Ki sa ki konpatibilite nan echanjeur chalè grafit ak asid oksidan tankou nitrique ak kromik?

Talon Achilles Graphite a se sansiblite li nan ajan oksidan. PTFE se inaktif nan prèske tout bagay. Graphite, nan lòt men an, ka atake byen vit pa asid nitrique, asid chromic, e menm bouyi asid silfirik konsantre nan sèten kondisyon. Enpèmeyab echanjeur chalè grafit gen lavi sèvis ekselan nan kondisyon redui (sa vle di idroklorik, dilye silfirik, asid fosfò) men konpatibilite trè limite ak asid oksidant. Li enpòtan pou w konprann konpatibilite grafit ak asid oksidan pou anpeche echèk ekipman katastwofik ak tan pa nesesè.

Mekanis atak oksidatif
Graphite se yon kalite eleman kabòn. Oksidans fò yo atake chimikman lasi kabòn nan, epi li tounen diyoksid kabòn (CO 2 ), monoksid kabòn (CO) oswa lòt molekil oksidize. Tout reyaksyon an ka jeneralize jan sa a:

O2 + C(soti nan oksidan)=CO2 + O (soti nan oksidan)=COx

Pwosesis sa a manje materyèl grafit la epi tou dousman konvèti kabòn solid an gaz. Sa a lakòz pèt nan entegrite estriktirèl, pitting sifas ak finalman pèforasyon nan mi tib oswa chanèl blòk. Pwoteksyon inisyal la bay résine enpresyonan (anjeneral fenolik), ki etabli yon baryè ant oksidan ak substra grafit. Men, résine nan tèt li tou se tendans oksidasyon. Si résine a twou - pa atak chimik, microcracks, chalè monte bisiklèt, elatriye - grafit ki kache a dirèkteman atake ak rapidman detwi.

Nan anpil sèvis oksidasyon, pousantaj pèt kabòn tèlman rapid ke yon echanjeur chalè grafit ka echwe nan jou oswa semèn, pa ane.

Oksidan komen ak enkonpatibilite espesifik
Graphite konpatibilite oksidasyon asid PTFE kòmantè konpatibilite
Nitric acid (HNO3) Poor; degraded at >5% konsantrasyon nan tanperati choBon jiska 110 degre Dilye (<5%) nitric acid at room temperature can be tolerated for short durations, but is not suggested for continuous service
Asid Kwomik (H₂CrO₄) Trè pòv. Tout konsantrasyon ak tanperati. Jiska 110 degre Excellent Chromic acid se yon oksidan pwisan. Graphite pa konseye.
Sulphuric acid (H 2 SO 4 ) - concentrated, heated Limited; assaults start above 96% concentration and >150 CGood a 110 C (limite pa tanperati) Graphite rezistan a delye a 96% H2SO4 a ~ 150 C; pre 98% nan tanperati ki wo vin oksidan
Asid pèklorik (HClO₄) Danjre; gwo reyaksyon pwobab. Ekselan (frèt) grafit pa ta dwe janm itilize ak asid pèklorik akòz oksidasyon ak danje eksplozif.
Asid melanje (aqua regia, asid nitrosulfuric) pòv; atak vit Ekselan jiska 110 degre Konbinezon oksidan yo pi aktif pase asid endividyèl
Asid nitrique: Konsantrasyon ak limit tanperati
Limit la nan konpatibilite grafit ak asid oksidan se pito grav pou asid nitrique. Ekspozisyon kout tèm nan tanperati anbyen (mwens pase oswa egal a 30 degre) ak pi ba pase apeprè 5% konsantrasyon ka lakòz yon ti atak aparan. Sepandan, yon ogmantasyon nan konsantrasyon oswa tanperati fè pwomosyon oksidasyon anpil. Echanjeur chalè grafit soufri degradasyon sifas aparan nan èdtan nan 10-20% asid nitrique ak 50 degre. Nan 50% asid nitrique ak tou pre tanperati bouyi, grafit la byen vit boule.

An konsekans, pratik endistriyèl ekskli grafit pou itilize ak asid nitrique sof si asid la trè dilye, frèt epi yo itilize nan yon aplikasyon ki pa-kritik. Toujou, PTFE oswa lòt materyèl (seramik, Tantal, zirkonyòm) yo trè rekòmande.

Kwomik asid: Enkonpatibilite rapid
Asid kwomik (H 2 CrO 4 ) se youn nan pi fò nan pwodui chimik oksidan yo jwenn nan operasyon endistriyèl yo. Li se itilize nan polisaj metal ak anodize basen. Li atake grafit nan tout konsantrasyon ak tout tanperati ki gen ladan solisyon frèt dilye. Pa gen okenn kouvri résine pwoteksyon pral tolere asid chromic pou peryòd tan ki long. Nenpòt pati grafit, echanjeur chalè, valv oswa sparger, ekspoze a asid kwomik pral kraze rapidman, anjeneral nan jou. Si tanperati a se pi ba pase limit PTFE (apeprè 110 C) Lè sa a, echanjeur chalè PTFE yo se nòmal pou chofaj asid chromic oswa refwadisman travay.

Asid silfirik cho konsantre: yon etid ka nan tranzisyon
Graphite has found wide and successful usage in sulphuric acid service over much of the concentration range. Low (0-70%) and medium (70-93%) concentrations of sulphuric acid are well handled at temperatures up to 150-180°C. Concentrated sulphuric acid (>96%) se apwopriye nan tanperati modere (<=100°C). However, the oxidising power of sulphuric acid increases as the concentration near 98% and the temperature exceeds about 150°C. The acid then begins to function as an oxidiser and attacks the graphite lattice, not as a reducing acid. This is a well-known boundary: graphite oxidises and loses weight rapidly at 180°C and 98% H₂SO₄.

Pou operasyon sa yo (egzanp, konsantratè asid silfirik oswa sèvis oleum) PTFE se pa yon chwa posib kòm tanperati a pi wo pase limit la operasyonèl. Olye de sa, yo itilize echanjeur chalè seramik (vè, carbure Silisyòm) oswa tantal.

Poukisa PTFE se pi bon pou asid oksidant
Poly(tetrafluoroethylene) (PTFE) gen yon kolòn vètebral kabòn-fluorin. Lyen kabòn-fyan fliyò yo fè PTFE inaktif nan prèske tout sibstans ki gen ladan oksidan pwisan tankou nitrique, chromic ak cho konsantre asid silfirik (nan tanperati modere). Nan kondisyon sa yo, PTFE pa oksid oswa deteryore. Limit la sèlman nan PTFE se tanperati a maksimòm opere kontinyèl ki se apeprè 110-120 degre pou PTFE solid nan aplikasyon pou echanjeur chalè. PTFE se materyèl chwa pou devwa asid oksidasyon nan seri tanperati sa a.

Yon gid trè bon se ke grafit pa ta dwe itilize nan nenpòt sèvis kote gen yon oksidan fò prezan nan konsantrasyon konsiderab ak tanperati twòp. Sa a se yon fwontyè chimik difisil: estrikti kabòn nan grafit pa ka kenbe tèt ak oksidasyon, kèlkeswa fekondasyon an résine.

Dilye Kondisyon Oksidan ak Eksepsyon
 

Evalyasyon domaj oksidatif