Oksijèn-Kondisyon vapè anrichi
Sistèm vapè endistriyèl yo nòmalman genyen oksijèn ki fonn nan pati -pa-milya dola, kontwole pa deaere mekanik ak oksijèn chimik. Lè ekipman degazerasyon an fonksyone mal oswa manje oksijèn anchaj yo koupe, oksijèn ki fonn ka monte nan pati -pa-milyon nivo. Nan kèk pwosesis espesyalize, oksijèn yo ajoute entansyonèlman nan vapè pou netwaye oswa pasivasyon.
Oksijèn sa a, nan tanperati ki wo nan vapè -130-200 degre depann sou presyon-kreye yon anviwònman oksidatif. Polymers ki stab tèmik nan atmosfè inaktif ka sibi degradasyon oksidatif nan prezans oksijèn. Tanperati aparisyon degradasyon an, ak pousantaj degradasyon an pi wo pase tanperati a, depann sou estrikti molekilè polymère a.
PTFE ak FEP yo tou de polymère perfluorinated ak pataje ekselan rezistans chimik. Repons yo nan tanperati ki wo nan prezans oksijèn, sepandan, diferan akòz diferans ki genyen nan achitekti chèn ak kristalinite. Konprann diferans sa a enpòtan pou aplikasyon pou echanjeur chalè kote kontwòl kalite vapè se enpafè.
Diferans nan Chimi oksidasyon
PTFE konsiste de -CF₂-CF₂{- inite repete. Chèn polymère a konplètman satire ak fliyò. Pa gen lyezon C-H, pa gen lyezon C{-Cl, e pa gen ensaturasyon. Enèji disosyasyon lyezon C-F se apeprè 485 kJ/mol. Se zo rèl do kabòn nan konplètman kouvwi pa atòm fliyò yo, ki fòme yon djenn helical sere alantou chèn lan.
Nan prezans oksijèn nan tanperati ki wo, PTFE sibi degradasyon oksidatif sèlman nan tanperati kote lyezon kolòn vètebral C-C yo kòmanse kraze-pi wo pase apeprè 300 degre nan lè a. Pwodwi oksidasyon yo se fliyò kabònil (COF₂) ak fliyorid trifluoroacetyl (CF₃COF), ki idrolize nan HF ak CO₂. Anba 260 degre, pousantaj la se neglijab pou lavi ekipman pratik.
FEP se yon copolymer de tetrafluoroethylene ak hexafluoropropylène. Konomomè HFP a prezante inite -CF(CF₃)-CF₂{-, ki kreye sit kabòn siperyè kote kabòn nan kole ak twa lòt kabòn ak yon gwoup bò CF₃. Sit kabòn siperyè sa yo pi fasil pou atak tèmik ak oksidatif pase kabòn segondè nan chèn PTFE la. Kosyon C-C nan pwen branch lan gen yon ti kras pi ba enèji disosyasyon kosyon. Estrikti chèn iregilye a tou diminye kristalinite, ogmante pèmeyasyon oksijèn nan rejyon amorphe yo.
| Paramèt Degradasyon tèmik | PTFE | FEP |
|---|---|---|
| Estrikti chèn | Lineyè -CF₂-CF₂- | Branche ak inite -CF(CF₃)-CF₂- |
| kristalinite (%) | 50-70 | 30-45 |
| Aparisyon nan pèt pwa mezirab nan lè a (degre) | ~350 | ~300 |
| Tanperati sèvis kontinyèl nan lè a (degre) | 260 | 204 |
| To degradasyon nan vapè ak 1 ppm O₂ nan 200 degre (% pèt mas/1,000 èdtan) | <0.01 | 0.05-0.2 |
| To degradasyon nan vapè ak 10 ppm O₂ nan 200 degre (% pèt mas / 1,000 èdtan) | <0.02 | 0.2-0.5 |
| Viv sèvis pratik nan vapè oksijèn-anrichi nan 180 degre (ane) | 15+ | 5-10 |
Vulnerabilite nan faz amorphe
Pi ba kristalinite FEP vle di yon pi gwo fraksyon nan polymère a egziste kòm faz amorphe -chèn dezòdone ak pi gwo volim gratis. Oksijèn gaye pi fasil nan rejyon amorphe yo. Konbinezon an nan pi wo konsantrasyon oksijèn nan polymère a ak sit yo ki pi reyaktif kabòn siperyè pwodui yon to degradasyon oksidatif mezirab pi rapid.
Nan vapè ak oksijèn ki fonn nòmal (<10 ppb), the oxygen concentration is too low to cause measurable degradation of either polymer. The difference between PTFE and FEP is irrelevant. In oxygen-enriched steam-from a deaerator malfunction, chemical cleaning with oxygenated water, or intentional oxygen addition-the difference becomes significant.
Nan 200 degre ak 10 ppm oksijèn ki fonn, FEP pèdi 0.2-0.5% nan mas li pou chak 1,000 èdtan atravè sisyon chèn oksidatif ak evolisyon pwodwi temèt. Plis pase yon ane opere 10,000 èdtan, sa reprezante 2-5% pèt mas. PTFE nan kondisyon ki idantik pèdi mwens pase 0.02% pou chak 1,000 èdtan - yon pousantaj degradasyon 10-25 × pi dousman.
Enplikasyon nan konsepsyon
Pou sistèm vapè ki gen deaere ak oksijèn serye,-nòmal nan plant endistriyèl ki byen fonksyone-, PTFE ak FEP bay bon jan lavi sèvis. Pi ba pri FEP ak soudabilite ka favorize li nan aplikasyon sa yo.
Pou sistèm vapè ak randone oksijèn li te ye, pou pwosesis kote oksijèn entansyonèlman prezan nan vapè a, oswa pou aplikasyon kote bon jan kalite vapè pa byen kontwole, estabilite siperyè oksidatif PTFE a fè li pi ba -chwa risk. Limit tanperati pou PTFE nan vapè oksijèn -anrichi ka kenbe nan 260 degre; Limit pratik FEP a ta dwe derated a apeprè 180 degre.
Rezime
Tib echanjeur chalè PTFE montre siyifikativman pi bon rezistans nan degradasyon oksidatif tèmik pase FEP nan vapè oksijèn-anrichi, akòz absans la nan sit kabòn siperyè, pwoteksyon an pi fò nan zo rèl do kabòn nan djenn fliyò a, ak pi wo kristalinite ki diminye pèmeyasyon oksijèn. Nan vapè nòmal ak oksijèn ki ba fonn, tou de polymères fè byen. Nan vapè oksijèn -anrichi, PTFE degrade 10-25 × pi dousman pase FEP epi kenbe evalyasyon tanperati konplè li yo, pandan y ap limit tanperati pratik FEP a ta dwe redwi.
Sipò jeni pou seleksyon materyèl fluoropolymer nan kondisyon kalite vapè espesifik disponib sou soumèt presyon vapè, konsantrasyon oksijèn ki fonn (nòmal ak levasyon), ak lavi sèvis ekipman ki nesesè yo.
