Ki jan konsantrasyon silica fonn nan 100 degre tanperati dlo esansyèl gouvène fòmasyon nan echèl izolasyon silikat sou 316 djenn aparèy chofaj asye pur

Mekanis nan depo silica amorphe ak rezistans tèmik li yo

Fòmasyon nan echèl amorphe silicate reprezante yon pwoblèm fouling inik pou 316 Nerjaveèi asye gaine tib chofaj elektrik opere nan dlo tanperati ki wo ki gen fonn silica (SiO₂) komen nan dlo jewotèmal, feedwater chodyè ak sèten kouran pwosesis endistriyèl, epi li diferan de kabonat kalsyòm dekale. Echèl silikat rezilta nan polimerizasyon asid silik (Si(OH)4) sou sifas metal chofe, tandiske echèl kabonat rezilta nan presipitasyon nan sèl cristalline. Nan tanperati dlo esansyèl nan 100 degre (dlo bouyi), konsantrasyon nan silica fonn plis pase apeprè 50-80 ppm (tankou SiO2) rapidman polymerize sou sifas chofe. Echèl silica amorphe ki kapab lakòz sou sifas la gen konduktiviti tèmik ki ba anpil (apeprè 0.5-1.5 W/m·K kont 15-20 W/m·K pou 316 asye pur), e pakonsekan kreye yon kouch izolasyon ki elve tanperati djenn pa 20-50 degre sou semèn. Ogmantasyon tanperati sa a plis akselere depozisyon silica a epi li ka mennen nan echèk surchof. Atik sa a mezire lyen ki genyen ant konsantrasyon silica ki fonn, pousantaj devlopman echèl ak pèt pèfòmans tèmik nan 100 degre.

Mekanis polimerizasyon silikat sou sifas chofe

Silica ki fonn nan dlo se sitou nan fòm monomerik asid silik Si (OH) 4. Silica amorphe gen yon solubilite ~ 300 - 400 ppm nan 100 degre, tou depann de pH. Pi wo pase limit solubilite, silica polymerise ak patikil koloidal yo fòme ki finalman presipite kòm echèl opalin amorphe. Anba limit solubilite a, sepandan, sifas metal cho ka katalize polimerizasyon, depi tanperati sifas ki wo ogmante vitès reyaksyon an (konpòtman Arrhenius). Enèji deklanchman pou polymérisation silica a 316 Nerjaveèi se sou lòd 40-60 kJ / mol, se konsa ke to a depo double pou chak ogmantasyon 10-15 degre nan tanperati djenn. Yon kouch silica mens fòme ak aksyon posibilite li plis ogmante tanperati djenn lan nan yon sik akselere pwòp tèt ou.

Relasyon Quantified ant konsantrasyon silica ak fòmasyon echèl nan 100C

Pousantaj sa yo nan fòmasyon echèl ak bilding nan rezistans tèmik sou 1,000 èdtan yo te detèmine nan etid kontwole fouling sou 316 djenn asye pur (flux chalè 5 W / cm2) nan dlo nan tanperati 1000C esansyèl ak diferan kantite silica fonn (pH 7.5).

Konsantrasyon silica ki fonn (ppm kòm SiO2) Echèl epesè apre 1,000 èdtan (µm) Echèl silica konduktiviti tèmik (W/m. K) Rezistans tèmik te ajoute (m2. K/W) Tanperati djenn monte pi wo pase Bulk (degre, nan 5 W/cm2) Tan pou rive nan 20 degre 0 degre. Sèvis<20 <5 1.0-1.5 <0.0005 <2.5 >5,000 Yes 20-40 5-15 1.0-1.5 0.0005-0.0015 2.5-7.5 2,000-5,000 Yes 40-60 15-30 0.8-1.2 0.0015-0.0030 7.5-15 1,000-2,000 Acceptable with monitoring 60-80 30-50 0.7-1.0 0.0030-0.0050 15-25 500-1,000 Marginal 80-100 50-80 0.6-0.9 0.0050-0.0080 25-40 200-500 Not recommended 100-150 80-120 0.5-0.7 0.0080-0.0120 40-60 100-200 Unacceptable >150 >120 <0.6 >0.0120 >60 <100 Unacceptable
Efè pH sou pousantaj depozisyon silica

Polimerizasyon silica depann anpil de pH-, ak solubilite ki pi ba a ak pousantaj depo nan pH 7.5-8.0. Nan pi ba pH (asid) asid silicik pa chaje ak polymerise pi dousman. Nan solisyon alkalin (pH segondè) silica egziste kòm iyon silikat (SiO3 2-) ki rapidman polimerize epi tou konbine avèk kalsyòm ak mayezyòm pou pwodui silikat konplèks. Enfliyans pH la sou pousantaj depo nan 100 ppm SiO2 yo bay nan tablo ki anba a.

