Η τήξη στερεών νιφάδων υδροξειδίου του νατρίου (NaOH, σημείο τήξης 318 βαθμοί) είναι πέρα από τη θερμοκρασία συνεχούς χρήσης του PFA (200 βαθμοί μέγιστο). Το PFA δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τήξη στερεού NaOH. Ωστόσο, για τη διατήρηση του τετηγμένου NaOH στους 250–300 βαθμούς, το PFA δεν είναι κατάλληλο ούτε-το πολυμερές μαλακώνει, σέρνεται και αποικοδομείται. Για τη θέρμανση διαλυμάτων NaOH (50% υδατικό, 80–120 βαθμοί), το PFA είναι εξαιρετικό. Η μηχανική βλάβη από τις αιχμηρές άκρες των κρυστάλλων είναι μια δευτερεύουσα ανησυχία: ακόμη και σε θερμοκρασία δωματίου, οι αιχμηρές κρύσταλλοι NaOH μπορούν να χαράξουν το PFA. Στο λιωμένο σέρβις, οι κρύσταλλοι εξαφανίζονται, αλλά η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή. Για θέρμανση με νιφάδες στερεού NaOH (π.χ. τήξη σε θερμαντήρα τυμπάνου), χρησιμοποιήστε μια μεταλλική θερμάστρα (χάλυβας, Incoloy ή νικέλιο) με προστατευτική επίστρωση εάν χρειάζεται. Το PFA δεν είναι το κατάλληλο υλικό για λιωμένο καυστικό σέρβις πάνω από 200 βαθμούς, ανεξάρτητα από το λειαντικό αποτέλεσμα των κρυστάλλων.
Όρια θερμοκρασίας για PFA σε NaOH
Η μέγιστη θερμοκρασία συνεχούς λειτουργίας του PFA στον αέρα είναι 200 μοίρες. Σε διάλυμα NaOH 50%, το όριο είναι 150–180 μοίρες ανάλογα με τη συγκέντρωση και την καταπόνηση. Πάνω από 200 βαθμούς, το PFA μαλακώνει σημαντικά (ο συντελεστής πέφτει σε<100 MPa). At 250°C, PFA begins to decompose (release of HF, CO₂). At 318°C (melting point of solid NaOH), PFA would melt (305–315°C) and degrade catastrophically. Thus, PFA cannot be used for melting solid NaOH or holding molten NaOH at typical processing temperatures (250–400°C).
Μηχανική βλάβη από αιχμηρά κρύσταλλα
Ακόμη και σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, οι στερεές νιφάδες NaOH (υγροσκοπικές, γωνιακές) μπορούν να χαράξουν την επιφάνεια του PFA, εάν ο θερμαντήρας εγκατασταθεί πριν λιώσουν οι νιφάδες. Οι γρατσουνιές δημιουργούν συγκεντρωτές τάσεων (βλ. άρθρο #91), αλλά το πρωταρχικό ζήτημα παραμένει η θερμοκρασία. Εάν η θερμοκρασία λειτουργίας ήταν εντός του εύρους του PFA (π.χ. στερεά με χαμηλό-σημείο τήξης- όπως το θείο στους 115 βαθμούς ), το ξύσιμο θα ήταν ανησυχητικό. Για το NaOH, η θερμοκρασία είναι η ένδειξη.
| Κατάσταση Εξυπηρέτησης | Θερμοκρασία (βαθμός) | PFA Κατάλληλο; | Κίνδυνος μηχανικής βλάβης | Προτεινόμενο Υλικό |
|---|---|---|---|---|
| Στερεές νιφάδες NaOH (αποθήκευση, χωρίς θέρμανση) | 25 | Ναί | Ξύσιμο από αιχμηρές άκρες | Αποδεκτό PFA, αλλά αποφύγετε την τριβή |
| Τήξη στερεού NaOH (αρχικό τήγμα) | 25 → 318 | Όχι (υπερβαίνει το όριο PFA) | N/A | Χάλυβας, Incoloy, νικέλιο |
| Τετηγμένο NaOH (επεξεργασία) | 250–350 | Όχι (το PFA αποσυντίθεται) | N/A | Nickel 200, Inconel 600 |
| Διάλυμα NaOH 50%. | 80–120 | Ναί | Κανένα (διαλυμένοι κρύσταλλοι) | PFA, PTFE, τιτάνιο |
| Διάλυμα NaOH 30%. | 60–100 | Ναί | Κανένας | PFA, PP, PVDF |
| Θέρμανση στερεού NaOH για τήξη (έμμεση) | 25–100 (εξωτερική θέρμανση) | Ναι (εάν είναι εξωτερικό) | N/A | Χρησιμοποιήστε εξωτερικό θερμαντήρα ταινίας στο τύμπανο |
Πρακτικές συμβουλές για την τήξη νιφάδων NaOH
Εάν χρειάζεται να λιώσετε στερεές νιφάδες NaOH σε δοχείο που χρησιμοποιεί επίσης θερμαντήρες PFA για επακόλουθη θέρμανση διαλύματος:
Λιώστε το NaOH χρησιμοποιώντας μια εξωτερική πηγή θερμότητας(θερμαντήρας τυμπάνου, ζεστός αέρας, μπουφάν ατμού) πριν από τη μεταφορά στη θερμαινόμενη δεξαμενή PFA-.
