Розплавлення твердих пластівців гідроксиду натрію (NaOH, температура плавлення 318 градусів) перевищує температуру безперервного використання PFA (макс. 200 градусів). PFA не можна використовувати для плавлення твердого NaOH. Однак для підтримки розплавленого NaOH при 250–300 градусах PFA також не підходить-полімер розм’якшується, розповзається та руйнується. Для нагрівання розчинів NaOH (50% водний, 80–120 градусів) відмінно підходить PFA. Механічні пошкодження від гострих країв кристалів є другорядною проблемою: навіть за кімнатної температури гострі кристали NaOH можуть подряпати PFA. У розплавленому стані кристали зникають, але температура надто висока. Для нагрівання пластівців твердого NaOH (наприклад, плавлення в барабанному нагрівачі) використовуйте металевий нагрівач (сталь, інколой або нікель) із захисним покриттям, якщо необхідно. PFA не є правильним матеріалом для розплавленої каустичної служби вище 200 градусів, незалежно від абразивного ефекту кристалів.
Температурні межі для PFA в NaOH
Максимальна безперервна робоча температура PFA у повітрі становить 200 градусів. У 50% розчині NaOH межа становить 150–180 градусів залежно від концентрації та напруги. Вище 200 градусів PFA значно розм’якшується (модуль падає до<100 MPa). At 250°C, PFA begins to decompose (release of HF, CO₂). At 318°C (melting point of solid NaOH), PFA would melt (305–315°C) and degrade catastrophically. Thus, PFA cannot be used for melting solid NaOH or holding molten NaOH at typical processing temperatures (250–400°C).
Механічні пошкодження гострими кристалами
Навіть за нижчих температур тверді пластівці NaOH (гігроскопічні, кутасті) можуть подряпати поверхню PFA, якщо нагрівач встановлено до того, як пластівці розплавляться. Подряпини створюють концентратори напруги (див. Артикул №91), але основною проблемою залишається температура. Якби робоча температура була в межах діапазону PFA (наприклад, тверді речовини з низькою -температурою плавлення-, такі як сірка при 115 градусах), подряпини викликали б занепокоєння. Для NaOH температура є визначальним фактором.
| Стан обслуговування | Температура (градус) | Підходить PFA? | Ризик механічного пошкодження | Рекомендований матеріал |
|---|---|---|---|---|
| Тверді пластівці NaOH (зберігання, без нагрівання) | 25 | так | Подряпини від гострих країв | PFA прийнятний, але уникайте стирання |
| Плавлення твердого NaOH (початковий розплав) | 25 → 318 | Ні (перевищує ліміт PFA) | N/A | Сталь, інколой, нікель |
| Розплавлений NaOH (обробка) | 250–350 | Ні (PFA розкладається) | N/A | Нікель 200, інконель 600 |
| 50% розчин NaOH | 80–120 | так | Немає (кристали розчинені) | PFA, PTFE, титан |
| 30% розчин NaOH | 60–100 | так | Жодного | PFA, PP, PVDF |
| Нагрівання твердого NaOH для плавлення (непряме) | 25–100 (обігрівач зовнішній) | Так (якщо зовнішній) | N/A | Використовуйте зовнішній стрічковий нагрівач на барабані |
Практичні поради щодо плавлення пластівців NaOH
Якщо вам потрібно розплавити тверді пластівці NaOH в посудині, яка також використовує нагрівачі PFA для подальшого нагрівання розчину:
Розтопіть NaOH за допомогою зовнішнього джерела тепла(нагрівач барабана, гаряче повітря, парова сорочка) перед переміщенням у резервуар із нагріванням PFA-.
Розчиніть розплавлений NaOH у водідо утворення розчину (теплота розчинення підвищить температуру – додавайте повільно).
Охолодити до<180°C, потім використовуйте нагрівач PFA для підтримки температури.
Не намагайтеся розплавити тверді пластівці NaOH безпосередньо за допомогою зануреного нагрівача PFA. Нагрівач перегріється (PFA розм'якшиться і деформується) до того, як пластівці повністю розплавляться.
Польовий приклад (що не можна робити)
Хімічний завод намагався розплавити тверді пластівці NaOH у 200-літровому барабані за допомогою нагрівача PFA потужністю 6 кВт. Через 30 хвилин оболонка PFA розм’якшилася і припала до металевого сердечника. Обігрівач знищено. Завод перейшов на зовнішній барабанний нагрівач (стрічковий, 2 кВт), який обігріває стінку барабана. NaOH розплавився за 4 години, потім був перенесений у PFA-нагрітий накопичувальний резервуар (80 градусів) для розведення. Обігрівач PFA там пропрацював 5 років.
Коли PFA є правильним для служби NaOH
PFA чудово підходить для:
Розбавлені розчини NaOH (<30%): up to 100°C
Концентровані розчини NaOH(30–50%): до 120–150 градусів при ретельному контролі
Їдкі очисні розчини(CIP): до 150 градусів протягом короткого часу
PFA не підходить для:
Твердий NaOH(будь-яка температура, через стирання та можливий перегрів)
Розплавлений NaOH (>200 градусів)
Високий-тиск, висока{1}}температура каустик (>150 градусів, особливо зі стресом)
Висновок: не використовуйте PFA для плавлення твердого NaOH
Нагрівачі PFA не можна використовувати для плавлення твердих пластівців гідроксиду натрію, оскільки необхідна температура (318 градусів) перевищує температуру плавлення PFA (305–315 градусів). Гострі кришталеві краї є другорядною проблемою; основною проблемою є термічне розкладання. Для плавлення твердого NaOH використовуйте зовнішні барабанні нагрівачі, парові сорочки або металеві занурювальні нагрівачі (інколой, нікель). Для розчинів NaOH (50% або менше) до 120 градусів PFA відмінно підходить. Не плутайте два додатки. Для плавлення потрібен метал; Холдинг вимагає PFA. Використовуйте правильний інструмент для роботи. Нагрівач PFA, що розплавляє твердий NaOH, — це розплавлення, яке чекає свого завершення. Зберігайте PFA у розчинах, а не в твердих речовинах. Ваш обігрівач прослужить. Ваш процес буде безпечним.
