Đối với Máy sưởi bó ống titan trong dung dịch nhôm sunfat (phèn) 15% ở 70 độ, Độ dày quy mô hydroxit nhôm quan trọng làm giảm 50% hiệu suất truyền nhiệt là bao nhiêu?

Sự hình thành cặn nhôm hydroxit (Al(OH)3) trên bề mặt titan được nung nóng trong nhôm sunfat (phèn chua) 15% ở 70 độ. Cân có độ dẫn nhiệt kém 0,2–0,4 W/m·K so với 21,9 W/m·K của titan. Độ dày quy mô tới hạn 0,5 mm tạo ra hiệu suất truyền nhiệt ít hơn 50 %, nghĩa là tăng gấp đôi thời gian gia nhiệt hoặc mức sử dụng điện để đạt được cùng nhiệt độ quy trình. Thang đo được hình thành bằng cách thủy phân các ion nhôm: Al 3+ + 3H 2 O Al(OH) 3 + 3H +. Tốc độ kết tủa tăng theo nhiệt độ và nồng độ nhôm.

Cơ chế giảm truyền nhiệt bằng thang nhôm hydroxit

Điện trở của thành titan bao gồm điện trở nhiệt của cân. Chênh lệch nhiệt độ tổng thể là $\\Delta T_{total}=\\Delta T_{titanium} + \\Delta T_{scale}$. Độ dày của thang đo tăng $\\Delta T_{total}$ tương ứng với một thông lượng nhiệt nhất định. Do đó, nhiệt độ tổng thể giảm đi gấp đôi và lượng nhiệt truyền giảm đi một nửa. Độ dày của thang đo là 0,5 mm, sao cho ΔT_scale gần tương đương với ΔT_titan. Cân cũng làm tăng nhiệt độ bề mặt của ống, làm tăng tốc độ kết tủa sau đó.

Giảm lượng truyền nhiệt theo độ dày của thang đo

Các thử nghiệm có kiểm soát ở dòng nhiệt 20 W/cm² trong 15% Al₂(SO₄)₃ ở 70 độ đã chứng minh mức độ truyền nhiệt giảm sau đây đối với độ dày thang đo titan cấp 2. 0 mm (sạch) khả năng chịu nhiệt bổ sung là 0, mức giảm truyền nhiệt là 0, mức tăng công suất cần thiết là 1,0×. Điện trở bổ sung là 0,00025-0,0005 m2K/W (giảm 10-20%, tăng công suất 1,1-1,25×) ở độ dày 0,1mm. Điện trở ở 0,2 mm 0,0005-0,001, giảm 20-35%, tăng công suất 1,25-1,5x Điện trở, 0,3 mm, 0,00075-0,0015, giảm, 30-50%, tăng công suất, 1,4-2,0x. Độ dày tới hạn ở mức 0,5 mm, điện trở 0,00125–0,0025, giảm 45–65%, công suất tăng 1,8–2,8×. Đối với 1,0 mm: điện trở 0,0025-0,005, giảm 65-85%, tăng công suất 2,8-6,5x.

Tốc độ tăng trưởng quy mô theo thời gian

Độ dày của thang đo tăng theo thời gian tuân theo định luật parabol. Độ dày cặn ở 100 giờ là 0,05–0,10 mm, mức giảm truyền nhiệt là 5–15%. Sau 500 giờ, độ dày là 0,15–0,30 mm, giảm 20–45%. Ở độ dày 1.000 giờ là 0,25-0,50 mm và độ giảm là 35-65%. Độ dày (0,40 đến 0,80 mm) và giảm (50 đến 80%) sau 2000 giờ. Tốc độ tăng trưởng giảm dần theo thời gian vì lớp cặn đóng vai trò như một rào cản khuếch tán đối với các ion nhôm.

Hướng dẫn kiểm soát và làm sạch cặn nồi hơi nhôm Sulfate

Bảng sau đây cho biết độ dày cặn tối đa cho phép và tần suất làm sạch đối với bộ gia nhiệt bó ống titan Cấp 2 bằng nhôm sunfat 15% ở 70 độ.

Độ dày của vảy (mm) Giảm truyền nhiệt (%) Hành động được đề xuất Phương pháp làm sạch Tần suất làm sạch<0.1 <15 None N/A Annual 0.1-0.2 15-30 Performance monitoring Quarterly Inspection N/A
0.2–0.3 30–50 Schedule cleaning 5% HCl, 50°C, 30 min Monthly 0.3–0.5 50–65 Clean immediately 5% HCl, 50°C, 60 min Biweekly >0.5 >65 Làm sạch quan trọng – khẩn cấp Cơ khí + axit Kỹ thuật hàng tuần Kiểm soát độ dày quy mô

Sự phát triển của cặn không bị ảnh hưởng bởi cấp độ titan mặc dù Lớp 7 có khả năng chống ăn mòn cao hơn dưới quy mô. Độ dày của tường cho phép truyền nhiệt. Một bức tường dày có đường cơ sở ΔT lớn hơn, do đó phần trăm giảm đối với độ dày quy mô nhất định sẽ nhỏ hơn một chút. Độ bám dính cặn là một chức năng của lớp hoàn thiện bề mặt ống và các bề mặt được đánh bóng bằng điện (Ra < 0,3 µm) sẽ dễ dàng tẩy cặn hơn. Hàm lượng nhôm sunfat cần được duy trì dưới 15% để giảm thiểu sự phát triển của cặn. Axit polyacrylic như một chất ức chế cặn ở mức 10 ppm đang làm giảm sự hình thành cặn từ 30-50%.

Đặc tả từ kiến ​​thức

Đối với lò sưởi bó ống titan bằng nhôm sunfat 15% và 70 độ, hãy làm sạch lò sưởi khi độ dày cặn đạt 0,3 mm để tránh giảm truyền nhiệt trên 50%. Cân Al(OH)3 được xử lý bằng axit clohydric 5% ở 50 độ trong 30–60 phút và rửa kỹ bằng nước. Lắp một đồng hồ đo áp suất chênh lệch trên bộ sưởi để phát hiện mức giảm áp suất tăng 20% ​​do cặn tích tụ{12}}cần phải vệ sinh. Làm sạch sau mỗi 500 đến 1.000 giờ để bảo trì liên tục. Trong dịch vụ nhôm sunfat, kỹ sư giữ độ dày cặn dưới 0,5 mm để duy trì hiệu suất truyền nhiệt trên 50%.