Une usine chimique avait besoin de remplacer un thermoplongeur en PTFE dans un bain d'hydroxyde de sodium à 25 % à 85 degrés. Le chauffage existant était tombé en panne après seulement cinq mois de service-le PTFE était cloqué et fissuré sur toute la section chauffée. L'équipe de maintenance de l'usine soupçonnait que le radiateur était sous-dimensionné pour cette tâche et fonctionnait à une densité de watts trop élevée.
La soude caustique concentrée chaude est l’une des substances chimiques les plus exigeantes pour les thermoplongeurs en PTFE. À 85 degrés et 25 % de concentration, le caustique attaque la surface du polymère par défluoration. Le taux d'attaque dépend de la température de surface. Un appareil de chauffage fonctionnant à une densité de watts élevée a une température de surface plus élevée et se dégrade plus rapidement.
Pourquoi 25 % de produits caustiques à 85 degrés nécessitent une grande surface
La densité de watts sûre pour un thermoplongeur en PTFE dans une solution caustique à 25 % à 85 degrés est de 0,6 à 0,8 W/cm². Au-dessus de cette plage, la température de surface dépasse la limite de sécurité pour le polymère et le taux de défluoration s'accélère.
La faible densité de puissance signifie qu’une grande surface est requise pour une puissance donnée. Pour une puissance de 5 kW à 0,7 W/cm², la surface requise est de 7 143 cm². Un radiateur simple-face avec un encombrement de 500 mm × 700 mm fournit 3 500 cm²-seulement la moitié de la surface requise. Un chauffage double-fournit 7 000 cm², ce qui est proche du besoin.
| Puissance | Densité de puissance sûre | Surface requise | Empreinte sur un seul côté- | Empreinte double-face |
|---|---|---|---|---|
| 3 kW | 0,7 W/cm² | 4 286 cm² | 500 × 857 millimètres | 500 × 429 millimètres |
| 4 kW | 0,7 W/cm² | 5 714 cm² | 500 × 1 143 millimètres | 500 × 571 millimètres |
| 5 kW | 0,7 W/cm² | 7 143 cm² | 600 × 1 190 millimètres | 600 × 595 millimètres |
| 6 kW | 0,7 W/cm² | 8 571 cm² | 600 × 1 429 millimètres | 600 × 714 millimètres |
| 8 kW | 0,7 W/cm² | 11 429 cm² | 800 × 1 429 millimètres | 800 × 714 millimètres |
Exigences de surface et d'empreinte au sol pour 25 % de caustique à 85 degrés
Le plafond de température pour le service caustique
La température de surface est la variable de contrôle. Pour 25 % de caustique à 85 degrés en vrac, la température de surface ne doit pas dépasser 95 à 100 degrés. Au-dessus de cette plage, le taux de défluoration s'accélère et le PTFE se dégrade rapidement.
Pour maintenir la température de surface en dessous de 100 degrés, la densité en watts doit être limitée à 0,6–0,8 W/cm² dans des bains modérément agités. Dans les zones à faible débit-, la limite tombe à 0,5–0,6 W/cm².
Calcul de la superficie requise
La surface requise dépend de la puissance et de la densité en watts. Pour une puissance de 5 kW à 0,7 W/cm², la surface requise est de 7 143 cm². Un radiateur double-face avec un encombrement de 600 mm × 595 mm fournit 7 140 cm²-juste assez.
Si le réservoir ne peut pas accueillir un radiateur double-de 600 × 595 mm, plusieurs radiateurs plus petits répartis autour du réservoir peuvent fournir la surface requise tout en maintenant une faible densité en watts.
Étapes de spécification pratiques pour le service caustique chaud
Commencez par la concentration caustique et la température. Des concentrations et des températures plus élevées nécessitent une densité en watts plus faible. Pour 25 % de soude caustique à 85 degrés, la densité en watts ne doit pas dépasser 0,7 W/cm².
Sélectionnez la densité en watts à partir des conditions de débit réelles à l'emplacement du réchauffeur. Dans un bain modérément agité, 0,7 W/cm² convient. Dans une zone à faible débit-, déclassez-vous à 0,5–0,6 W/cm².
Calculez la surface requise à partir de la puissance et de la densité en watts. Un service de 5 kW à 0,7 W/cm² nécessite 7 143 cm². Si un seul radiateur ne peut pas fournir cette zone à l’intérieur du réservoir, envisagez plusieurs radiateurs répartis autour du périmètre.
Vérifiez que la température de la surface du radiateur reste inférieure à 100 degrés. Si la température de surface calculée dépasse cette limite, réduisez davantage la densité en watts ou améliorez le débit à la surface du radiateur.
| Concentration caustique | Température | Densité de puissance sûre | Surface pour 5 kW | Durée de vie prévue |
|---|---|---|---|---|
| 10% | 60 degrés | 1,2 à 1,5 W/cm² | 3 333 à 4 167 cm² | 4 à 6 ans |
| 15% | 70 degrés | 1,0–1,2 W/cm² | 4 167 à 5 000 cm² | 2 à 4 ans |
| 20% | 80 degrés | 0,8 à 1,0 W/cm² | 5 000 à 6 250 cm² | 18 à 30 mois |
| 25% | 85 degrés | 0,6 à 0,8 W/cm² | 6 250 à 8 333 cm² | 12 à 24 mois |
| 30% | 90 degrés | 0,5 à 0,7 W/cm² | 7 143 à 10 000 cm² | 8 à 18 mois |
Exigences de sécurité en matière de densité de puissance et de surface pour le service caustique
Lorsque les radiateurs standards ne peuvent pas fournir la surface requise
Les réservoirs de soude caustique concentrée chaude avec des exigences de puissance élevées et un espace périphérique limité ne peuvent souvent pas accueillir de thermoplongeurs PTFE standard aux faibles densités de watts exigées par la chimie. Une configuration personnalisée de thermoplongeur en PTFE avec une grande surface, une faible densité de watts et une position optimisée en termes de débit-résout la cause profonde du manque de surface. Le processus de spécification nécessite la concentration caustique, la température de fonctionnement, les dimensions du réservoir, les conditions de débit et la puissance requise. Pour les installations équipées de bains caustiques chauds, cette approche spécifique à l'application- réduit la dégradation du revêtement et prolonge la durée de vie du réchauffeur.
