양면-면적 |
|---|---|---|---|---|
| 3kW | 0.7W/cm² | 4,286cm² | 500×857mm | 500×429mm |
| 4kW | 0.7W/cm² | 5,714cm² | 500×1,143mm | 500×571mm |
| 5kW | 0.7W/cm² | 7,143cm² | 600×1,190mm | 600×595mm |
| 6kW | 0.7W/cm² | 8,571cm² | 600×1,429mm | 600×714mm |
| 8kW | 0.7W/cm² | 11,429cm² | 800 × 1,429mm | 800×714mm |
85도에서 25% 가성에 대한 표면적 및 설치 공간 요구 사항
가성 서비스의 온도 상한
표면 온도가 제어 변수입니다. 85도 벌크에서 25% 부식성 물질의 경우 표면 온도가 95~100도를 초과해서는 안 됩니다. 해당 범위 이상에서는 탈불소화 속도가 가속화되고 PTFE가 빠르게 분해됩니다.
표면 온도를 100도 미만으로 유지하려면 적당히 교반되는 욕조에서 와트 밀도를 0.6~0.8W/cm²로 제한해야 합니다. 낮은-유량 영역에서는 한도가 0.5~0.6 W/cm²로 떨어집니다.
필요한 표면적 계산
표면적 요구 사항은 전력량과 전력 밀도에 따라 달라집니다. 0.7W/cm²에서 5kW 듀티의 경우 필요한 표면적은 7,143cm²입니다. 600mm × 595mm 설치 면적의 양면 히터는 7,140cm²-면 충분합니다.
탱크가 600 × 595mm 양면 히터를 수용할 수 없는 경우, 탱크 주위에 분산된 여러 개의 작은 히터가 낮은 와트 밀도를 유지하면서 필요한 표면적을 제공할 수 있습니다.
고온 부식성 서비스를 위한 실제 사양 단계
가성 농도와 온도부터 시작합니다. 농도와 온도가 높을수록 와트 밀도가 낮아야 합니다. 85도에서 25% 가성의 경우 와트 밀도는 0.7W/cm²를 초과해서는 안 됩니다.
히터 위치의 실제 흐름 조건에서 와트 밀도를 선택합니다. 적당히 교반된 욕조에서는 0.7W/cm²가 적합합니다. 낮은-유량 영역에서는 0.5~0.6 W/cm²로 줄입니다.
와트수와 와트 밀도로부터 필요한 표면적을 계산합니다. 0.7W/cm²에서 5kW 듀티에는 7,143cm²가 필요합니다. 단일 히터가 탱크 내의 해당 영역을 제공할 수 없는 경우 주변에 분산된 여러 히터를 고려하십시오.
히터 표면 온도가 100도 이하로 유지되는지 확인하십시오. 계산된 표면 온도가 해당 한계를 초과하는 경우 와트 밀도를 더 줄이거나 히터 표면의 흐름을 개선하십시오.
| 가성 농도 | 온도 | 안전한 와트 밀도 | 5kW의 표면적 | 예상 서비스 수명 |
|---|---|---|---|---|
| 10% | 60도 | 1.2~1.5W/cm² | 3,333~4,167cm² | 4~6년 |
| 15% | 70도 | 1.0~1.2W/cm² | 4,167~5,000cm² | 2~4년 |
| 20% | 80도 | 0.8~1.0W/cm² | 5,000~6,250cm² | 18~30개월 |
| 25% | 85도 | 0.6~0.8W/cm² | 6,250~8,333cm² | 12~24개월 |
| 30% | 90도 | 0.5~0.7W/cm² | 7,143~10,000cm² | 8~18개월 |
가성 서비스를 위한 안전한 와트 밀도 및 표면적 요구 사항
표준 히터가 필요한 표면적을 제공할 수 없는 경우
높은 와트수 요구사항과 제한된 주변 공간을 가진 고온 농축 가성 탱크는 화학적으로 요구되는 낮은 와트 밀도의 표준 PTFE 침지 히터를 수용할 수 없는 경우가 많습니다. 넓은 표면적, 낮은 와트 밀도 및 흐름-최적화된 위치를 갖춘 맞춤형 PTFE 침지 히터 구성은 표면적 부족의 근본 원인을 해결합니다. 사양 프로세스에는 가성 농도, 작동 온도, 탱크 크기, 흐름 조건 및 필요한 전력량이 필요합니다. 부식성 고온 수조가 있는 시설의 경우 이 용도별{4}}접근 방식을 사용하면 코팅 품질 저하를 줄이고 히터 서비스 수명을 연장할 수 있습니다.
