Hvernig er hitaleiðni pólýprópýlenskipta (PP) samanborið við PTFE í lághita-sýruþjónustu?

PTFE er konungur efnaþols og þess vegna gæti sjálfgefið val til að kæla straum af köldu, þynntri saltsýru verið PTFE varmaskipti. En PTFE kostar mikið. Pólýprópýlen (PP) er annað, vöruplast sem kostar aðeins minna fyrir þessa tilteknu lága-hita, ekki-oxandi þjónustu. Það er á sama hæga lága sviðinu fyrir hitaleiðni og þess vegna er það ekki hitauppstreymi. Val á PP er einfaldlega hagkvæmt, fórnar breiðu hitastigi og alhliða efnavörn fyrir verulega lægri upphafskostnað.

Varmaleiðni: Næstum fullkomin samsvörun
Varmaleiðni pólýprópýlens (PP) við stofuhita er um 0,2 W/m·K. Varmaleiðni PTFE (pólýtetraflúoretýlen) er aðeins hærri eða um 0,25 W/m·K. Í reynd hefur þessi 20 prósenta mismunur lítil áhrif í flestum stærðarútreikningum varmaskipta. Báðir eru hitaeinangrunarefni miðað við málma (td ryðfríu stáli ~15 W/m·K). Þess vegna mun PP varmaskipti þurfa um það bil sama magn af hitaflutningsyfirborði og PTFE eining fyrir sömu vinnu, vökvahraða og hitastig. Það er engin ástæða til að velja PP fram yfir PTFE, eða öfugt, á grundvelli hrár hitauppstreymis.

Lokaniðurstaða PP vs PTFE skiptis varmaleiðni lághita sýru rannsókn er skýr: val leiðir ekki hitaleiðni. Efnin tvö falla í sama lágleiðniflokk og allar hönnunarbreytingar eru ekki marktækar.

Af hverju PP? Efnahagsmálið
Helsti kosturinn við pólýprópýlen er að það er ódýrt. PP er hitaplastefni sem framleitt er í miklu magni. Hráefniskostnaður er venjulega 5-10 sinnum lægri en PTFE. Einnig eru ódýrari framleiðsluaðferðir eins og heitgassuðu, útpressun og innspýtingsmótun fáanlegar í samanburði við sérhæfða hertu og þjöppunarmótun PTFE. Skel-og-rör eða spólu-gerð PP varmaskiptir er framleiddur á fjórðungi kostnaðar við PTFE tæki af sömu stærð. Þessi kostnaðarsparnaður getur verið mikill fyrir óárásargjarna sýruþjónustu við lágt hitastig.

Hitaþol og efni: Takmörk PP
PP er efnahagslega aðlaðandi en hefur þröngan vinnuglugga. Pólýprópýlen er aðeins hægt að nota stöðugt við hitastig allt að um það bil 80 gráður (176 gráður F). Við hitastig yfir þetta verður PP mjúkt, og missir vélrænan styrk sinn og byrjar að skríða undir þrýstingi. Aftur á móti getur PTFE keyrt stöðugt við 200 gráður (392 gráður F) og með hléum í allt að 260 gráður. Þessi þvingun er ásættanleg í sýruþjónustu við lágt hitastig (þ.e. undir 60 gráður); engu að síður gæti hvaða ferli sem er í uppnámi eða gufuhreinsun farið yfir mörk PP .

Frá efnafræðilegu sjónarmiði er PP ónæmur fyrir mörgum þynntum sýrum, basum og vatnskenndum saltlausnum. Það er fyrir áhrifum af öflugum oxandi sýrum, svo sem óblandaðri saltpéturssýru, brennisteinssýru yfir 70% og krómsýru. Það stækkar einnig eða leysist upp í mörgum lífrænum leysum, td arómatískum kolvetnum, klóruðum leysum og ketónum. Hins vegar er PTFE ónæmt fyrir næstum öllum efnum nema bráðnum alkalímálma og frumefnisflúor við háan hita. PP er því sérfræðingur fyrir kaldar, hreinar, ó-oxandi sýrur (td þynnt HCl, þynnt H 2 SO 4 , ediksýra). PTFE er almennt ónæmiskerfi, háhitastig og öruggt fyrir alla.

