Trang chủ / Bách khoa toàn thư kiến ​​thức ngành/ Nội dung Khi sử dụng lò sưởi titan loại 2 để đun nóng dung dịch natri axetat 50% ở 90 độ, tạp chất axit axetic tối đa cho phép (ppm) là bao nhiêu trước khi quá trình tiến hóa hydro bắt đầu phồng rộp?

Natri axetat (CH3COONa) 50% ở 90 độ, dùng để nhuộm và đệm dệt. Dung dịch có tính kiềm (pH 8–9). Độ pH bị giảm do tạp chất axit axetic do thủy phân hoặc nhiễm bẩn. Ở độ pH dưới 5, lớp phủ thụ động của titan trở nên không ổn định và quá trình catốt thay đổi từ khử oxy sang tạo ra hydro. Hydro nguyên tử có thể xâm nhập vào mạng titan và tạo ra hydro phân tử ở các khoảng trống bên trong, dẫn đến phồng rộp trên bề mặt. Tạp chất axit axetic tối đa là 500 ppm (0,05%) để ngăn chặn sự phồng rộp do hydro. Trên mức này độ pH là<5 and blisters occur within 100–500 hours.

Cơ chế tạo phồng rộp của hydro trong dung dịch axetat-

Quá trình catốt trong natri axetat kiềm là khử oxy chứ không phải hình thành các nguyên tử hydro. Axit axetic làm giảm độ pH: CH₃COOH → CH₃COO⁻ + H⁺. Ở độ pH < 5, phản ứng tạo ra hydro 2H⁺ + 2e⁻ → H₂ được ưa chuộng về mặt nhiệt động. Chất trung gian hydro nguyên tử (H) được hình thành ở bề mặt titan. Một số nguyên tử hydro tái kết hợp thành khí H_2 nhưng một phần khuếch tán vào mạng titan. Các nguyên tử hydro khuếch tán đến các khoảng trống bên trong, các thể vùi hoặc ranh giới hạt và ở đó kết hợp lại để tạo ra khí H_2. Áp suất khí tăng lên và các vết phồng rộp trên bề mặt có thể hình thành và vỡ ra.

Sự phồng rộp định lượng là một chức năng của nồng độ axit axetic

Thử nghiệm có kiểm soát trong natri axetat 50% ở 90 độ trong 500 giờ với tạp chất axit axetic thay đổi đã xác định được kết quả sau. Ở nồng độ axit axetic dưới 100 ppm, pH là 8,5-9,0, không thoát hydro, không phồng rộp và bề mặt sáng. Ở 100-300 ppm Độ pH là 6,0-7,5, có thể xảy ra sự hình thành vết hydro nhưng không có vết phồng rộp rõ ràng. 300-500 ppm 5.0-6.0 300-500 giờ Thỉnh thoảng có vết phồng rộp nhỏ (<0.5 mm diameter) 1-5 per cm2 Blister density At 500–1,000 ppm the pH is 4.0–5.0, considerable blistering is observed with blister size 0.5–2 mm, blister density is 5–20 per cm² and blistering starts within 100–300 hours. Blistering occurs at concentrations above 1,000 ppm at pH levels below 4.0 with blister size greater than 2 mm, blister density greater than 20 per cm² and initiation of blistering in 50–150 hours.

Ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ oxy đến ngưỡng phồng rộp

Axit axetic tối đa cho phép giảm khi nhiệt độ tăng. Axit axetic cho phép ở 70 độ là 1000 ppm (0,1%). Ở 80 độ, nó là 750 ppm. 500 ppm ở 90 độ . Ở 100 độ là 300ppm. Đó là 150 ppm ở 110 độ. Ngưỡng này cũng bị ảnh hưởng bởi lượng oxy hòa tan. Ở nồng độ axit axetic thấp hơn, hiện tượng phồng rộp xảy ra trong dung dịch đã khử khí vì không có sự khử oxy để cạnh tranh với quá trình tạo ra hydro. Dung dịch sục khí (O2 > 5 ppm) làm tăng lượng axit axetic cho phép lên 30–50%.

Hướng dẫn kiểm soát tạp chất axit axetic trong lò sưởi natri axetat

Nồng độ axit axetic tối đa cho phép đối với bộ gia nhiệt titan Loại 2 trong 50% natri axetat ở 90 độ được thể hiện trong bảng sau đối với các tuổi thọ sử dụng khác nhau và độ phồng rộp cho phép khác nhau.

Desired Service Life (years) Maximum Allowable Acetic Acid (ppmExpected pH range Blistering potentialRecommended Action >5 <300 >6,0 Không Không 3–5 300–500 5.0–6,0 Thấp Giám sát hàng quý 1–3 500–800 4.5–5,0 Trung bìnhTrung hòa bằng natri hydroxit<1 800-1000 4.0-4.5 High Purify solution
Not acceptable >1,000 <4.0 Severe Change solution
Kỹ thuật vượt quá khả năng kiểm soát axit axetic

Lớp titan sẽ ảnh hưởng đến khả năng chống phồng rộp. Loại 7 (palađi ổn định) có khả năng chịu axit axetic cao gấp 3 đến 5 lần vì palladium xúc tác cho quá trình tái hợp hydro, do đó làm giảm lượng hydro đi vào kim loại. Lớp 12 có mức cải thiện trung bình. Độ dày của tường không ngăn được sự phồng rộp, tuy nhiên, tường dày có thể khiến nhiều vết phồng rộp hơn trước khi rò rỉ. Kiểm tra pH của dung dịch thường xuyên. Nếu độ pH dưới 7, thêm natri hydroxit để tăng độ pH. Ngưỡng axit axetic cho phép. Che phủ nitơ để loại trừ oxy. Một chất oxy hóa, chẳng hạn như natri nitrit (100 ppm), được thêm vào, làm tăng ngưỡng, thúc đẩy quá trình khử oxy trong quá trình tạo ra hydro.

Phát triển một-Đặc điểm kỹ thuật đầy đủ

Trong trường hợp lò sưởi titan Cấp 2 làm nóng 50% natri axetat ở 90C, để đưa ra giới hạn an toàn dưới ngưỡng phồng rộp 500 ppm, tạp chất axit axetic phải được giữ dưới 300 ppm. Kiểm tra độ pH mỗi tuần một lần. Nếu nó giảm xuống dưới 7, thêm 0,1% natri hydroxit để tăng độ pH. Trường hợp axit axetic lớn hơn 500 ppm, hãy sử dụng titan loại 7 hoặc thêm chất oxy hóa như natri nitrit 100 ppm. Kiểm tra các vết phồng rộp trên bề mặt lò sưởi trong quá trình hoạt động 3 tháng một lần. Nếu tìm thấy, hãy trung hòa dung dịch và thay thế lò sưởi. Kỹ sư phải giữ mức tạp chất axit axetic dưới 500 ppm để tránh hiện tượng phồng rộp hydro của lò sưởi titan Cấp 2 được sử dụng trong dịch vụ natri axetat.