Bể hóa chất có hàm lượng clorua-cao tạo ra sự kết hợp khó khăn giữa sự ăn mòn, nhiệt độ tăng cao và hệ thống sưởi điện liên tục. Máy sưởi hoạt động tốt trong quy trình sử dụng nước sạch-có thể bị xuống cấp nhanh hơn nhiều khi nồng độ clorua, nhiệt độ và thời gian tiếp xúc tăng lên.
Đối với thiết bị mạ điện và xử lý hóa chất, câu hỏi quan trọng không chỉ đơn giản là liệu PTFE có thể tiếp xúc với dung dịch chứa clorua hay không. Vấn đề quan trọng hơn là liệuthiết kế lò sưởi ngâm hoàn chỉnh PTFEcó thể duy trì khả năng kháng hóa chất, truyền nhiệt, cách điện và ổn định cơ học trong điều kiện tắm thực tế.
Tại sao nồng độ clorua lại quan trọng
Dung dịch giàu clorua-có thể có tính ăn mòn cao đối với nhiều vật liệu kim loại thông thường, đặc biệt khi nhiệt độ và nồng độ hóa chất tăng lên.
Bộ gia nhiệt ngâm PTFE đặt một rào cản fluoropolymer kháng hóa chất giữa bộ phận làm nóng và chất lỏng xử lý. Cấu trúc này có thể hữu ích khi tiếp xúc trực tiếp với các bộ phận làm nóng bằng kim loại sẽ tạo ra rủi ro ăn mòn không thể chấp nhận được.
Tuy nhiên, khả năng tương thích hóa học không bao giờ được đánh giá chỉ dựa vào nồng độ clorua. Nhiệt độ, độ pH, chất oxy hóa, chất phụ gia và thời gian tiếp xúc đều có thể ảnh hưởng đến hiệu suất lâu dài.
Do đó, công thức hóa học thực tế phải là một phần của việc lựa chọn lò sưởi.
Cách PTFE bảo vệ bộ phận làm nóng
Lò sưởi ngâm PTFE điển hình sử dụng bộ phận làm nóng bằng điện bên trong được bảo vệ bằng cấu trúc-dựa trên PTFE.
Bộ phận làm nóng chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng nhiệt. Nhiệt sau đó đi qua cấu trúc bảo vệ và vào chất lỏng xung quanh.
Mối quan hệ truyền nhiệt-được đơn giản hóa là:
Q=hAΔT
trong đó Q biểu thị sự truyền nhiệt, h là hệ số truyền nhiệt-hiệu quả, A là diện tích sưởi ấm hiệu quả và ΔT là chênh lệch nhiệt độ.
PTFE có khả năng kháng hóa chất và cách điện mạnh, nhưng độ dẫn nhiệt của nó tương đối thấp so với nhiều kim loại. Điều này làm cho diện tích bề mặt và phân phối điện trở nên đặc biệt quan trọng.
Tại sao nên kiểm soát mật độ Watt
Đối với bể tắm hóa chất ăn mòn, chỉ tăng công suất lò sưởi không phải lúc nào cũng là phương pháp tốt nhất.
Thông lượng nhiệt bề mặt trung bình có thể được biểu thị như sau:
q = P/A
Trong đó P là công suất sưởi ấm và A là diện tích sưởi ấm hoạt động.
Một lò sưởi nhỏ gọn tạo ra công suất cao trên một bề mặt nhỏ có thể tạo ra tải nhiệt cục bộ cao hơn so với lò sưởi có diện tích bề mặt hoạt động lớn hơn ở cùng tổng công suất.
Thông lượng nhiệt thấp hơn có thể hữu ích khi quá trình này nhạy cảm với nhiệt độ cục bộ hoặc cặn hóa chất.
Giá trị thích hợp phụ thuộc vào dung dịch hóa học, sự tuần hoàn, nhiệt độ, kết cấu bộ gia nhiệt và các yêu cầu của quy trình chứ không phải là một giới hạn chung.
Chiều dài lò sưởi và vấn đề hình học bể
Bể chứa-clorua cao thường được lắp đặt trong các bể chứa nơi không gian lưu thông và lắp đặt bị hạn chế.
Lò sưởi ngâm quá ngắn có thể tập trung sưởi ấm ở một vùng. Bộ gia nhiệt quá dài có thể gây trở ngại cho thành bể, vật gia công, đường ống hoặc các thiết bị bên trong khác.
