30%-os kalcium-klorid sóoldatban 100 fokon, 2%-os magnéziumszennyezéssel működő titán hőrúdhoz Mekkora a megengedett legnagyobb vízkeménység (CaCO₃-ként) a preferenciális magnézium-hidroxid lerakódás megelőzésére?

100 fokon 30%-os kalcium-kloridos (CaCl 2 ) sóoldatban 2%-os magnéziumszennyeződéssel (MgCl 2 formájában) a magnézium-hidroxid (Mg(OH) 2 ) lerakódások előnyösen kiválnak a kalcium-karbonáttal vagy kalcium-szulfáttal szemben. A magnézium-hidroxid különösen alacsonyan oldódik magas hőmérsékleten, és kemény, tapadó réteget képez a titán fűtőfelületeken. A mérleg alacsony hővezető képességgel rendelkezik (1-2 W/mK), ami helyi túlmelegedést okoz. A magnézium-hidroxid preferenciális lerakódásának megakadályozására megengedett teljes keménység (CaCO3-ként) 200 ppm. Ennél a beállításnál a skála vastagsága 0,2 mm 500 óra alatt, és a hőátadás 30-50 %-kal csökken.

Kedvezményes magnézium-hidroxid vízkőképződési mechanizmus

At high temperature brine Mg2+ hydrolysis: Mg2+ + 2H2O ->Mg(OH)2 + 2H+. Ez a reakció endoterm, és minél magasabb a hőmérséklet, annál gyorsabban megy végbe. A víz redukciója elősegíti a helyi pH-t a felmelegített titán felületen, elősegítve a Mg(OH)2 kiválását. A kalciumionok kicsapják a kalcium-karbonátot és a kalcium-szulfátot, de ezek kevésbé tapadnak és könnyebben eltávolíthatók. Ha a víz keménysége meghaladja a 200 ppm-et, akkor a vízkő főként Mg(OH)2-ből áll, még 2% magnézium-szennyeződés mellett is. ahogy a skála tágul, a lemezszerű kristályok-egymásba illeszkednek, és kemény réteget hoznak létre.

A képződés mennyiségi skálája a víz keménységével szemben

Ellenőrzött tesztelés szintetikus sóoldatban (30% CaCl2, 2% MgCl2, 100 fok) 500 órán keresztül változó teljes keménységgel (ppm CaCO3-ban kifejezve) a következőket állapította meg. Vízkővastagság 10-30 µm Vízkő kalcium-karbonát minimális Mg(OH)-val 2 Eltávolítás savas mosással Hőátadás-csökkentés 5-15% Keménység < 100 ppm 100-200 ppm keménységnél a skála vastagsága 30-70 µm, a vízkő a sav és a kevert karbonát eltávolítása, plusz M2 csökkentés 15-30%. 200-300 ppm Kritikus küszöb Skála vastagság 60-120 µm Skála típus Mg(OH)2 domináns, nagy tapadás Eltávolítás Mechanikus kaparás Hőátadás csökkenés 25-45% 300-500-es keménységnél magnézium vastagság ez 0µm10 hidroxid, nagyon nehezen távolítható el, a hőátbocsátás 40-60 %-os csökkenése. Ha a koncentráció 500 ppm felett van, a lerakódás vastagsága meghaladja a 200 μm-t, súlyos vízkőképződés lép fel, és a hőátadás csökkenése több mint 60%.

A magnéziumkoncentráció és a hőmérséklet hatása a keménységtűrésre

A maximális megengedett vízkeménység a magnéziumkoncentráció növekedésével csökken. 0,1 mm-es skála és 1% magnézium-szennyeződés esetén az elfogadható keménység 300 ppm. A megengedett keménység 200 ppm-re csökken 2% magnézium mellett. 3% magnézium esetén a megengedett keménység 150 ppm-re csökken. 5% magnézium esetén a megengedett keménység csak 80 ppm. A hőmérséklet is befolyásolja a küszöbértéket, ahol a megengedett keménység 2%-os magnéziumnál 350 ppm 80 fokon. A megengedett keménység 100 °C-on 200 ppm. 120 ppm, megfelelő keménység 120 °C-on nyomás alatt. A megengedett keménység 140 fokon 80 ppm.

A vízkeménység szabályozása magnéziummal{0}}szennyezett kalcium-klorid sóoldatban: útmutató

A következő táblázat a 30%-os CaCl2 sóoldat és 2%-os magnézium-szennyeződést tartalmazó 100 fokos ajánlott maximális elfogadható vízkeménységét mutatja be. Az ajánlások a kívánt vízkővastagságon és tisztítási gyakoriságon alapulnak.

Kívánt vízkővastagság 500 óra után (µm) Maximális megengedett vízkeménység (ppm CaCO₃) Vízkő összetétel Javasolt tisztítási módszer<30 (low scaling) <100 Calcium carbonate Acid cleaning (5% HCl) 30–70 (moderate) 100–200 Mixed carbonate/Mg(OH)₂ Acid + brushing 70–120 (high) 200–250 Mg(OH)₂ dominant Mechanical scraping >120 (severe) >250 Kemény Mg(OH)₂ Nem ajánlott a vízkeménység szabályozásán túl

A titán minősége kevés hatással van a skála alakulására; mindazonáltal a 7. fokozat kiváló ellenállást mutat a méret alatti-korrózióval szemben. A falvastagság hőátadást tesz lehetővé; A 2,0 mm-es fal 0,3 mm-es léptékkel csökkentette, de használható hőátadást. Az elektropolírozott felületek (Ra < 0,3 µm) minimálisra csökkentik a vízkő tapadását és megkönnyítik az eltávolítást. A poliakrilátok és foszfonátok hatékonyan gátolják a kalcium-karbonátot, de nem túl hatékonyak a magnézium-hidroxid esetében. A sóoldat pH-ját 7,5 alatt kell tartani, mivel a magasabb pH-érték felgyorsítja a Mg(OH)₂ kiválását. Az 5%-os sósavval, 50 fokon, 2 órán át tartó időszakos savas tisztítással a kalcium-karbonát lerakódások feloldhatók, de a Mg(OH)2 nem oldódik könnyen.

Jól{0}}informált specifikáció készítése

A víz teljes keménységének 100 ppm-nél kisebbnek kell lennie 30 %-os kalcium-klorid sóoldatban 100 fokon, 2 % magnézium-szennyeződéssel, hogy elkerüljük a magnézium-hidroxid preferenciális lerakódását a titán hőrúdnál. A sós sminkhez használjon lágyított vizet-. Hetente ellenőrizze a keménységet titrálással. Ha a keménység 200 ppm felett van, a magnéziumot csapja ki úgy, hogy a pH-t mésszel 9,5-re emeli, és szűrje le, mielőtt újra üzembe helyezné. Meglévő Mg(OH)2-es fűtőtestekhez használjon 10%-os citromsavat 70 fokon 4 órán át, majd mechanikus kefével. A rátapadó magnézium-hidroxid vízkő nem csökkenti a hőátadást és helyi túlmelegedést okoz a vízkeménység 200 ppm alá történő szabályozásával.