Topnienie stałych płatków wodorotlenku sodu (NaOH, temperatura topnienia 318 stopni) przekracza temperaturę ciągłego stosowania PFA (maksymalnie 200 stopni). PFA nie można stosować do topienia stałego NaOH. Jednakże do utrzymywania stopionego NaOH w temperaturze 250–300 stopni PFA również nie jest odpowiedni,-polimer mięknie, pełza i ulega degradacji. Do ogrzewania roztworów NaOH (50% wodnych, 80–120 stopni) PFA jest doskonały. Uszkodzenia mechaniczne spowodowane ostrymi krawędziami kryształów są problemem drugorzędnym: nawet w temperaturze pokojowej ostre kryształy NaOH mogą zarysować PFA. W stanie stopionym kryształy znikają, ale temperatura jest zbyt wysoka. Do ogrzewania płatków stałego NaOH (np. topienia w podgrzewaczu bębnowym) należy użyć grzejnika metalowego (stalowego, Incoloy lub niklowego) z powłoką ochronną, jeśli to konieczne. PFA nie jest odpowiednim materiałem do pracy w stanie stopionym żrącym w temperaturze powyżej 200 stopni, niezależnie od ściernego działania kryształów.
Dopuszczalne temperatury dla PFA w NaOH
Maksymalna ciągła temperatura pracy PFA w powietrzu wynosi 200 stopni. W 50% roztworze NaOH granica wynosi 150–180 stopni w zależności od stężenia i stresu. Powyżej 200 stopni PFA znacznie mięknie (moduł spada do<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).
Uszkodzenia mechaniczne spowodowane ostrymi kryształami
Nawet w niższych temperaturach stałe płatki NaOH (higroskopijne, kanciaste) mogą zarysować powierzchnię PFA, jeśli grzejnik zostanie zainstalowany przed stopieniem płatków. Zadrapania tworzą koncentratory naprężeń (patrz artykuł #91), ale głównym problemem pozostaje temperatura. Jeśli temperatura pracy mieściłaby się w zakresie PFA (np. topnienie substancji stałych o niskiej-topliwości-takich jak siarka, w temperaturze 115 stopni), zarysowanie byłoby problemem. W przypadku NaOH czynnikiem decydującym jest temperatura.
| Stan usługi | Temperatura (stopnie) | Odpowiednie PFA? | Ryzyko uszkodzenia mechanicznego | Polecany materiał |
|---|---|---|---|---|
| Stałe płatki NaOH (przechowywanie, bez ogrzewania) | 25 | Tak | Zadrapania od ostrych krawędzi | Dopuszczalne PFA, ale należy unikać ścierania |
| Topienie stałego NaOH (stopienie początkowe) | 25 → 318 | Nie (przekracza limit PFA) | N/A | Stal, Incoloy, nikiel |
| Stopiony NaOH (przetwarzanie) | 250–350 | Nie (PFA rozkłada się) | N/A | Nikiel 200, Inconel 600 |
| 50% roztwór NaOH | 80–120 | Tak | Brak (kryształy rozpuszczone) | PFA, PTFE, tytan |
| 30% roztwór NaOH | 60–100 | Tak | Nic | PFA, PP, PVDF |
| Ogrzewanie stałego NaOH w celu topienia (pośrednie) | 25–100 (grzejnik na zewnątrz) | Tak (jeśli zewnętrzny) | N/A | Użyj zewnętrznej grzałki taśmowej na bębnie |
Praktyczne porady dotyczące topienia płatków NaOH
Jeśli chcesz stopić stałe płatki NaOH w naczyniu, w którym do późniejszego ogrzewania roztworu wykorzystuje się również grzejniki PFA:
Roztopić NaOH przy użyciu zewnętrznego źródła ciepła(podgrzewacz bębna, gorące powietrze, płaszcz parowy) przed przeniesieniem do podgrzewanego zbiornika PFA-.
Rozpuścić stopiony NaOH w wodziedo utworzenia roztworu (ciepło rozpuszczania podniesie temperaturę – dodawać powoli).
Fajne do<180°C, następnie użyj grzejnika PFA, aby utrzymać temperaturę.
Nie należy próbować topić stałych płatków NaOH bezpośrednio za pomocą zanurzonego grzejnika PFA. Grzejnik przegrzeje się (PFA zmięknie i odkształci się), zanim płatki całkowicie się stopią.
Przykład pola (Czego nie robić)
Zakład chemiczny podjął próbę stopienia stałych płatków NaOH w beczce o pojemności 200 l przy użyciu grzejnika PFA o mocy 6 kW. Po 30 minutach otoczka PFA zmiękła i opadła na metalowy rdzeń. Grzejnik uległ zniszczeniu. Zakład przeszedł na zewnętrzny grzejnik bębna (taśmowy, 2 kW), który podgrzewał ściankę bębna. NaOH stopił się w ciągu 4 godzin, następnie przeniesiono do ogrzewanego zbiornika PFA-(80 stopni) w celu rozcieńczenia. Tam nagrzewnica PFA działała 5 lat.
Kiedy PFA jest prawidłowe dla usługi NaOH
PFA doskonale nadaje się do:
Rozcieńczyć roztwory NaOH (<30%): up to 100°C
Stężone roztwory NaOH(30–50%): do 120–150 stopni przy uważnym monitorowaniu
Żrące roztwory czyszczące(CIP): do 150 stopni przez krótkie okresy czasu
PFA nie nadaje się do:
Stały NaOH(dowolna temperatura, ze względu na ścieranie i ewentualne przegrzanie)
Stopiony NaOH (>200 stopni)
Wysokie-ciśnienie,-żrąca temperatura (>150 stopni, szczególnie przy stresie)
Wniosek: Nie używaj PFA do topienia stałego NaOH
Podgrzewaczy PFA nie można stosować do topienia płatków stałego wodorotlenku sodu, ponieważ wymagana temperatura (318 stopni) przekracza temperaturę topnienia PFA (305–315 stopni). Ostre krawędzie kryształów to drugorzędna kwestia; głównym problemem jest rozkład termiczny. Do topienia stałego NaOH należy stosować zewnętrzne podgrzewacze bębnowe, płaszcze parowe lub metalowe podgrzewacze zanurzeniowe (Incoloy, nikiel). W przypadku roztworów NaOH (50% lub mniej) do 120 stopni PFA jest doskonały. Nie myl tych dwóch zastosowań. Topienie wymaga metalu; holding wymaga PFA. Użyj odpowiedniego narzędzia do danego zadania. Grzejnik PFA topiący stały NaOH to proces topnienia, który czeka, aby się wydarzyć. Przechowuj PFA w roztworach, a nie w ciałach stałych. Twój grzejnik będzie Ci służył. Twój proces będzie bezpieczny.
