Millist maksimaalset kloori kontsentratsiooni saab taluda titaanist elektrilise sukelsoojendi puhul pöördosmoosiheite voolus ilma, et see oleks üle 45 kraadi?
Jäta sõnum
Pöördosmoosi (RO) jäätmevood kontsentreerivad kõik membraani poolt hüljatud liigid, sealhulgas kloori, mis on lisatud ülesvoolu biosaaste kontrollimiseks. Tüüpiline RO-reject sisaldab 10 000–30 000 ppm kloriidi, 200–1 000 ppm sulfaati ja vaba kloori jääksisaldust 0,5–5 ppm. Temperatuuridel üle 45 kraadi loob kõrge kloriidisisalduse ja jääkkloori kombinatsioon 2. klassi titaani jaoks tugeva kahjustuskeskkonna. Vaba kloor (Cl₂) ja hüpokloorhape (HOCl) on tugevad oksüdeerijad, mis tõstavad titaanpinna elektrokeemilist potentsiaali. Kui mõõdukas oksüdatsioon stabiliseerib passiivset kilet, põhjustab liigne oksüdatsioon-koos kõrge kloriidisisaldusega{16}}transpassiivset lahustumist ja täppide moodustumist. Maksimaalse talutava kloori kontsentratsiooni mõistmine on RO-i tagasilükkamise kütteseadmete puhul oluline.
Kloori{0}}tekitamise mehhanism titaanil
Kloriidilahustes sõltub titaani passiivsus pinnapotentsiaali säilitamisest stabiilses aknas. Vaba kloor toimib katooddepolarisaatorina, nihutades segapotentsiaali positiivsematele väärtustele. Madala kloori kontsentratsiooni korral (alla 0,5 ppm) suurendab see nihe passiivsust. Mõõdukatel kontsentratsioonidel (0,5–2 ppm) siseneb potentsiaal transpassiivsesse piirkonda, kus TiO₂ kile lokaalselt laguneb. Seejärel rändavad kloriidiioonid lagunemiskohtadesse, moodustades süvendeid. Kõrgetel kontsentratsioonidel (üle 2 ppm) muutub transpassiivne lahustumine pidevaks. Kriitiline kloori kontsentratsioon väheneb temperatuuri tõustes, kuna passiivne kile muutub kõrgematel temperatuuridel vähem stabiilseks.
Kloori, kloriidi ja pittingi kvantitatiivne seos
Kontrollitud testimine sünteetilise RO-praagiga (20 000 ppm Cl⁻, 500 ppm SO₄2⁻, pH 7,5) temperatuuril 45 kraadi on määranud 2. klassi titaanile järgmised täppide tekitamise läved:
Vaba kloori alla 0,3 ppm: 2000 tunni pärast ei teki pitse. Pinnapotentsiaal jääb passiivsesse vahemikku. Vastuvõetav pidevaks teenindamiseks.
Vaba kloori 0,3–0,8 ppm: Toimuvad metastabiilsed punktide moodustumise sündmused, kuid süvendid taastuvad. Pärast 2000 töötundi pole stabiilset süvendite tekkimist. Aktsepteeritav iga-aastase ülevaatusega.
Vaba kloori 0,8–1,5 ppm: Stabiilne aukude moodustumine algab 200–500 tunni pärast. Maksimaalne süvendi sügavus 0,2 mm pärast 1000 tundi. Äärmuslik teenus paksuseinaliste -torudega (minimaalselt 1,5 mm).
Vaba kloor 1,5–2,5 ppm: Stabiilne süvendite tekkimine algab 50–100 tunni jooksul. Kaevu levimiskiirus 0,02–0,05 mm tunnis. 1,2 mm seina perforatsioon 1–3 kuu jooksul.
Vaba kloori üle 2,5 ppm: Kiire pitting algab 24 tunni jooksul. Kaevu levimiskiirus ületab 0,1 mm tunnis. Ei sobi ühelegi titaanist küttekehale.
