Tavení pevných vloček hydroxidu sodného (NaOH, bod tání 318 stupňů) je za teplotou nepřetržitého používání PFA (max. 200 stupňů). PFA nelze použít pro tavení pevného NaOH. Pro udržování roztaveného NaOH při 250–300 stupních však není vhodný ani PFA-polymer měkne, teče a degraduje. Pro zahřívání roztoků NaOH (50% vodné, 80–120 stupňů) je PFA vynikající. Mechanické poškození ostrými hranami krystalů je druhotným problémem: i při pokojové teplotě mohou ostré krystaly NaOH poškrábat PFA. V roztaveném stavu krystaly zmizí, ale teplota je příliš vysoká. Pro zahřívání pevných vloček NaOH (např. tavení v bubnovém ohřívači) použijte v případě potřeby kovový ohřívač (ocel, Incoloy nebo nikl) s ochranným povlakem. PFA není tím správným materiálem pro použití s roztavenou žíravinou nad 200 stupňů, bez ohledu na abrazivní účinek krystalů.
Teplotní limity pro PFA v NaOH
Maximální nepřetržitá provozní teplota vzduchu PFA je 200 stupňů. V 50% roztoku NaOH je limit 150–180 stupňů v závislosti na koncentraci a namáhání. Nad 200 stupňů PFA výrazně změkne (modul klesne na<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).
Mechanické poškození ostrými krystaly
I při nižších teplotách mohou pevné vločky NaOH (hygroskopické, hranaté) poškrábat povrch PFA, pokud je ohřívač instalován před roztavením vloček. Škrábance vytvářejí koncentrátory napětí (viz článek #91), ale hlavním problémem zůstává teplota. Pokud by provozní teplota byla v rozsahu PFA (např. tavení pevných látek s nízkým -bodem tání-, jako je síra při 115 stupních ), poškrábání by bylo problémem. U NaOH je teplota hlavní.
| Servisní stav | Teplota (stupně) | Vhodné PFA? | Riziko mechanického poškození | Doporučený materiál |
|---|---|---|---|---|
| Pevné vločky NaOH (skladování, bez zahřívání) | 25 | Ano | Poškrábání od ostrých hran | PFA přijatelné, ale vyvarujte se oděru |
| Tání pevného NaOH (počáteční tání) | 25 → 318 | Ne (překračuje limit PFA) | N/A | Ocel, Incoloy, nikl |
| Roztavený NaOH (zpracování) | 250–350 | Ne (PFA se rozkládá) | N/A | Nikl 200, Inconel 600 |
| 50% roztok NaOH | 80–120 | Ano | Žádné (krystaly rozpuštěné) | PFA, PTFE, titan |
| 30% roztok NaOH | 60–100 | Ano | Žádný | PFA, PP, PVDF |
| Pevný ohřev NaOH pro tavení (nepřímý) | 25–100 (venkovní topení) | Ano (pokud je externí) | N/A | Použijte externí pásový ohřívač na bubnu |
Praktické rady pro tavení vloček NaOH
Pokud potřebujete roztavit pevné vločky NaOH v nádobě, která také používá ohřívače PFA pro následné zahřívání roztoku:
Roztavte NaOH pomocí externího zdroje tepla(ohřívač bubnu, horký vzduch, parní plášť) před přenesením do vyhřívané-nádrže PFA.
Roztavený NaOH se rozpustí ve voděaby vznikl roztok (teplo rozpouštění zvýší teplotu – přidávejte pomalu).
Cool to<180°C, poté použijte ohřívač PFA k udržení teploty.
Nepokoušejte se roztavit pevné vločky NaOH přímo ponořeným ohřívačem PFA. Ohřívač se přehřeje (PFA změkne a deformuje se), než se vločky úplně roztaví.
Příklad pole (co nedělat)
Chemická továrna se pokusila roztavit pevné vločky NaOH ve 200 1 bubnu za použití ohřívače PFA o výkonu 6 kW. Po 30 minutách PFA plášť změkl a zhroutil se proti kovovému jádru. Ohřívač byl zničen. Závod přešel na externí ohřívač bubnu (pásmový styl, 2 kW), který ohříval stěnu bubnu. NaOH se roztaví za 4 hodiny, poté se přenese do PFA-vyhřívané zásobní nádrže (80 stupňů) pro zředění. Ohřívač PFA tam fungoval 5 let.
Když je PFA správné pro službu NaOH
PFA je vynikající pro:
Zřeďte roztoky NaOH (<30%): up to 100°C
Koncentrované roztoky NaOH(30–50 %): až 120–150 stupňů s pečlivým sledováním
Žíravé čisticí roztoky(CIP): až 150 stupňů na krátkou dobu
PFA není vhodný pro:
Pevný NaOH(jakákoli teplota, kvůli oděru a případnému přehřátí)
Roztavený NaOH (>200 stupňů)
Vysokotlaká-žíravina při vysoké teplotě (>150 stupňů, zejména při stresu)
Závěr: Nepoužívejte PFA pro tavení pevného NaOH
Ohřívače PFA nelze použít pro tavení pevných vloček hydroxidu sodného, protože požadovaná teplota (318 stupňů) přesahuje bod tání PFA (305–315 stupňů). Ostré krystalové hrany jsou druhotným problémem; primární problém je tepelný rozklad. Pro tavení pevného NaOH použijte externí bubnové ohřívače, parní pláště nebo kovové ponorné ohřívače (Incoloy, nikl). Pro roztoky NaOH (50% nebo méně) do 120 stupňů je PFA vynikající. Nepleťte si obě aplikace. Tavení vyžaduje kov; držení vyžaduje PFA. Použijte správný nástroj pro danou práci. Ohřívač PFA tající pevný NaOH je roztavení, které čeká, až se stane. Udržujte PFA v roztocích, ne v pevných látkách. Vaše topení vydrží. Váš proces bude bezpečný.
