Đối với một thanh nhiệt titan hoạt động trong nước muối canxi clorua 30% ở 100 độ với tạp chất magie là 2%, độ cứng tối đa cho phép của nước (như CaCO₃) để ngăn ngừa cặn magie hydroxit ưu tiên là bao nhiêu?

Ở 100 độ trong nước muối canxi clorua (CaCl 2 ) 30% với tạp chất magie 2% (dưới dạng MgCl 2 ), magie hydroxit (Mg(OH) 2) sẽ kết tủa tốt hơn so với canxi cacbonat hoặc canxi sunfat. Magiê hydroxit đặc biệt có độ hòa tan thấp ở nhiệt độ cao và tạo thành cặn cứng, bám dính trên bề mặt lò sưởi titan. Cân có độ dẫn nhiệt thấp (1{10}}2 W/mK) dẫn đến hiện tượng quá nhiệt cục bộ. Độ cứng tổng thể (như CaCO3) cho phép để ngăn chặn sự đóng cặn ưu tiên của magie hydroxit là 200 ppm. Ở cài đặt này, độ dày của thang đo là 0,2 mm trong 500 giờ và khả năng truyền nhiệt giảm 30–50 %.

Cơ chế hình thành cặn Magiê Hydroxide ưu đãi

At high temperature brine Mg2+ hydrolysis: Mg2+ + 2H2O ->Mg(OH)2 + 2H+. Phản ứng này là phản ứng thu nhiệt và nhiệt độ càng cao thì phản ứng diễn ra càng nhanh. Việc giảm nước làm tăng độ pH cục bộ ở bề mặt titan được nung nóng, làm tăng thêm sự kết tủa của Mg(OH)2. Các ion canxi kết tủa cặn canxi cacbonat và canxi sunfat nhưng chúng ít bám dính hơn và có thể dễ dàng loại bỏ hơn. Nếu độ cứng của nước lớn hơn 200 ppm, thang đo chủ yếu bao gồm Mg(OH)2 ngay cả với tạp chất magie 2%. khi vảy mở rộng, các tấm-như tinh thể lồng vào nhau, tạo ra một lớp cứng.

Quy mô định lượng của sự hình thành so với độ cứng của nước

Thử nghiệm có kiểm soát trong nước muối tổng hợp (30% CaCl2, 2% MgCl2, 100 độ) trong hơn 500 giờ với độ cứng tổng khác nhau (được biểu thị bằng ppm CaCO3) đã cho kết quả như sau. Độ dày cặn 10-30 µm Canxi cacbonat cặn với lượng Mg(OH) tối thiểu 2 Có thể loại bỏ bằng cách rửa axit Giảm truyền nhiệt 5-15% Độ cứng < 100 ppm Ở độ cứng 100–200 ppm Độ dày thang đo là 30–70 µm, cặn là hỗn hợp cacbonat và Mg(OH)₂, loại bỏ bằng cách chải cộng với axit và mức giảm truyền nhiệt là 15–30%. 200-300 ppm Ngưỡng tới hạn Độ dày thang đo 60-120 µm Loại cặn Mg(OH)2 chiếm ưu thế, độ bám dính cao Loại bỏ Cạo cơ học Giảm truyền nhiệt 25-45% Ở độ cứng 300–500 ppm độ dày cặn là 100–200 µm, là magie hydroxit cứng, rất khó loại bỏ, độ truyền nhiệt giảm 40–60 %. Nếu nồng độ trên 500 ppm, độ dày của cặn lớn hơn 200 μm, xảy ra cặn nghiêm trọng và mức truyền nhiệt giảm hơn 60%.

Ảnh hưởng của nồng độ magiê và nhiệt độ đến khả năng chịu đựng độ cứng

Độ cứng tối đa cho phép của nước giảm khi tăng nồng độ magie. Đối với thang đo 0,1 mm và tạp chất magie 1%, độ cứng chấp nhận được là 300 ppm. Độ cứng cho phép giảm xuống 200 ppm ở mức 2% magiê. Ở nồng độ magie 3%, độ cứng cho phép giảm xuống còn 150 ppm. Ở mức 5% magiê, độ cứng cho phép chỉ là 80ppm. Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến ngưỡng với độ cứng cho phép ở 2% magie là 350 ppm ở 80 độ. Độ cứng cho phép ở 100 độ C là 200 ppm. 120 ppm là độ cứng OK ở 120 độ C dưới áp suất. Độ cứng cho phép ở 140 độ là 80 ppm.

Kiểm soát độ cứng của nước trong magiê-Nước muối canxi clorua bị ô nhiễm: Hướng dẫn

Bảng sau đây cho thấy độ cứng nước tối đa được khuyến nghị cho nước muối 30% CaCl2 với tạp chất magie 2% ở 100 độ. Các khuyến nghị được đưa ra dựa trên độ dày cặn và tần suất làm sạch mong muốn.

Độ dày cặn mong muốn sau 500 giờ (µm) Độ cứng nước tối đa cho phép (ppm CaCO₃) Thành phần cặn Phương pháp làm sạch được khuyến nghị<30 (low scaling) <100 Calcium carbonate Acid cleaning (5% HCl) 30–70 (moderate) 100–200 Mixed carbonate/Mg(OH)₂ Acid + brushing 70–120 (high) 200–250 Mg(OH)₂ dominant Mechanical scraping >120 (severe) >250 Mg(OH)₂ Không được đề xuất Kỹ thuật vượt quá khả năng kiểm soát độ cứng của nước

Lớp titan ít ảnh hưởng đến sự phát triển quy mô; tuy nhiên, Lớp 7 thể hiện khả năng chống ăn mòn dưới{1}}quy mô vượt trội. Độ dày của tường cung cấp khả năng truyền nhiệt; Tường 2,0 mm với tỷ lệ 0,3 mm đã giảm đi nhưng khả năng truyền nhiệt vẫn có thể sử dụng được. Bề mặt được đánh bóng bằng điện (Ra < 0,3 µm) giảm thiểu sự bám dính của cặn và tạo điều kiện loại bỏ dễ dàng. Polyacrylate và phosphonate là chất ức chế cặn hiệu quả đối với canxi cacbonat, nhưng không hiệu quả lắm đối với magie hydroxit. Độ pH của nước muối phải được giữ dưới 7,5, vì độ pH cao hơn sẽ làm tăng tốc độ kết tủa của Mg(OH)₂. Làm sạch axit định kỳ bằng axit clohydric 5% ở 50 độ trong 2 giờ có thể hòa tan cặn canxi cacbonat, nhưng Mg(OH) 2 không dễ hòa tan.

Tạo-thông số kỹ thuật đầy đủ

Độ cứng tổng thể của nước phải nhỏ hơn 100 ppm trong nước muối canxi clorua 30% ở 100 độ với tạp chất magie 2% để tránh tạo cặn magie hydroxit ưu tiên cho thanh nhiệt titan. Dùng nước làm mềm để trang điểm bằng nước muối-. Kiểm tra độ cứng hàng tuần bằng cách chuẩn độ. Nếu độ cứng trên 200 ppm, hãy kết tủa magie bằng cách tăng độ pH lên 9,5 bằng vôi và lọc trước khi sử dụng lại. Đối với các máy sưởi hiện có có thang đo Mg(OH)2, sử dụng axit xitric 10% ở 70 độ trong 4 giờ, sau đó chải bằng máy. Thang đo magiê hydroxit bám dính không được hình thành để giảm sự truyền nhiệt và gây ra hiện tượng quá nhiệt cục bộ bằng cách kiểm soát độ cứng của nước xuống dưới 200 ppm.