Frekari tæknileg atriði
Stökkleiki og UV næmi
Pólýprópýlen er ekki ónæmt fyrir útfjólubláu (UV) ljósi. Ef skiptarinn er staðsettur utandyra eða á mjög upplýstu svæði veldur útfjólubláu útsetning ljósoxun- sem getur leitt til sprungna yfirborðs og taps á höggstyrk. PP skiptara ætti að verja eða úða með UV-þolnum húðun til notkunar utandyra. PTFE er náttúrulega útfjólubláu ónæmur og mun ekki skemma í sólskini.

Eldviðnám
PP er eldfimt efni, með takmarkandi súrefnisvísitölu (LOI) um 18%. Þegar það hefur kviknað í brennur það auðveldlega með miklum reyk og rennur úr bráðinni fjölliðu. Eldvarnarmál fela í sér úðara, brunahindranir og flokkun rafmagnssvæða. PTFE er ekki eldfimt með 95% LOI, það mun ekki styðja við bruna og mun sjálf-slokkna þegar logauppsprettan er fjarlægð. Þetta gerir PTFE að öruggari kostinum á brunahættusvæðum.

Vélrænn styrkur við lágt hitastig
Við lágt hitastig (td undir 10 gráður) verður PP stökkara, næmari fyrir höggskemmdum frá vatnshamri eða ísmyndun. PTFE er öflugt og sveigjanlegt fyrir hitastig (-200 gráður). Fyrir kalda sýruþjónustu eins og kælt vatn eða kælt saltvatn verður að verja PP skipta vandlega fyrir vélrænu höggi.

Leiðbeiningar um val Velja rétta efnið fyrir þjónustuna
Val á PP eða PTFE skipti fyrir lághita sýru er ekki hitauppstreymi, heldur aðeins efnahagslegt og efnafræðilegt samhæfi. Hvenær á að nota PP:

Sýran er þynnt, ó-oxandi og hrein (HCl < 20%, H2SO4 < 50%, ediksýra).

Rekstrarhiti undir 60 gráður (með öryggismörkum undir 80 gráður).

Það inniheldur engin lífræn leysiefni eða sterk oxunarefni.

Skiptinn er settur innandyra eða á UV-varið svæði.

Eldhætta er lítil eða vel stjórnað.

Lægst. Drifþáttur er stofnkostnaður.

Notaðu PTFE fyrir:

Sýran er heit (yfir 80 gráður), þétt eða oxandi (td nitur, króm eða heit brennisteinssýra).

Árásargjarn lífræn leysiefni í vökvanum.

Ferlið getur farið yfir hitastig PP í stuttan tíma.

Brunavarnir eða UV útsetning er áhyggjuefni.

Aukinn stofnkostnaður er réttlættur með löngum endingartíma og litlu viðhaldi.

Ódýri, engin-vitlausi vinnuhesturinn fyrir kalda, milda sýruna er pólýprópýlen. Hágæða-, ósigrandi kappinn fyrir heitari, villtari og ófyrirsjáanlegri efnafræði er PTFE. Hvorugt er alltaf betra, rétta ákvörðunin er algjörlega háð ferlinu.

Ályktun: varmaleiðni er ekki ráðandi þáttur
Í lághita-sýrunotkun er hitaleiðni PP og PTFE svo nálægt að stærð og afköst varmaskipta eru nánast sambærileg. Svo það kemur niður á efnasamhæfi, hitatakmörkunum, öryggi og kostnaði. PP veitir umtalsverðan kostnaðarsparnað og áreiðanlega þjónustu fyrir vel skilgreinda milda köldsýruþjónustu. Ekkert annað plast getur jafnast á við viðnám PTFE gegn erfiðu, upphituðu eða árásargjarnu efni og þess vegna kostar það meira. Besta efnið fyrir verkið er það hagkvæmasta sem hægt er að treysta á-og fyrir lágt-hitastig, ó-oxandi sýrur, gæti það efni verið pólýprópýlen.