Kuinka kloorin hajoamisnopeus (titaanipinnan katalysoima) nostaa paikallista lämpötilaa ja kiihdyttää korroosiota titaaniputkikimpun lämmittimessä, jossa esikuumennettu 4 % natriumkloraattiliuos paperin valkaisua varten?
Jätä viesti
4-prosenttisessa natriumkloraatissa (NaClO3) 80 asteessa titaani katalysoi kloraatin hajoamista: 4NaClO3 → 3NaClO4 + NaCl (plus happi). Tämä hajoaminen on eksotermistä. Pienillä virtausnopeuksilla titaanin pinnan lähellä tapahtuu paikallista 5–15 asteen kuumenemista. Korkeampi paikallinen lämpötila nopeuttaa sekä kloraatin hajoamista että titaanin korroosiota, mikä luo positiivisen takaisinkytkentäsilmukan.
Kvantitatiivinen lämpötilan nousu ja korroosion kiihtyvyys
Luokan 2 titaanille 4 % NaClO3:ssa 80 asteessa, bulkkilämpötila:
| Virtausnopeus (m/s) | Paikallinen lämpötilan nousu ( aste ) | Kloraatin hajoamisnopeus (g/m²·tunti) | Korroosionopeus (mm/vuosi) |
|---|---|---|---|
| 0 (pysähtynyt) | 10–20 | 2–5 | 0.30–0.60 |
| 0.1 | 5–12 | 1–3 | 0.20–0.40 |
| 0.5 | 2–5 | 0.5–1.5 | 0.12–0.25 |
| 1.0 | 1–2 | 0.2–0.5 | 0.08–0.15 |
| 2.0 | 0–1 | 0.1–0.3 | 0.05–0.10 |
Palautesilmukan dynamiikka ajan mittaan
| Aika (tuntia) | Pintalämpötila ( aste ) | Korroosionopeus (mm/vuosi) | Hajoamisnopeus (g/m²·tunti) |
|---|---|---|---|
| 0 | 85 | 0.10 | 0.5 |
| 100 | 90 | 0.15 | 0.8 |
| 200 | 95 | 0.22 | 1.2 |
| 500 | 105 | 0.35 | 2.0 |
| 1,000 | 120 | 0.60 | 3.5 |
Virtausnopeuden ja lämpötilan säätöopas
| Haluttu korroosionopeus (mm/vuosi) | Pienin virtausnopeus (m/s) | Odotettu paikallinen lämpötilan nousu ( aste ) |
|---|---|---|
| <0.10 | >1.5 | <2 |
| 0.10–0.15 | 1.0–1.5 | 2–4 |
| 0.15–0.25 | 0.5–1.0 | 4–8 |
| >0.25 | <0.5 | >8 |
Tekninen suositus
Pidä natriumkloraattihuoltoa varten virtausnopeus yli 1,5 m/s minimoidaksesi paikallisen kuumenemisen ja estääksesi lämmön karkaamisen. Ohjaamalla virtausta insinööri vähentää kloraatin hajoamista ja korroosion kiihtyvyyttä.
