Как теплообменник из ПТФЭ противостоит коррозии ртутной амальгамы при нагревании хлор-щелочного рассола?
Оставить сообщение
Риск загрязнения ртутью
На хлор-щелочных установках, использующих технологию ртутных элементов, хлор и гидроксид натрия производятся путем пропускания электрического тока через раствор воды и соли, при этом элементарная ртуть служит катодом. Циркуляционный рассол содержит следовые количества растворенной ртути, обычно от 1 до 20 частей на миллион, но время от времени происходит повышение концентрации до существенно более высоких. Возможно воздействие ртути на любой металлический теплообменник, контактирующий с этим рассолом.
Ртуть атакует металлы путем амальгамации, образования сплавов ртути и металла. Алюминий очень слабый. Медь, никель, цинк и свинец быстро растворяются в ртути. Даже нержавеющая сталь и титан подвергаются охрупчиванию ртутью или охрупчиванию жидкого металла, когда ртуть смачивает поверхность в местах дефектов пассивной пленки. Атака быстрая, неожиданная и катастрофическая.
Ртуть не влияет на ПТФЭ. Фторполимер не содержит металлических компонентов, с которыми может соединяться ртуть. Ртуть не смачивает поверхность ПТФЭ, а угол контакта ртути с ПТФЭ составляет около 150 градусов, что является одним из самых высоких значений для любой пары материалов. Ртуть образует шарики и скатывается, не касаясь основного материала.
Процесс амальгамации ртути
Охрупчивание жидкого металла ртутью – это многоэтапный-процесс. Ртуть должна сначала пропитать металлическую поверхность, что требует разрыва пассивной оксидной пленки в результате механического повреждения, химического растворения или термического напряжения. Ртуть быстро распространяется по границам зерен при соприкосновении с голым металлом. Атомы ртути ослабляют связи между зернами. Металл теряет механическую прочность и разрушается под действием усилий, значительно ниже его нормального предела текучести.
Этот процесс быстрый-отказ может произойти в течение нескольких минут или часов после взаимодействия с ртутью. Царапина на пассивном покрытии теплообменника из нержавеющей стали, подвергающегося воздействию ртутьсодержащего рассола, может привести к катастрофическому выходу из строя без предварительного предупреждения. Причина отказа неизвестна, последствиями являются выбросы ртути и рассола в окружающую среду.
| Параметр атаки ртути | Нержавеющая сталь | Титан | ПТФЭ |
|---|---|---|---|
| Смачивание ртути | Да (при недостатках пассивной пленки) | Да (при недостатках) | Нет (угол контакта ~ 150 градусов) |
| Образование амальгамы | Умеренный | Низкий (TiO₂ защищает) | Нет (без металла) |
| Риск охрупчивания жидкого металла | Высокий уровень недостатков | Умеренный | Никто |
| Предсказуемость отказов | Низкий (катастрофический) | Низкий | Н/Д (нет режима отказа) |
| Срок службы в рассоле,-загрязненном ртутью | Непредсказуемый | Непредсказуемый | 15+ лет |
Преимущество безопасности процесса
Устранение риска воздействия ртути — это не только вопрос срока службы оборудования-, это вопрос безопасности технологического процесса. Катастрофический отказ теплообменника, приводящий к выбросу рассолов, загрязненных ртутью-, представляет собой серьезную угрозу для окружающей среды и здоровья. Ртуть представляет собой стойкий биоаккумулятивный токсин. Релиз может повлечь за собой правоприменение со стороны регулирующих органов, восстановление сайта и долгосрочную-ответственность.
ПТФЭ обеспечивает внутреннюю безопасность от этого вида отказа. Материал не подвержен воздействию ртути. Механизм охрупчивания жидким металлом отсутствует. Катастрофических сбоев в результате воздействия ртути не происходит. Теплообменник безопасно работает в течение всего срока службы независимо от концентрации ртути в рассоле.
Выгоды от вывода из эксплуатации и утилизации
Теплообменники, удаленные из-загрязненных ртутью соляных систем, содержат остатки ртути. Металлические теплообменники загрязнены ртутью, проникшей в металлическую поверхность-, ртуть невозможно полностью удалить чисткой. С отработанным теплообменником следует обращаться и утилизировать как отходы,-загрязненные ртутью, со всеми вытекающими из этого нормативными и финансовыми последствиями.
ПТФЭ не поглощает ртуть. Ртуть остается на поверхности в виде капель, которые можно удалить промывкой раствором ПАВ. Обеззараженный ПТФЭ не содержит остатков ртути. Утилизация осуществляется простыми-не-опасными промышленными отходами или переработкой.
Краткое содержание
Теплообменники из ПТФЭ идеально подходят для работы с рассолами, содержащими ртуть-хлор-щелочи. Фторполимер невосприимчив к амальгамации ртути и хрупкости жидкого металла-, что делает металлические теплообменники непредсказуемыми и опасными в этой среде. Не-смачивающая поверхность из ПТФЭ предотвращает контакт с ртутью. Обеззараживание и утилизация упрощены. Для установок с ртутными элементами, проходящих модернизацию, теплообменники из ПТФЭ обеспечивают безопасную и надежную замену уязвимых металлических узлов.
Техническая поддержка для спецификации теплообменника из ПТФЭ, работающего с ртутью, доступна после предоставления данных о химическом составе рассола, диапазоне концентраций ртути, рабочей температуре и текущей истории отказов оборудования.