Διαλύουμε το λιωμένο NaOH σε νερόγια να σχηματιστεί ένα διάλυμα (η θερμότητα της διάλυσης θα αυξήσει τη θερμοκρασία - προσθέστε αργά).
Cool to<180°C, στη συνέχεια χρησιμοποιήστε θερμάστρα PFA για να διατηρήσετε τη θερμοκρασία.
Μην επιχειρήσετε να λιώσετε στερεές νιφάδες NaOH απευθείας με βυθισμένο θερμαντήρα PFA. Ο θερμαντήρας θα υπερθερμανθεί (το PFA θα μαλακώσει και θα παραμορφωθεί) πριν λιώσουν πλήρως οι νιφάδες.
Παράδειγμα πεδίου (Τι να μην κάνετε)
Ένα χημικό εργοστάσιο προσπάθησε να λιώσει στερεές νιφάδες NaOH σε ένα τύμπανο 200 L χρησιμοποιώντας έναν θερμαντήρα PFA 6 kW. Μετά από 30 λεπτά, η θήκη PFA μαλάκωσε και κατέρρευσε πάνω στον μεταλλικό πυρήνα. Η θερμάστρα καταστράφηκε. Το εργοστάσιο άλλαξε σε έναν εξωτερικό θερμαντήρα τυμπάνου (στυλ ζώνης, 2 kW) που θέρμαινε τον τοίχο του τυμπάνου. Το NaOH έλιωσε σε 4 ώρες και στη συνέχεια μεταφέρθηκε σε θερμαινόμενη δεξαμενή συγκράτησης PFA (80 μοίρες) για αραίωση. Η θερμάστρα PFA εκεί λειτούργησε για 5 χρόνια.
Πότε το PFA είναι σωστό για την υπηρεσία NaOH
Το PFA είναι εξαιρετικό για:
Αραιώστε διαλύματα NaOH (<30%): up to 100°C
Συμπυκνωμένα διαλύματα NaOH(30–50%): έως 120–150 μοίρες με προσεκτική παρακολούθηση
Καυστικά διαλύματα καθαρισμού(CIP): έως 150 μοίρες για μικρά χρονικά διαστήματα
Το PFA δεν είναι κατάλληλο για:
Στερεό NaOH(οποιαδήποτε θερμοκρασία, λόγω τριβής και ενδεχόμενης υπερθέρμανσης)
Τετηγμένο NaOH (>200 μοίρες)
Υψηλή-πίεση, υψηλή-θερμοκρασία καυστική (>150 μοίρες, ειδικά με άγχος)
Συμπέρασμα: Μην χρησιμοποιείτε PFA για την τήξη του στερεού NaOH
Οι θερμαντήρες PFA δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την τήξη στερεών νιφάδων υδροξειδίου του νατρίου επειδή η απαιτούμενη θερμοκρασία (318 βαθμοί ) υπερβαίνει το σημείο τήξης του PFA (305–315 μοίρες). Οι αιχμηρές κρυστάλλινες άκρες αποτελούν δευτερεύουσα ανησυχία. το πρωταρχικό θέμα είναι η θερμική αποσύνθεση. Για την τήξη στερεού NaOH, χρησιμοποιήστε εξωτερικές θερμάστρες τυμπάνων, μανδύες ατμού ή μεταλλικούς θερμαντήρες εμβάπτισης (Incoloy, νικέλιο). Για διαλύματα NaOH (50% ή λιγότερο) έως 120 βαθμούς, το PFA είναι εξαιρετικό. Μην συγχέετε τις δύο εφαρμογές. Η τήξη απαιτεί μέταλλο. η εκμετάλλευση απαιτεί PFA. Χρησιμοποιήστε το κατάλληλο εργαλείο για τη δουλειά. Ένας θερμαντήρας PFA που λιώνει στερεό NaOH είναι μια κατάρρευση που περιμένει να συμβεί. Διατηρήστε το PFA σε διαλύματα, όχι σε στερεά. Η θερμάστρα σας θα διαρκέσει. Η διαδικασία σας θα είναι ασφαλής.
