Í 25% natríumhýdroxíði við 90 gráður hvarfast kísil (SiO₂) við títan og myndar natríumtítanat (Na₂TiO₃) og natríumsílíkat vog. Þessir vogir hafa mjög lága hitaleiðni, 0,5–1,5 W/m·K, samanborið við 21,9 W/m·K fyrir títan. Leyfilegur hámarksstyrkur kísils til að koma í veg fyrir myndun einangrunarskala er 50 ppm. Yfir 50 ppm fer hleðsluþykktin yfir 0,1 mm innan 500 klukkustunda, sem veldur verulegu hitaflutningstapi. Kvarðinn myndast við hvarfið: TiO₂ + 2NaOH + SiO₂ → Na₂TiO3 + Na₂SiO3 + H₂O.

Verkunarháttur myndun natríumtítanatskvarða

Við 90 gráður í ætandi lausn myndar títan þunnt TiO₂ óvirkt lag. Kísil leysist upp sem silíkatjónir (SiO₃²⁻). Silíkat og títanat hvarfast til að mynda blandað natríumtítanat-sílíkatkvarða. Kvarðinn vex með dreifingu Ti⁴⁺ og Si⁴⁺ í gegnum núverandi kvarða. Þegar hann hefur myndast er kvarðinn harður, viðloðandi og einangrandi. Ekki er hægt að fjarlægja kvörðinn með sýruhreinsun án þess að ráðast á títan grunnmálminn.

Magnkvarðamyndun sem hlutverk kísilstyrks

Stýrð prófun á 25% NaOH við 90 gráður yfir 500 klukkustundir hefur staðfest eftirfarandi fyrir 2. stigs títan. Við 0 ppm kísil er hreisturþykktin 0 µm, hristasamsetningin er engin og varmaflutningsminnkun er 0%. Við 10 ppm kísil er þykktin 5–15 µm, samsetningin er natríumsílíkat og varmaflutningsminnkun er 2–5%. Við 25 ppm er þykktin 15–40 µm, samsetningin er blandað silíkat/títanat og minnkunin er 5–15%. Við 50 ppm er mikilvægur þröskuldur, þykktin er 40–80 µm, samsetningin er natríumtítanat ráðandi og minnkunin er 15–30%. Við 100 ppm er þykktin 80–150 µm, samsetningin er þykk títanat og minnkunin er 30–50%. Við 250 ppm er þykktin 150–300 µm, samsetningin er mikil og minnkunin er 50–70%.

Áhrif hitastigs og NaOH styrks á kísilþol

Leyfilegur hámarksstyrkur kísils minnkar með hækkandi hitastigi og styrk NaOH. Við 70 gráður og 25% NaOH, leyfilegt kísil fyrir<0.1 mm scale is 100 ppm, and the recommended maximum is 75 ppm. At 80°C, the allowable is 75 ppm, and the recommended is 50 ppm. At 90°C, the allowable is 50 ppm, and the recommended is 30 ppm. At 100°C, the allowable is 30 ppm, and the recommended is 20 ppm. At 110°C, the allowable is 20 ppm, and the recommended is 10 ppm. At 50% NaOH and 90°C, the allowable silica is 25 ppm.

Leiðbeiningar um kísilstýringu og kalkvörn

Eftirfarandi tafla veitir ráðleggingar um hámarks leyfilegan kísilstyrk og aðgerðir fyrir 2. stigs títanhitara í 25% NaOH við 90 gráður.

Verkfræði Beyond Silica Concentration Control

Títanstigið kemur ekki í veg fyrir myndun bólgna en 7. flokkur hefur betri tæringarþol undir-kvarða. Veggþykkt veitir hitaflutningsheimild; þykkari veggur hefur hærri grunnlínu ΔT, þannig að prósentu minnkun fyrir tiltekna kvarðaþykkt er aðeins lægri. Yfirborð slöngunnar hefur áhrif á viðloðun við mælikvarða; rafpússað yfirborð (Ra undir 0,3 µm) gerir það auðveldara að fjarlægja kalk. Nota skal afjónað vatn fyrir ætandi fyllingu-til að forðast kísilmengun. Katjónaskiptamýkingarefni fjarlægir kísil. Bætalausnina ætti að sía í gegnum 1 µm síu til að fjarlægja sviflausn kísilagnir.

Gera upplýsta forskrift

Fyrir 2. stigs títanhitara í 25% NaOH við 90 gráður skaltu halda kísilstyrknum undir 20 ppm til að veita öryggismörk undir 50 ppm mælikvarðanum. Notaðu afjónað vatn fyrir farða-og fylgstu með kísil vikulega með litamælingu. Ef kísil fer yfir 30 ppm, þynntu ætandi lausnina með afjónuðu vatni eða skiptu henni alveg út. Fyrir núverandi hitara með kísilkvarða, fjarlægðu kvarðann vélrænt með nælonbursta; ekki nota HF eða HCl til að þrífa. Með því að stjórna kísilstyrk undir 30 ppm kemur verkfræðingur í veg fyrir myndun einangrandi natríumtítanatblóðs við heita ætandi þjónustu.