Bagaimana Penukar Panas PTFE Menahan Korosi Merkuri Amalgam dalam Pemanasan Air Garam Sel Klor-Alkali?
Tinggalkan pesan
Risiko Pencemaran Merkuri
Di pabrik klor-alkali yang menggunakan teknologi sel merkuri, klorin dan natrium hidroksida diproduksi dengan melewatkan arus listrik melalui larutan air dan garam dengan unsur merkuri yang berfungsi sebagai katoda. Air garam yang beredar mengandung sejumlah kecil merkuri terlarut, biasanya 1 hingga 20 bagian per juta, namun kadang-kadang mencapai konsentrasi yang jauh lebih tinggi. Serangan merkuri pada penukar panas logam apa pun yang bersentuhan dengan air garam ini mungkin terjadi.
Merkuri menyerang logam melalui amalgamasi, pembentukan paduan merkuri dan logam. Aluminium sangat lemah. Tembaga, nikel, seng dan timbal cepat larut dalam merkuri. Bahkan baja tahan karat dan titanium akan mengalami penggetasan oleh merkuri, atau penggetasan logam cair, ketika merkuri membasahi permukaan pada cacat pada film pasif. Serangannya cepat, mengejutkan dan menimbulkan bencana ketika menyerang.
Merkuri tidak mempengaruhi PTFE. Fluoropolimer tidak memiliki unsur logam yang dapat digabungkan dengan merkuri. Merkuri tidak membasahi permukaan PTFE dan sudut kontak merkuri di PTFE adalah sekitar 150 derajat, salah satu nilai terbesar untuk pasangan material mana pun. Manik-manik merkuri naik dan menggelinding tanpa menyentuh bahan di bawahnya.
Proses Penggabungan Merkuri
Penggetasan logam cair oleh merkuri merupakan proses-berbagai langkah. Merkuri pertama-tama harus merendam permukaan logam, sehingga lapisan oksida pasif harus pecah, baik karena kerusakan mekanis, pelarutan kimia, atau tekanan termal. Merkuri menyebar dengan cepat sepanjang batas butir ketika menyentuh logam kosong. Atom merkuri melonggarkan ikatan antar butir. Logam kehilangan kekuatan mekaniknya dan akan patah karena gaya yang jauh di bawah titik leleh normalnya.
Prosesnya cepat-kegagalan dapat terjadi antara menit hingga jam interaksi merkuri. Goresan pada lapisan pasif penukar panas baja tahan karat yang terkena air garam yang mengandung merkuri dapat mengakibatkan kegagalan besar tanpa peringatan sebelumnya. Modus kegagalannya tidak diketahui, dan konsekuensinya adalah pembuangan merkuri dan air garam ke lingkungan.
| Parameter Serangan Merkuri | Baja Tahan Karat | titanium | PTFE |
|---|---|---|---|
| Pembasahan merkuri | Ya (pada kelemahan film pasif) | Ya (dalam kekurangan) | Tidak (sudut kontak ~150 derajat) |
| Pembentukan amalgam | Sedang | Rendah (TiO₂ melindungi) | Tidak ada (tidak ada logam) |
| Risiko penggetasan logam cair | Tinggi dalam kekurangan | Sedang | Tidak ada |
| Prediktabilitas kegagalan | Rendah (bencana) | Rendah | T/A (tidak ada mode kegagalan) |
| Masa pakai dalam air garam yang terkontaminasi merkuri- | Tidak dapat diprediksi | Tidak dapat diprediksi | 15+ tahun |
Manfaat Keamanan Proses
Penghapusan risiko serangan merkuri bukan hanya masalah umur peralatan-tetapi masalah keamanan proses. Kegagalan penukar panas yang dahsyat yang melepaskan air garam yang terkontaminasi merkuri-menimbulkan bahaya serius terhadap lingkungan dan kesehatan. Merkuri adalah racun bioakumulatif yang persisten. Rilis dapat memicu penegakan peraturan, remediasi situs, dan tanggung jawab-jangka panjang.
PTFE memberikan keamanan bawaan terhadap mode kegagalan ini. Bahan tersebut tidak dapat diserang oleh merkuri. Tidak ada mekanisme penggetasan logam cair. Tidak ada kegagalan besar akibat paparan merkuri. Penukar panas beroperasi dengan aman sepanjang masa pakainya, berapa pun konsentrasi merkuri dalam air garam.
Manfaat Penonaktifan dan Pembuangan
Penukar panas yang dihilangkan dari merkuri-layanan air garam yang terkontaminasi membawa residu merkuri. Penukar logam terkontaminasi merkuri yang telah menembus permukaan logam-merkuri tidak dapat dihilangkan seluruhnya dengan pembersihan. Penukar bekas harus ditangani dan dibuang sebagai limbah-yang terkontaminasi merkuri, dengan segala implikasi peraturan dan biaya yang terkait.
PTFE tidak menyerap merkuri. Merkuri tetap berada di permukaan dalam bentuk tetesan yang dapat dihilangkan dengan membilasnya menggunakan larutan surfaktan. PTFE yang didekontaminasi bebas dari residu merkuri. Pembuangannya adalah limbah industri atau daur ulang yang mudah-tidak-berbahaya.
Ringkasan
Penukar panas PTFE secara unik cocok untuk layanan air garam-klor-alkali yang terkontaminasi merkuri. Fluoropolimer kebal terhadap amalgamasi merkuri dan penggetasan logam cair-mode kegagalan yang membuat penukar logam tidak dapat diprediksi dan berbahaya di lingkungan ini. Permukaan PTFE yang tidak basah mencegah kontak merkuri. Dekontaminasi dan pembuangan disederhanakan. Untuk pabrik sel merkuri yang sedang menjalani modernisasi, penukar panas PTFE menyediakan pengganti unit logam yang rentan dan aman.
Dukungan teknik untuk layanan merkuri Spesifikasi penukar panas PTFE tersedia setelah penyerahan kimia air garam, kisaran konsentrasi merkuri, suhu pengoperasian, dan riwayat kegagalan peralatan saat ini.