Đối với các bể chứa dài, một số vùng sưởi ấm được bố trí thích hợp có thể giúp phân phối nhiệt được kiểm soát tốt hơn so với việc tập trung toàn bộ tải vào một vị trí.
Do đó, chiều dài của bộ gia nhiệt phải được xác định cùng với độ sâu của bể, mức chất lỏng, kiểu tuần hoàn và diện tích gia nhiệt cần thiết.
Chuyển động của chất lỏng ảnh hưởng đến truyền nhiệt
Nồng độ hóa học chỉ là một phần của thiết kế nhiệt.
Nếu lưu thông chất lỏng xung quanh bộ gia nhiệt ngâm PTFE yếu, lớp ranh giới gần bề mặt bộ gia nhiệt có thể trở nên dày hơn, làm giảm khả năng truyền nhiệt hiệu quả.
Điều này có thể khiến nhiệt độ bề mặt cục bộ cao hơn ngay cả khi nhiệt độ trung bình của bể tắm có vẻ bình thường.
Do đó, bơm tuần hoàn, hình dạng bể, hướng lò sưởi và khoảng cách giữa các lò sưởi nên được xem xét cùng nhau.
Bảo vệ điện là gì quan trọng?
Bồn tắm tích cực hóa học không loại bỏ nhu cầu bảo vệ điện thông thường.
Mạch sưởi ấm phải được thiết kế xung quanh điện áp, công suất, dòng điện, hệ thống cách điện, bố trí nối đất và phương pháp điều khiển định mức.
Đối với lò sưởi điện trở:
P=VI
Và
I = P/V
Ví dụ, một lò sưởi minh họa 6 kW hoạt động ở điện áp 230 V tiêu thụ khoảng 26,1 A.
Bảo vệ mạch thực tế phải được lựa chọn theo hệ thống điện hoàn chỉnh, tiêu chuẩn áp dụng, điều kiện lắp đặt và thiết kế thiết bị.
Mức chất lỏng thấp là một rủi ro riêng biệt
Khả năng kháng hóa chất của PTFE không bảo vệ lò sưởi ngâm hoạt động nếu không có lớp phủ chất lỏng thích hợp.
Nếu phần gia nhiệt đang hoạt động không được ngâm đủ, khả năng tản nhiệt có thể giảm mạnh. Nhiệt độ bề mặt có thể tăng vượt quá điều kiện hoạt động dự kiến.
Do đó, quá trình cài đặt đáng tin cậy phải xem xét việc phát hiện mức chất lỏng-, bảo vệ quá nhiệt và khóa liên động điều khiển khi quy trình yêu cầu.
Mức chất lỏng vận hành tối thiểu phải được xác định rõ ràng trên bản vẽ thiết bị.
Những gì cần được kiểm tra trước khi đặt hàng?
Đối với ứng dụng có hàm lượng clorua-clorua cao, thông số kỹ thuật không chỉ nên bao gồm công suất của bộ sưởi.
Các thông số quan trọng bao gồm:
Thành phần hóa học
Nồng độ clorua
Nhiệt độ hoạt động
Nhiệt độ tắm mục tiêu
Kích thước bể
Mức chất lỏng tối thiểu
Chiều dài lò sưởi
Khu vực sưởi ấm hoạt động
Điện áp định mức
Sức mạnh sưởi ấm
Phương pháp lắp
Bố trí cáp và thiết bị đầu cuối
Những điều kiện này cho phép thiết kế bộ gia nhiệt ngâm PTFE phù hợp với quy trình thực tế thay vì chỉ chọn từ định mức công suất.
Khi cần thiết kế lò sưởi ngâm PTFE tùy chỉnh
Lò sưởi ngâm PTFE tiêu chuẩn có thể phù hợp với các bể chứa hóa chất tương đối thông thường. Kỹ thuật tùy chỉnh trở nên có giá trị hơn khi nồng độ clorua cao, hình dạng bể không bình thường, mức chất lỏng dao động, lưu thông bị hạn chế hoặc cần phải vận hành liên tục.
Cân thiết kế đáng tin cậy nhấtkhả năng tương thích hóa học, thông lượng nhiệt bề mặt được kiểm soát, diện tích sưởi ấm đủ, tuần hoàn chất lỏng, cách điện và hình học lắp đặt.
Do đó, đối với các bể chứa hóa chất có hàm lượng clorua-clorua cao, nên chọn lò sưởi ngâm PTFE chính xác từ điều kiện vận hành hoàn chỉnh thay vì chỉ từ tên vật liệu hoặc công suất.