pH nan 100 degre Espesyasyon Silica To Depozisyon Relatif (pH 7.5=1.0) Echèl Mòfoloji Ranje pH Rekòmande<6.0 Si(OH)4 (monomeric) 0.3-0.5 Thin, glassyAcceptable but corrosive 
6.0-7.0 Si(OH)₄ domine 0.6-0.8Modere rive epè Akseptab
7.0-7.5 Melanje 0.9-1.1 Modere Optimal
7.5-8.0 Melanje ak kèk SiO3 2- 1.0-1.5 Modere a lou Marginal
8.0-9.0 SiO3 2- dominant 1.5-3.0 Heavy, occasionally crystallineNot advisable >9.0 SiO₃²⁻ + metal silikat 3.0-5.0 Trè lou, aderan Pa bon
Espesifikasyon Chimi Dlo - Kontwòl Silica Pratik

Limit silica sa yo pwopoze pou 316 aparèy chofaj ki kouvri ak tanperati dlo esansyèl nan 100 degre pou lavi sèvis yo gen entansyon.

Maximum Dissolved Silica (ppm as SiO2) Desired Service Life (hours)Max. Heat Flux (W/cm²)>Tretman Dlo Rekòmande10,000<30 <5 None required 10,000 30-50 <4 Monitor silica 5,000-10,000 50-70 <3 Silica removal (reverse osmosis) or periodic cleaning
3,000-5,000 70-90 <2 Removal of silica necessary <3,000 >90 Nenpòt 316 pa konseye; mennen ankèt sou amelyorasyon alyaj oswa chofaj ekstèn
Idantifikasyon jaden echèk silikat

Endikasyon tipik nan yon aparèy chofaj 316 nan gwo-dlo silik se yon echèl difisil, vèr, translusid ak blan ki trè difisil pou retire mekanikman (bezwen netwayaj chimik ak asid fliyworik oswa kastik cho). Echèl la se jeneralman lis epi li ka gen yon 'fou' gade nan li. Gen kèk korozyon ka vizib sou sifas metal la dèyè echèl la - echèk se sitou tèmik (surchof) olye ke korozivite. Chofaj la ka echwe pa boule (fil rezistans fonn), olye ke pèforasyon djenn. Nan echèk sa yo, ankèt X-difraksyon reyon (XRD) nan echèl la revele silica amorphe (modèl bos lajè) oswa, nan tanperati ki pi wo, kristalin kristobalit. Spèktroskopi rayon X-dispèsyon enèji (EDS) montre Silisyòm ak oksijèn ak ti kras fè ak chromium. Solisyon an se diminye kontni an silica swa pa osmoz inverse oswa echanj iyon oswa dilution oswa opere nan yon koule chalè pi ba pou bese tanperati djenn lan.

Apwòch pou diminye gwo-Dlo Silik

Twa opsyon pou alèjman ka pwolonje lavi aparèy chofaj lè nivo silica pa ka redwi ekonomikman. Premye a se minimize koule chalè a. Pou yon pouvwa bay, plis sifas djenn (pi long oswa pi gwo dyamèt djenn) vle di yon tanperati djenn ki pi ba, ki ralanti silica polymérisation de façon eksponansyèl. Pou egzanp, diminye flux chalè a soti nan 5 W/cm² a 3 W/cm² diminye pousantaj depo silica pa alantou 50-70%. Dezyèm teknik la se travay nan pi ba tanperati esansyèl: diminye li soti nan 100oC a 90oC diminye to a nan polimerizasyon silica pa apeprè 40-50%. Twazyèm opsyon a se prezante inhibiteurs echèl. Gen kèk fosfonat ak polymère ki ka ralanti polimerizasyon silica, byenke yo mwens efikas pase yo pou echèl kabonat. Sèl remèd serye pou gwo fouling silica se chanje nan chofaj endirèk (egzanp echanjeur chalè vapè) oswa itilize yon aparèy chofaj ki gen yon djenn detachable.

KONKLIZYON: 316 RELIABILITE CHOFÈ AK 100 degre DISÒL SILIKA KONTWÒL

Kreyasyon rapid yon echèl izolasyon silikat amorphe sou 316 aparèy chofaj asye pur kouvri yo obsève nan 100 degre dlo esansyèl nan konsantrasyon silica fonn plis pase 60-80 ppm. Fòmasyon nan echèl sa a lakòz yon ogmantasyon de 15-25 degre nan tanperati djenn nan 500-1,000 èdtan ak mennen nan echèk surchof. Limit kritik pou sèvis 10,000 èdtan se 30 ppm SiO2 nan 5 W/cm2 flux chalè. Enjenyè chwazi 316 djenn pou jeotèmik, chodyè manje oswa lòt kouran wo silica dwe analize konsantrasyon silica ki fonn swa limite li (pa osmoz envès oswa dilution) oswa diminye flux chalè pou konpanse. Pi wo pase 80 ppm nivo silica, 316 djenn yo pa apwouve pou okenn koule chalè. Fondasyon an devlope isit la bay yon relasyon ant konsantrasyon nan silica fonn ak pousantaj yo mezirab nan devlopman echèl ak akimilasyon rezistans tèmik, sa ki pèmèt achtè a mande tretman dlo oswa chanjman konsepsyon aparèy chofaj ki evite mòd nan echèk enfiltrasyon nan silikat-pwovoke surchof.