La fusione delle scaglie di idrossido di sodio solido (NaOH, punto di fusione 318 gradi) va oltre la temperatura di uso continuo del PFA (200 gradi max). Il PFA non può essere utilizzato per sciogliere NaOH solido. Tuttavia, per mantenere l'NaOH fuso a 250–300 gradi, neanche il PFA è adatto-il polimero si ammorbidisce, si insinua e si degrada. Per riscaldare soluzioni di NaOH (50% acquose, 80–120 gradi), il PFA è eccellente. Il danno meccanico causato dai bordi taglienti dei cristalli è una preoccupazione secondaria: anche a temperatura ambiente, i cristalli taglienti di NaOH possono graffiare il PFA. Nel servizio fuso i cristalli scompaiono, ma la temperatura è troppo elevata. Per il riscaldamento di scaglie di NaOH solido (ad esempio, fusione in un riscaldatore a tamburo), utilizzare un riscaldatore metallico (acciaio, Incoloy o nichel) con un rivestimento protettivo, se necessario. Il PFA non è il materiale adatto per il servizio caustico fuso superiore a 200 gradi, indipendentemente dall'effetto abrasivo dei cristalli.
Limiti di temperatura per PFA in NaOH
La temperatura massima di servizio continuo del PFA nell'aria è di 200 gradi. Nella soluzione di NaOH al 50%, il limite è di 150–180 gradi a seconda della concentrazione e dello stress. Sopra i 200 gradi, il PFA si ammorbidisce in modo significativo (il modulo scende a<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).
Danni meccanici causati da cristalli taglienti
Anche a temperature più basse, le scaglie solide di NaOH (igroscopiche, angolari) possono graffiare la superficie del PFA se il riscaldatore viene installato prima che le scaglie si sciolgano. I graffi creano concentratori di stress (vedi Articolo n. 91), ma il problema principale rimane la temperatura. Se la temperatura di servizio rientrasse nell'intervallo del PFA (ad esempio, la fusione di solidi a basso-punto di fusione-come lo zolfo a 115 gradi), i graffi costituirebbero un problema. Per NaOH, il fattore decisivo è la temperatura.
| Condizioni di servizio | Temperatura (gradi) | PFA adatto? | Rischio di danni meccanici | Materiale consigliato |
|---|---|---|---|---|
| Scaglie di NaOH solide (stoccaggio, senza riscaldamento) | 25 | SÌ | Graffi da spigoli vivi | PFA accettabile, ma evitare l'abrasione |
| Fusione di NaOH solido (fusione iniziale) | 25 → 318 | No (supera il limite PFA) | N/A | Acciaio, Incoloy, nichel |
| NaOH fuso (lavorazione) | 250–350 | No (il PFA si decompone) | N/A | Nichel 200, Inconel 600 |
| Soluzione di NaOH al 50%. | 80–120 | SÌ | Nessuno (cristalli disciolti) | PFA, PTFE, titanio |
| Soluzione di NaOH al 30%. | 60–100 | SÌ | Nessuno | PFA, PP, PVDF |
| Riscaldamento NaOH solido per fusione (indiretto) | 25–100 (riscaldatore esterno) | Sì (se esterno) | N/A | Utilizzare un riscaldatore a fascia esterno sul fusto |
Consigli pratici per la fusione delle scaglie di NaOH
Se è necessario sciogliere scaglie di NaOH solide in un recipiente che utilizza anche riscaldatori PFA per il successivo riscaldamento della soluzione:
Sciogliere l'NaOH utilizzando una fonte di calore esterna(riscaldatore del fusto, aria calda, camicia di vapore) prima del trasferimento nel serbatoio riscaldato PFA-.
Sciogliere l'NaOH fuso in acquaper formare una soluzione (il calore di dissoluzione aumenterà la temperatura – aggiungere lentamente).
Fantastico<180°C, quindi utilizzare il riscaldatore PFA per mantenere la temperatura.
Non tentare di sciogliere le scaglie di NaOH solide direttamente con un riscaldatore PFA immerso. Il riscaldatore si surriscalderà (il PFA si ammorbidirà e si deformerà) prima che i fiocchi si sciolgano completamente.
Esempio di campo (cosa non fare)
Un impianto chimico ha tentato di sciogliere scaglie di NaOH solido in un fusto da 200 litri utilizzando un riscaldatore PFA da 6 kW. Dopo 30 minuti, la guaina in PFA si è ammorbidita ed è collassata contro l'anima metallica. Il riscaldatore è stato distrutto. L'impianto è passato a un riscaldatore per fusti esterno (a fascia, 2 kW) che riscaldava la parete del fusto. L'NaOH si è sciolto in 4 ore, quindi è stato trasferito in un serbatoio di contenimento riscaldato in PFA- (80 gradi) per la diluizione. Il riscaldatore PFA ha funzionato per 5 anni.
Quando il PFA è corretto per il servizio NaOH
Il PFA è eccellente per:
Soluzioni diluite di NaOH (<30%): up to 100°C
Soluzioni concentrate di NaOH(30–50%): fino a 120–150 gradi con attento monitoraggio
Soluzioni detergenti caustiche(CIP): fino a 150 gradi per brevi periodi
Il PFA non è adatto per:
NaOH solido(qualsiasi temperatura, a causa dell'abrasione e dell'eventuale surriscaldamento)
NaOH fuso (>200 gradi)
Caustico ad alta-pressione e ad alta{{1}temperatura (>150 gradi, soprattutto con stress)
Conclusione: non utilizzare PFA per sciogliere NaOH solido
I riscaldatori PFA non possono essere utilizzati per sciogliere scaglie di idrossido di sodio solido perché la temperatura richiesta (318 gradi) supera il punto di fusione del PFA (305–315 gradi). I bordi affilati del cristallo sono una preoccupazione secondaria; il problema principale è la decomposizione termica. Per la fusione di NaOH solido, utilizzare riscaldatori a tamburo esterni, camicie di vapore o riscaldatori a immersione in metallo (Incoloy, nichel). Per soluzioni di NaOH (50% o meno) fino a 120 gradi, il PFA è eccellente. Non confondere le due applicazioni. La fusione richiede metallo; l'azienda richiede PFA. Utilizza lo strumento giusto per il lavoro. Un riscaldatore PFA che scioglie NaOH solido è una fusione in attesa di verificarsi. Mantieni il PFA in soluzioni, non in solidi. Il tuo riscaldatore durerà. Il tuo processo sarà sicuro.
