Jak rychlost rozkladu chlorečnanu (katalyzovaného titanovým povrchem) zvyšuje místní teplotu a urychluje korozi v ohřívači svazku titanových trubek předehřívání 4% roztoku chlorečnanu sodného pro bělení papíru?
Zanechat vzkaz
Ve 4% chlorečnanu sodném (NaClO3) při 80 stupních titan katalyzuje rozklad chlorečnanu: 4NaClO3 → 3NaClO4 + NaCl (plus kyslík). Tento rozklad je exotermický. Při nízkých rychlostech proudění dochází k lokalizovanému ohřevu o 5–15 stupňů v blízkosti povrchu titanu. Vyšší lokální teplota urychluje jak rozklad chlorečnanu, tak korozi titanu, čímž vzniká kladná zpětná vazba.
Kvantitativní nárůst teploty a zrychlení koroze
Pro titan 2. stupně ve 4% NaClO3 při 80 stupních, objemová teplota:
| Rychlost proudění (m/s) | Místní nárůst teploty ( ve stupních ) | Rychlost rozkladu chlorečnanu (g/m²·hod) | Rychlost koroze (mm/rok) |
|---|---|---|---|
| 0 (stagnující) | 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 |
Dynamika zpětné vazby v průběhu času
| čas (hodiny) | Povrchová teplota (stupně) | Rychlost koroze (mm/rok) | Rychlost rozkladu (g/m²·hod) |
|---|---|---|---|
| 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 |
Průvodce řízením rychlosti proudění a teploty
| Požadovaná rychlost koroze (mm/rok) | Minimální rychlost průtoku (m/s) | Očekávaný místní nárůst teploty ( ve stupních ) |
|---|---|---|
| <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 |
Technické doporučení
Pro provoz s chlorečnanem sodným udržujte rychlost proudění nad 1,5 m/s, aby se minimalizovalo lokální zahřívání a zabránilo se tepelnému úniku. Řízením průtoku technik snižuje rozklad chlorečnanu a zrychlení koroze.
