Atak diyoksid souf-kondwi solisyon cho metabisulfit sou silica fizyon
Metabisulfit sodyòm (Na₂S₂O₅) se yon konsèvasyon manje lajman itilize (E223), ajan rediksyon nan pwosesis fotografi, antichlor nan klowòks twal, ak oksijèn scavenger nan tretman dlo. Konsantrasyon tipik yo varye ant 5-15% nan pwa nan solisyon akeuz, ak tanperati opere nan 60-80 degre nan tank dissolution, ekipman pwosesis manje, ak réacteurs chimik. Chofaj imèsyon Quartz yo pafwa espesifye pou sèvis metabisulfite paske silica fusion ofri bon rezistans nan pifò solisyon sulfit. Sepandan, metabisulfit sodyòm cho konsantre prezante yon mekanis degradasyon doub. Premyèman, metabisulfit idrolize nan dlo pou fòme bisulfit (HSO₃⁻) ak sulfit (SO₃²⁻), ak ekilib la divilge gaz souf (SO₂): Na₂S₂O₅ + H₂O ⇌ 2 NaHSO₃ + SO₇₇₇₇SO₇ H₂O. SO₂ lage a se asid ak korozivite, espesyalman lè kondanse sou sifas ki pi fre. Dezyèmman, nan tanperati ki wo, metabisulfit dekonpoze nan silfat ak thiosulfate, ak plis lage nan SO₂. Gaz SO₂ ka atake kwatz nan tanperati ki wo, fòme konplèks silfit Silisyòm. Anplis de sa, solisyon an vin asid (pH 3.5-5.0) akòz fòmasyon bisulfit, sa ki lakòz korozyon asid ralanti nan kwatz. Analiz sa a mezire ki jan konsantrasyon metabisulfit sodyòm (5-15%), tanperati (60-80 degre), ak pH solisyon afekte pousantaj korozyon inifòm ak SO₂-pitting silica fusion. Epesè miray djenn kwatz la obligatwa pou reyalize entèval sèvis pratik (2,000-8,000 èdtan) nan pwosesis manje ak aparèy chofaj ajan diminye.
Kowozyon sinetik nan silica fusion nan metabisulfit sodyòm cho
Kowozyon nan kwatz nan solisyon metabisulfit sodyòm kondwi pa de mekanis. Premyèman, pH asid (3.5-5.0) ki soti nan fòmasyon bisulfit lakòz idroliz asid dousman nan lyezon siloxane. Nan 70 degre nan 10% metabisulfit sodyòm (pH 4.0), to inifòm korozyon an se 0.0001-0.0003 mm / èdtan -trè ba. Dezyèmman, gaz diyoksid souf (SO₂) ki lage nan solisyon an ka kondanse sou sifas kwatz ki pi fre (egzanp, pi wo a liy likid la) epi reyaji ak imidite pou fòme asid sulfurous (H₂SO₃), ki atake kwatz pi agresif. Atak SO₂-kondwi a lokalize epi li ka lakòz pitting.
Tès plonje segondè -pite fusion kwatz nan 10% metabisulfit sodyòm nan 70 degre montre yon pousantaj korozyon inifòm nan 0.00015-0.0003 mm / èdtan. Nan 80 degre, pousantaj la ogmante a 0.0003-0.0006 mm / èdtan. Nan 60 degre, pousantaj la se anba a 0.0001 mm / èdtan. Nan 70 degre, yon djenn kwatz 2.0 mm ta pèdi 0.0002 mm/èdtan × 10,000 èdtan=2.0 mm, sa ki bay yon lavi apeprè 10,000 èdtan (1.1 ane). Yon miray 1.5 mm bay 7,500 èdtan; yon miray 2.5 mm bay 12,500 èdtan. Vi sa yo ekselan pou pifò aplikasyon pou pwosesis manje. Enkyetid prensipal la se pa korozyon inifòm men kondansasyon SO₂ pitting nan zòn vapè a.
