Problem pjenjenja koji prkosi anti-protiv pjenjenja
Linija za poniklavanje stvara postojano nakupljanje pjene na površini kupke tijekom miješanja zraka. Pjena prelijeva rub spremnika, stvara opasnost od klizanja i zadržava korozivne pare iznad razine tekućine. Operateri povećavaju stopu dodavanja -protiv pjene. Pjena se privremeno smanjuje, a zatim se vraća. Potrošnja protiv -pjene se utrostručuje. Kupka zahtijeva češći tretman ugljikom kako bi se uklonio višak anti-pjene, koji sam po sebi postaje zagađivač.
Osnovni uzrok nije neadekvatno sredstvo protiv-pjenjenja. To je onečišćenje metalnim ionima iz izmjenjivača topline od nehrđajućeg čelika. Otopljeni ioni željeza, nikla i kroma stvaraju komplekse sa sredstvima za vlaženje u kupki za nanošenje galvanizacije. Ovi metal-močljiviji kompleksi su učinkovitiji stabilizatori pjene od samih sredstava za vlaženje. Izmjenjivač topline, koji polako korodira, kontinuirano opskrbljuje metalne ione koji pokreću ciklus pjenjenja.
PTFE izmjenjivač topline ne oslobađa metalne ione. Ne stvaraju se-kompleksi za stabilizaciju pjene. Potreba protiv -pjenjenja vraća se na osnovnu razinu potrebnu za normalno upravljanje sredstvom za vlaženje.
Mehanizam za stabilizaciju pjene s metalnim ionima
Tekuća pjena je metastabilna. Mjehurići se dižu na površinu, tekući film između mjehurića istječe, a mjehurići se spajaju i pucaju. Sredstva protiv -pjenjenja ubrzavaju korake drenaže i koalescencije, destabilizirajući pjenu.
Otopljeni metalni ioni ometaju ovaj prirodni kolaps pjene. Metalni ioni-osobito željezo (III) i krom (III)-viševalentni su. Oni mogu umrežiti molekule surfaktanta adsorbirane na površini mjehurića. Jedan ion željeza koji veže dvije molekule surfaktanta stvara most koji jača film mjehurića. Premošteni film otporan je na drenažu. Mjehurić i dalje postoji.
Učinak je katalitički u kemijskom smislu. Metalni ion se ne troši u reakciji. Jedan željezni ion može više puta stabilizirati uzastopne filmove mjehurića. Koncentracija od samo 10-20 ppm otopljenog željeza može mjerljivo povećati stabilnost pjene u kupki koja sadrži 100-200 ppm sredstva za vlaženje.
Kontinuirana korozija zavojnice od nehrđajućeg čelika dovodi svježe metalne ione brzinom koja nadmašuje sposobnost sredstva protiv-pjenjenja da destabilizira pjenu. Sredstvo protiv -pjene mora se dodavati u sve većim i višim koncentracijama, na kraju i samo postaje kontaminant.
Tablica 1: Utjecaj stabilizacije pjene prema materijalu izmjenjivača topline (zračna-kupka s miješanjem nikla, 55 stupnjeva)
| Parametar | Zavojnica od nehrđajućeg čelika | Zavojnica od titana | PTFE izmjenjivač topline |
|---|---|---|---|
| Brzina otpuštanja otopljenih metalnih iona (mg/dan) | 50-150 (Fe, Cr, Ni) | 5-20 (Ti) | 0 |
| Visina pjene iznad površine tekućine (cm) | 15-30 | 8-15 | 3-5 |
| Potrošnja protiv-pjenjenja u odnosu na osnovnu vrijednost | 3-5× | 1.5-2× | 1,0 × (osnovna linija) |
| Učestalost tretmana karbonom za uklanjanje pjene- | Mjesečno | Dvomjesečnik | Po potrebi (normalan raspored) |
| Problemi u vezi s održavanjem -pjene | Česti događaji preljeva | Povremeno | Rijetko |
| Stabilnost sredstva za vlaženje kupke | Razgrađen kompleksiranjem metala | Lagana degradacija | Stabilan |
Kemija željeza-mokrog kompleksa
Sredstva za vlaženje u kupkama za poniklavanje obično su anionski tenzidi-natrijev lauril sulfat, natrijev alkil eter sulfat ili slične molekule. Nose negativan naboj pri pH vrijednosti kupke, što im omogućuje adsorpciju na površinu katode i snižavanje površinske napetosti kako bi se spriječilo pričvršćivanje mjehurića plinovitog vodika.
Feri željezo u otopini nosi +3 naboj. Snažno se veže za negativno nabijene glavne skupine površinski aktivnih tvari. Jedan feri ion može vezati dvije ili tri molekule surfaktanta. Rezultirajući kompleks ima veću molekularnu težinu, veću površinsku aktivnost i veću sposobnost stabilizacije-pjene od pojedinačnih molekula surfaktanta.
Kompleks također uklanja surfaktant iz njegove predviđene funkcije. Molekule surfaktanta vezane za željezo nisu dostupne za vlaženje površine katode. Učinkovita koncentracija sredstva za vlaženje smanjuje se čak i s povećanjem pjene. Operateri mogu odgovoriti dodavanjem više sredstva za vlaženje, koje daje više molekula za složenje željeza, pogoršavajući problem pjene u ciklusu samo-ojačanja.
PTFE: prekidanje ciklusa pjene na izvoru
PTFE izmjenjivač topline ne oslobađa metalne ione jer ne sadrži metal. Fluorpolimer je čisti ugljik i fluor. Nema korozije, nema otapanja niti izvora metalnih iona-za stabilizaciju pjene.
Uklanjanje ovog kontinuiranog izvora metalnih iona vraća prirodnu dinamiku pjene kadi. Sredstvo za vlaženje obavlja svoju predviđenu funkciju na površini katode, a da ga pritom ne zadržavaju otopljeni metali. Sredstvo protiv -pjenjenja kontrolira normalne razine pjene bez povećanja doze koju zahtijeva kontaminacija metalom. Tretman ugljikom za uklanjanje -pjene vraća se na uobičajeni raspored održavanja.
Kemija kupke se stabilizira. Dodaci sredstva za vlaženje i -protiv pjenjenja postaju predvidljivi na temelju protoka amper-sata, a ne reagiraju na pojavu pjene. Uštede troškova od smanjene potrošnje kemikalija, smanjene obrade ugljikom i smanjenog rada u kućanstvu doprinose izračunu povrata PTFE-a.
Sažetak
PTFE izmjenjivači topline sprječavaju probleme pjenjenja u kadi eliminirajući izvor pjeni{0}}metalnih iona koji stabiliziraju. Metalne zavojnice koje nagrizaju oslobađaju ione željeza i kroma koji umrežuju molekule surfaktanta, jačajući filmove mjehurića i odupirući se djelovanju protiv -pjene. Ciklus eskalacije pojačanog anti-pjenjenja i povećane obrade ugljikom prekida se kada se ukloni izvor metalnih iona.
PTFE površina bez-korozije održava stabilnu kemiju kupke, predvidljivu potrošnju kemikalija i podesive razine pjene. Smanjenje troškova sredstva protiv -pjene i vlaženja, u kombinaciji sa smanjenom učestalošću tretmana ugljikom, značajno pridonosi operativnim uštedama od konverzije PTFE-a.
Inženjerska analiza za specifikaciju PTFE izmjenjivača topline u kupkama s-sklonom nanošenju pjene dostupna je nakon podnošenja kemije kupke, trenutne stope potrošnje sredstva protiv-pjene i vlaženja, incidenata vezanih uz-zastoj pjene i učestalosti tretmana ugljikom.
