Meta għant tat-titanju Jintuża bħala Heater għal Nixxiegħa ta' Konċentrat Reverse Osmosis b'Silika Għolja u Klorur, Kif Id-Depożizzjoni ta' Skala tas-Silika Tibdel il-Mekkaniżmu ta' Ħsara minn Korrużjoni għal tisħin żejjed?

Il-kummerċ bażiku-off fid-disinn tal-heater tat-titanju fis-servizz tal-konċentrat RO
Il-flussi tal-konċentrat RO huma kkaratterizzati minn kloruri għoljin (10,000-50,000 ppm) u silika ogħla (50-200 ppm bħala SiO2). It-titanju ġie magħżul għar-reżistenza tiegħu għall-korrużjoni tal-klorur. Madankollu, f'temperaturi 'l fuq minn 70 grad tas-silika polimerizza u jippreċipita bħala skala amorfu fuq uċuħ imsaħħna. Din l-iskala tas-silika taffettwa kompletament il-proċess ta 'falliment. Ħajja ta' servizz għal 3-5 snin għal titanju mingħajr skala minħabba pitting mill-kloruri. L-iskala sservi bħala kisja iżolanti u tikkawża tisħin żejjed lokalizzat li jwassal għal ħruq mgħaġġel tal-għant f'xhur. Dan il-mekkaniżmu huwa affettwat mill-ħxuna tal-ħajt: ħajt eħxen se jaħdem aktar sħun fil-wiċċ għall-istess densità ta 'qawwa, għalhekk iżid il-polimerizzazzjoni tas-silika u l-ħolqien ta' skala. Din it-tranżizzjoni mill-korrużjoni għal falliment limitat fuq skala hija importanti għat-tfassil ta 'ħiters għal applikazzjonijiet ta' konċentrat RO.

Influwenza fuq l-Integrità Mekkanika: Kinetika tal-Formazzjoni ta' Skala tas-Silika
Is-solubilità tas-silika tonqos maż-żieda fit-temperatura u tiżdied maż-żieda fil-pH. RO konċentrat f'pH 7-8 u 70 grad il-konċentrazzjoni ta 'saturazzjoni hija madwar 120 ppm SiO2. Jekk it-temperatura tal-wiċċ tal-kisi tat-titanju taqbeż it-80 grad (minħabba r-reżistenza elettrika mill-ħajt) is-solubilità lokali tinżel taħt it-80 ppm u jseħħu supersaturazzjoni u polimerizzazzjoni. Ir-reazzjoni hija: Si(OH)4 (aq) SiO2 (amorfu) + 2H2O Il-ħin ta' induzzjoni għall-produzzjoni fuq skala tas-silika huwa relatat ma' Arrhenius. F'temperatura tal-wiċċ ta '80 grad, l-iskala tifforma fi 48 siegħa; f'90 grad, tifforma fi 8 sigħat. Għal ħajt tat-titanju ta '1.0 mm f'konċentrat RO bulk ta' 70 grad li jaħdem f'2.5 W/cm², it-temperatura tal-wiċċ hija ta 'madwar 78 grad, eżatt taħt il-limitu ta' skalar rapidu. Għal ħxuna tal-ħajt ta '1.8 mm il-wiċċ jilħaq 85 grad u jidħol fir-reġim ta' skalar rapidu. Ladarba saff tas-silika jkun iffurmat (konduttività=1 W/m·K meta mqabbel ma '17 W/m·K għat-titanju), ir-reżistenza termali żejda tkompli żżid it-temperatura tal-wiċċ, tinkoraġġixxi aktar depożizzjoni fuq skala. Mekkaniżmu ta 'falliment jimxi minn korrużjoni tal-pitting (snin) għal runaway termali (xhur).

Effett fuq il-Prestazzjoni Termali: Is-sħana żejda u l-Ħruq-permezz
Saff irqiq ta' skala tas-silika, ħxuna biss ta' 0.5 mm, jikkontribwixxi reżistenza termali $\\Delta T_{scale}=q \\times t_{scale} /k_{scale}$. F'2.5 W/cm² saff tas-silika ta '0.5 mm jagħti tnaqqis fit-temperatura ta' 12.5 grad madwar l-iskala. Dan ifisser li l-wiċċ ta 'barra tat-titanju għandu jkun 12.5 grad aktar sħun biex iwassal l-istess fluss tas-sħana. Iż-żieda fit-temperatura tfisser skalar ħafna aktar mgħaġġel. Feedback pożittiv ikompli sakemm il-wajer tar-reżistenza interna jaqbeż il-limitu ta '450C tiegħu, u jikkawża falliment ta' insulazzjoni MgO u ħruq tal-għant-. Id-dejta tal-qasam tal-ħiters tal-konċentrat RO turi li ħajt tat-titanju ta '1.2 mm b'temperatura inizjali tal-wiċċ ta' 80 grad jifforma 0.3 mm ta 'skala tas-silika fi żmien 500 siegħa li jgħolli l-wiċċ għal 95 grad. L-iskala tiżdied b'mod esponenzjali f'95 grad, u tilħaq 1.0mm f'500 siegħa oħra, meta t-temperatura tal-wajer tkun aktar minn 450 grad u l-heater jinkiser. It-tul totali mill-bidu nadif sal-falliment huwa 1,000-1,500 siegħa Meta mqabbla, il-korrużjoni tal-pitting tieħu 8,000 sa 10,000 siegħa biex tittaqqab l-istess ħajt.