Pitting lokalize soti nan kondansasyon SO₂
Mekanis degradasyon ki pi enpòtan nan sèvis metabisulfit se pitting soti nan gaz diyoksid souf. SO₂ lage nan solisyon an cho, espesyalman tou pre sifas aparèy chofaj kote tanperati yo pi wo. Gaz la monte ak kondanse sou sifas kwatz ki pi fre anlè liy likid la (egzanp, djenn anwo a oswa bride aliye). Kondansasyon an se asid sulfure (H₂SO₃), ki gen yon pH 1–2 epi li atake kwatz nan yon vitès 0.002–0.005 mm/èdtan -10–20 fwa pi vit pase korozyon inifòm nan likid la. Pousantaj kwasans twou yo swiv yon lwa lineyè (pousantaj konstan) ak k_pit ≈ 0.003–0.008 mm/èdtan nan tanperati beny 70 degre. Pou yon miray 2.0 mm, twou yo ka detache nan 250-650 èdtan. Kidonk, jesyon zòn vapè enpòtan anpil. Chofaj djenn anwo a pou kenbe tanperati li pi wo pase pwen lawouze SO₂ (apeprè 60-70 degre pou konsantrasyon tipik) anpeche kondansasyon. Altènativman, yon plak pwotèj vapè oswa gaz inaktif purge (azòt) ka bale gaz SO₂.
Zòn menisk la tou vilnerab. Evaporasyon konsantre metabisulfit, ki mennen nan dekonpozisyon ak lage SO₂. Yon kwout nan sulfit sodyòm / sulfat souvan fòme nan liy likid la.
Ki jan epesè miray la modifye lavi sèvis nan aparèy chofaj Metabisulfite
For uniform corrosion in the liquid, life scales linearly with wall thickness, but rates are so low that standard 1.5–2.0 mm walls provide >5,000 èdtan. Pou pitting SO₂ nan zòn vapè a, miray ki pi epè yo bay pwoteksyon lineyè (pousantaj twou san fon an konstan). Yon miray 2.0 mm ak yon pousantaj pitting nan 0.005 mm / èdtan bay 400 èdtan nan pèforasyon; yon miray 3.0 mm bay 600 èdtan; yon miray 4.0 mm bay 800 èdtan. Depi pousantaj pitting yo wo, pi epè mi yo ofri benefis limite. Solisyon pi bon an se anpeche kondansasyon atravè chofaj zòn vapè-oswa pirj gaz, sa ki pèmèt epesè miray estanda.
Sanksyon tèmik nan mi pi epè
Solisyon metabisulfit sodyòm nan 10% ak 70 degre gen konduktiviti tèmik apeprè 0.55-0.60 W/(m·K)-menm jan ak dlo. Pou yon miray 1.5 mm, R_cond=0.00109; pou yon miray 3.0 mm, R_cond=0.00217. Avèk h=800 W/(m²·K), U gout soti nan 427 a 292 W/(m²·K), yon rediksyon 32%. Mi mens yo pi pito pou efikasite enèji.
Senaryo-Matris seleksyon ki baze sou
| Senaryo Aplikasyon & Paramèt Fonksyònman | Epesè miray rekòmande | Rezon ki fè debaz ak Komès Kantifye-Dezactive |
|---|---|---|
| Dissolvant konsèvasyon manje (10% Na₂S₂O₅, 70 degre, kontinyèl, vapè-zòn chofe) | 1.5 - 2.0 mm, klas estanda, flanm dife -poli | Kowozyon likid neglijab. Vapè-zòn chofaj anpeche twou. Mens miray pou efikasite enèji. U ≈ 450 W/(m²·K). |
| Redui ajan beny (15% Na₂S₂O₅, 75 degre, tank louvri, pa gen kontwòl vapè) | 2.5 - 3.0 mm, ak plak pwotèj vapè | SO₂ pitting grav. Pi epè miray bay pwoteksyon lineyè, men pwoteksyon vapè pi efikas. U ≈ 350 W/(m²·K). |
| Metabisulfite -tanperati ba (60 degre, 5%, sistèm fèmen) | 1.5 mm, jan -desine | Ba SO₂ evolisyon. Kowozyon neglijab. U ≈ 480 W/(m²·K). |
Modifikasyon Konplemantè Design: Vapor-zone heating (keeping upper sheath >70 degre) anpeche kondansasyon SO₂. Purge Azòt retire gaz SO₂. Bon vantilasyon retire SO₂ nan espas tèt tank la. Kenbe pH net (ajoute tanpon) diminye lage SO₂. Yon sifas poli diminye adezyon depo. Netwayaj peryodik ak NaOH dilye retire kwout sulfit.
