המסת פתיתי נתרן הידרוקסיד מוצקים (NaOH, נקודת התכה 318 מעלות) היא מעבר לטמפרטורת השימוש המתמשך של PFA (200 מעלות מקסימום). לא ניתן להשתמש ב-PFA להמסת NaOH מוצק. עם זאת, לשמירה על NaOH מותך ב-250-300 מעלות, PFA אינו מתאים גם-הפולימר מתרכך, זוחל ומתכלה. לחימום תמיסות NaOH (50% מימיות, 80-120 מעלות), PFA מצוין. הנזק המכני מקצוות גבישים חדים הוא דאגה משנית: אפילו בטמפרטורת החדר, גבישי NaOH חדים יכולים לשרוט PFA. בשירות מותך, הגבישים נעלמים, אך הטמפרטורה גבוהה מדי. לחימום פתיתי NaOH מוצקים (למשל, התכה במחמם תוף), השתמשו במחמם מתכת (פלדה, Incoloy או ניקל) עם ציפוי מגן במידת הצורך. PFA אינו החומר המתאים לשירות קאוסטי מותך מעל 200 מעלות, ללא קשר להשפעה השוחקת של גבישים.
מגבלות טמפרטורה עבור PFA ב-NaOH
טמפרטורת השירות הרציפה המקסימלית של PFA באוויר היא 200 מעלות. בתמיסת 50% NaOH, הגבול הוא 150-180 מעלות בהתאם לריכוז ולמתח. מעל 200 מעלות, PFA מתרכך באופן משמעותי (מודולוס יורד עד<100 MPa). At 250°C, PFA begins to decompose (release of HF, CO₂). At 318°C (melting point of solid NaOH), PFA would melt (305–315°C) and degrade catastrophically. Thus, PFA cannot be used for melting solid NaOH or holding molten NaOH at typical processing temperatures (250–400°C).
נזק מכני מקריסטלים חדים
אפילו בטמפרטורות נמוכות יותר, פתיתי NaOH מוצקים (היגרוסקופיים, זוויתיים) יכולים לשרוט את פני ה-PFA אם התנור מותקן לפני הפסת הפתיתים. השריטות יוצרות ריכוזי מתח (ראה מאמר מס' 91), אך הבעיה העיקרית היא הטמפרטורה. אם טמפרטורת השירות הייתה בטווח של PFA (לדוגמה, התכה של מוצקים בנקודת -התכה- נמוכה כמו גופרית ב-115 מעלות), גירוד יהיה חשש. עבור NaOH, הטמפרטורה היא המאפיין.
| מצב שירות | טמפרטורה (מעלה) | PFA מתאים? | סיכון נזק מכני | חומר מומלץ |
|---|---|---|---|---|
| פתיתי NaOH מוצקים (אחסון, ללא חימום) | 25 | כֵּן | שריטות מקצוות חדים | PFA מקובל, אך הימנע משחיקה |
| נמס NaOH מוצק (התכה ראשונית) | 25 → 318 | לא (חורג ממגבלת PFA) | N/A | פלדה, אינקולי, ניקל |
| NaOH מותך (עיבוד) | 250–350 | לא (PFA מתפרק) | N/A | ניקל 200, אינקונל 600 |
| תמיסה של 50% NaOH | 80–120 | כֵּן | אין (גבישים מומסים) | PFA, PTFE, טיטניום |
| תמיסה של 30% NaOH | 60–100 | כֵּן | אַף לֹא אֶחָד | PFA, PP, PVDF |
| חימום NaOH מוצק להתכה (עקיף) | 25-100 (מחמם בחוץ) | כן (אם חיצוני) | N/A | השתמש במחמם פס חיצוני על התוף |
עצות מעשיות להמסת פתיתי NaOH
אם אתה צריך להמיס פתיתי NaOH מוצקים בכלי שמשתמש גם במחממי PFA לחימום התמיסה הבא:
ממיסים את ה-NaOH באמצעות מקור חום חיצוני(מחמם תוף, אוויר חם, מעיל אדים) לפני ההעברה למיכל המחומם PFA-.
ממיסים את ה-NaOH המותך במיםליצירת תמיסה (חום ההמסה יעלה את הטמפרטורה - מוסיפים לאט).
מגניב ל<180°C, ולאחר מכן השתמש במחמם PFA כדי לשמור על הטמפרטורה.
אל תנסה להמיס פתיתי NaOH מוצקים ישירות עם מחמם PFA שקוע. המחמם יתחמם יתר על המידה (PFA יתרכך ויתעוות) לפני שהפתיתים נמסים לחלוטין.
דוגמה לשדה (מה לא לעשות)
מפעל כימי ניסה להמיס פתיתי NaOH מוצקים בתוף 200 ליטר באמצעות מחמם PFA של 6 קילוואט. לאחר 30 דקות, נדן ה-PFA התרכך והתמוטט כנגד ליבת המתכת. המחמם נהרס. המפעל עבר למחמם תוף חיצוני (סגנון להקה, 2 קילוואט) שחימם את קיר התוף. ה-NaOH נמס תוך 4 שעות, ואז הועבר למיכל אחסון מחומם PFA-(80 מעלות) לדילול. דוד ה-PFA שם פעל במשך 5 שנים.
כאשר PFA מתאים לשירות NaOH
PFA מצוין עבור:
מדללים תמיסות NaOH (<30%): up to 100°C
תמיסות NaOH מרוכזות(30-50%): עד 120-150 מעלות עם ניטור קפדני
פתרונות ניקוי קאוסטיים(CIP): עד 150 מעלות לתקופות קצרות
PFA אינו מתאים ל:
NaOH מוצק(כל טמפרטורה, עקב שחיקה ובסופו של דבר התחממות יתר)
NaOH מותך (>200 מעלות)
לחץ- גבוה, טמפרטורה-ת גבוהה (>150 מעלות, במיוחד עם לחץ)
מסקנה: אין להשתמש ב-PFA להמסת NaOH מוצק
לא ניתן להשתמש במחממי PFA להמסת פתיתי נתרן הידרוקסיד מוצקים מכיוון שהטמפרטורה הנדרשת (318 מעלות) חורגת מנקודת ההיתוך של PFA (305-315 מעלות). קצוות הגביש החדים הם דאגה משנית; הבעיה העיקרית היא פירוק תרמי. להמסת NaOH מוצק, השתמש בתנורי תוף חיצוניים, מעילי קיטור או תנורי טבילה ממתכת (Incoloy, ניקל). עבור תמיסות NaOH (50% או פחות) עד 120 מעלות, PFA מצוין. אל תבלבל בין שתי היישומים. התכה דורשת מתכת; החזקה מחייבת PFA. השתמש בכלי המתאים לעבודה. מחמם PFA הממיס NaOH מוצק הוא התכה שמחכה לקרות. שמור PFA בתמיסות, לא במוצקים. המחמם שלך יחזיק מעמד. התהליך שלך יהיה בטוח.
