Kui suur on 90-kraadise 5% naatriumtripolüfosfaadi lahuses 7. klassi titaankattega küttekeha maksimaalne lubatud vee karedus (ppm CaCO₃), et vältida kaltsiumfosfaadi-ülekuumenemist?

Kaltsiumiioonid sadestuvad kaltsiumfosfaadi (Ca3(PO4)₂) skaalal 5% naatriumtripolüfosfaadis (STPP) temperatuuril 90 kraadi. Seda skaalat iseloomustab madal soojusjuhtivus 0,3–0,6 W/m·K (titaan, 21,9 W/m·K). Maksimaalne lubatud vee karedus on 100 ppm CaCO 3-na, et vältida ülekuumenemist. Üle 100 ppm on katlakivi paksus üle 0,2 mm 500 tunni jooksul ja soojuse transport väheneb 30%. Katlakivi moodustub reaktsiooni käigus: 3Ca2+ + 2PO43- → Ca3(PO4)2↓

Kaltsiumfosfaadi katlakivi moodustumise mehhanism

STPP hüdrolüüsitakse 90 kraadi juures ortofosfaadiks. Vees olevad kaltsiumiioonid reageerivad ortofosfaadiga, moodustades kaltsiumfosfaadi. Sademete hulk sõltub temperatuurist ja kõrgem temperatuur kiirendab katlakivi teket. Katlakivi kasvab tiheda kristallilise kattena, mis kleepub kindlalt titaanpinnale. Kui katlakivi on tekkinud, on seda happega raske eemaldada, kuna kaltsiumfosfaat lahustub titaanile ohututes hapetes väga vähesel määral.

Kvantitatiivne skaala moodustumine seoses vee karedusega

7. klassi titaani kontrollitud testimine 5% STPP-s 90 kraadi juures 500 tundi on andnud järgmised tulemused. Katla paksus=0 µm, katlakivi koostis=puudub, soojusülekande vähenemine=0% (0 ppm kõvaduse juures) Paksus on 10-30 µm, koostis on kaltsiumfosfaat ja vähenemine on 5-15 % 50 ppm juures. Otsustav lävi on 100 ppm. Paksus: 30-70 µm. Koostis: kaltsiumfosfaat. Vähenemine: 15–30%. 150 ppm 60–120 µm Tihe kaltsiumfosfaat 25–45 % Paksus 100 - 200 µm Koostis Tugev skaala Vähendamine 40 - 60% 250 ppm 500–40 ppm puhul on koostise vähenemine 200 µm 60–80%.

STPP kontsentratsiooni ja temperatuuri mõju kõvaduse taluvusele

Mida kõrgem on STPP kontsentratsioon ja temperatuur, seda madalam on maksimaalne lubatud vee karedus. Sest<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.

STPP-küttekeha vee kareduse reguleerimise juhend

Allolevas tabelis on toodud soovitused maksimaalse lubatud vee kareduse kohta 7. klassi titaankuumutitele 5% STPP-s temperatuuril 90 kraadi.

Vee karedus (ppm CaCO3) Eeldatav katlakivi paksus 500 tunni pärast (µm) Soojusülekande vähenemine (%) Soovitatav tegevus<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 Ei ole vastuvõetav
Lisaks kõvaduse reguleerimise tehnikale

Al{0}}korrosiooni mõjutab titaani klass. 7. klassil on parem vastupidavus kui 2. astmel, kuid skaala moodustumine on sarnane. Seina paksus tagab soojusülekande toetuse; 2,0 mm seinas 0,2 mm skaalaga on 1,8 mm metalli, kuid skaala isoleerib. Toru pinna viimistlus mõjutab katlakivi adhesiooni; elektropoleeritud pinnad (Ra < 0,3 µm) võimaldavad katlakivi eemaldamist lihtsamalt. Veepehmendaja (ioonivahetus) viib kareduse peaaegu nullini. Katlakivi inhibiitor, näiteks 10 ppm polüakrüülhape, vähendab kaltsiumfosfaadi katlakivi teket 50–70%. Kaltsiumfosfaadi katlakivi lahustub perioodilise puhastamise ajal 5% HCl-ga temperatuuril 50 kraadi 30 minuti jooksul, kuid see võib olla vähem efektiivne vananemise korral.

Teadlik spetsifikatsioonide kirjutamine

7. klassi titaankattega küttekeha puhul 5% STPP-s temperatuuril 90 kraadi C reguleerige vee karedus alla 50 ppm, kasutades veepehmendajat. Kõvaduse jälgimiseks tiitrige kord nädalas. Kui kõvadus on suurem kui 75 ppm, suurendage pehmendi regenereerimistsüklit või lisage katlakivi inhibiitorit. - Olemasolevate kaltsiumfosfaadi katlakiviga küttekehade puhul: puhastage 10% sidrunhappega 2 tundi temperatuuril 70 kraadi. Naatriumtripolüfosfaadi teenus. Insener hoiab vee kareduse alla 50 ppm, et vältida kaltsiumfosfaadi katlakivi tõttu ülekuumenemist.