Is-Sinteżi tal-Kummerċ-off: Ħxuna tal-Ħitan u Ġestjoni tal-Iskala
Konċentrazzjoni ta 'Bulk Silica (ppm SiO2)Ħxuna Suġġerita tal-Ħajt Modalità Ħsara Mitennija Ħajja tas-Servizz (sigħat) Raġunament tal-Inġinerija tal-Core < 50 ppm 1.0 mm – 1.2 mm Pitting ħafif biss > 20,000 Ebda skalar sostanzjali; japplika disinn ta 'korrużjoni konvenzjonali.
50 – 100 ppm 1.0 mm (-ħajt irqiq)Is-sħana żejda minħabba l-iskala 3,000–5,000 Ħajt irqiq inaqqas it-temperatura tal-wiċċ u jnaqqas l-iskala. Tindif normali.
100 sa 150 ppmMhux rakkomandat (ħxuna kollha)Skalar mgħaġġel Ħruq-minn < 1,500 Ma jimpurtax kemm hu ħoxna l-ħajt, ma tistax tevita li titla'. Żid antiskalant jew ibdel il-proċedura.
Tindif bl-aċidu ta' kull ġimgħa, kull 1.2 mm – 1.5 mmTindif-ikkontrollat ​​> 10,000 Tindif frekwenti jipprevjeni l-iskala milli tikkawża runaway termali. Ħajt eħxen jistgħu isofru l-erożjoni tat-tindif.
6 Prevenzjoni ta' Skala u Inġinerija tat-Tindif lil hinn mill-Ħajt
Il-bidla fil-mekkaniżmu tal-falliment minn korrużjoni għal sħana żejda kkawżata minn skalar tas-silika tagħmel il-kontroll tat-temperatura tal-wiċċ aktar importanti mill-konċessjoni tal-korrużjoni fid-determinazzjoni tal-ħxuna tal-ħajt. L-aħjar mod biex tittratta konċentrat RO għoli tas-silika huwa li tuża ħajt irqiq (1.0 mm) u jew anti-skalanti kimiċi (fosfonati li jipprevjenu l-polimerizzazzjoni tas-silika) jew tindif bl-aċidu ta' kull ġimgħa (2% aċidu ċitriku f'50 grad għal siegħa). 10-20 ppm anti-skalanti billi jżidu l-ħin ta' induzzjoni ta' fattur ta' skala ta' mm 05-1. li jdum 5000+ sigħat. Jekk il-kisja hija inqas minn 0.2 mm ħoxna, l-istat termali jiġi rrestawrat permezz ta 'tindif bl-aċidu, li jinħall is-silika amorfa. Ħajt oħxon (1.8 mm) mingħajr tindif ifalli aktar malajr minn ħajt irqiq bit-tindif, peress li t-temperatura tal-wiċċ inizjali ogħla tħaffef l-iskala aktar malajr milli l-frekwenza tat-tindif tista 'tlaħħaq.

Konklużjonijiet: Meta jseħħ l-iskala, il-korrużjoni mhix il-mekkaniżmu ta 'falliment dominanti
Il-ħiter tal-għant tat-titanju għall-konċentrat RO għoli fis-silika u l-klorur jittrasforma l-mekkaniżmu tal-falliment minn pitting tal-klorur ittardjat (snin) għal ħruq mgħaġġel iżżejjed-permezz (xhur) minħabba depożizzjoni fuq skala tas-silika. Ħajt eħxen jaggrava s-sitwazzjoni billi żżid it-temperatura tal-wiċċ fir-reġjun tal-iskala rapidu. Konċentrazzjoni għolja tas-silika RO għandha tiġi mmaniġġjata b'ħajt irqiq (1.0 mm) u tindif bl-aċidu kull ġimgħa jew injezzjoni kontinwa kontra -skalant. Huwa wkoll importanti li wieħed jinnota li aktar ma jkun ħoxnin il-ħajt li ma jkunx ġie mnaddaf aktar malajr ifalli meta mqabbel ma 'ħajt irqaq li jkun ġie mnaddaf għalhekk il-ħxuna tal-ħajt hija element supplimentari għall-kontroll tal-iskala. Meta tispeċifika ħiters, ipprovdi lill-manifattur bil-konċentrazzjoni tas-silika bl-ingrossa (ppm) u l-possibbiltà ta 'tindif bl-aċidu u titlob stima tat-temperatura tal-wiċċ biex tivverifika li l-operazzjoni tkun taħt it-80 grad.