Temperatuuri mõju kloori taluvusele
Maksimaalne talutav kloori kontsentratsioon väheneb temperatuuri tõustes eksponentsiaalselt:
| Töötemperatuur | Maksimaalne lubatud vaba kloori sisaldus (20 000 ppm Cl⁻) | Maksimaalne talutav vaba kloori (5000 ppm Cl⁻) |
|---|---|---|
| 25 kraadi (ümbritsev) | 2,5 ppm | 5,0 ppm |
| 35 kraadi | 1,8 ppm | 3,5 ppm |
| 45 kraadi | 1,2 ppm | 2,5 ppm |
| 55 kraadi | 0,7 ppm | 1,5 ppm |
| 65 kraadi | 0,4 ppm | 0,8 ppm |
Kloori haldamise ja aukude ennetamise juhend
Järgmine tabel annab kloori kontsentratsiooni ja temperatuuri alusel titaanküttekehade kasutamise otsustusraamistiku RO-heite voogudes.
| RO tagasilükkamise tingimus | Maksimaalne ohutu kloori sisaldus (ppm) | Soovitatav tegevus |
|---|---|---|
| Temperatuur<35°C, Cl⁻ <10,000 ppm | 2,0 ppm | Ohutusvaru tagamiseks dekloorige 1,5 ppm-ni |
| Temperatuur 35–45 kraadi, Cl⁻ 10 000–20 000 ppm | 1,0 ppm | Enne kütteseadet paigaldage aktiivsöe dekloorimine |
| Temperature 45–55°C, Cl⁻ >20 000 ppm | 0,5 ppm | Kasutage kloori eemaldamiseks naatriumvesiniksulfiti süstimist |
| Temperature >55 kraadi, mis tahes Cl⁻ | 0,2 ppm | Vältige titaani; kasutage PTFE{0}}kattega või tsirkooniumküttekeha |
| Katkendlik töö (ainult puhastustsüklid) | 2,0 ppm jaoks<100 hours/year | Vastuvõetav -teenusejärgse loputusega |
Kloori kontsentratsioonist kaugemale ulatuv tehnika
Kloor eksisteerib mitmel kujul, sõltuvalt pH-st. Vaba kloor (HOCl + OCl⁻) on agressiivsem kui kombineeritud kloor (klooramiinid). Kui pH on alla 6, domineerib HOCl ja täppide tekke oht on 2–3 korda suurem kui pH 8 juures. RO rejektis sisalduv bromiid (merevee sissetungimise tõttu) reageerib klooriga, moodustades hüpobromohappe, mis on sama agressiivne. Titaani klass mõjutab kloori taluvust: klass 7 (pallaadium-stabiliseeritud) tõstab kloori lubatud piiri 30–50%, kuna pallaadium katalüüsib katoodreaktsioone, vähendades anoodse voolu tihedust. Seina paksus annab ohutusvaru; 1,5 mm sein 1,2 ppm klooriga võib vastu pidada 2000 tundi, samas kui 0,9 mm sein puruneb 500 tunniga.
Teadliku spetsifikatsiooni koostamine
Titaansoojendi määramisel RO tagasilükkamise teenusele üle 45 kraadi, nõudke ülesvoolu dekloorimist alla 1,0 ppm vaba kloori. Täpsustage 7. klassi titaan, kui kloorisisaldus on üle 0,5 ppm. Paigaldage dekloorimissüsteemist allavoolu kloori monitor, mille häire on seadistatud väärtusele 1,0 ppm ja blokeering, mis lülitab kütteseadme välja, kui kloorisisaldus ületab 1,5 ppm. Kasutuselevõtu ajal mõõtke titaanpinna korrosioonipotentsiaali võrreldes hõbe-hõbekloriidi võrdluselektroodiga; potentsiaal üle +0.6V näitab liigset kloori, mis vajab dekloorimise reguleerimist. Olemasolevate küttekehade puhul kontrollige kord kvartalis läbitungiva värvaine abil aukude esinemist. Kui avastatakse auke, vähendage kloori taset 50% või asendage see 7. klassi titaaniga. Reguleerides kriitilise tööparameetrina jääkkloori kontsentratsiooni, hoiab insener ära süvendite purunemise kõrge -kloriidisisaldusega soojades RO-prügivooludes, kus titaan oleks muidu vastuvõetav.
