Lai novērstu katlakmens adhēziju karsētā sintētiskā ģipša suspensijā (CaSO₄·2H2O, 20% cietvielu, 70 grādi) no dūmgāzu atsērošanas, kā darbojas PFA virsmas adhēzija (aprēķināts no kontakta leņķa mērījumiem) korelē ar ģipša indu ģipša C laika staarlāciju. 100 s⁻¹?

Ģipša mēroga izaicinājums FGD sistēmās
Katlakmens pieķeršanos PFA sildītājiem izraisa sintētiskā ģipša vircas (20% CaSO₄·2H2O cietvielu) no dūmgāzu desulfurizācijas (FGD) 70 grādu temperatūrā. Adhēzijas darbs, kas aprēķināts no kontakta leņķa datiem, paredz ģipša kristalizācijas indukcijas laiku. Saskaņā ar kvantitatīvu pētījumu, kas veikts 12 ogļu -elektrostacijās, PFA virsmas ar adhēzijas darbu zem 15 mJ/m² palielina indukcijas laiku no 20 stundām līdz 200 stundām un samazina tīrīšanas biežumu no nedēļas uz mēnesi.

Ģipša adhēzijas darba un kristalizācijas aprēķināšana
Adhēzijas darbs (W_ad)= _lv × (1 + cosθ), kur _lv ir šķidruma virsmas spraigums (ģipša-piesātināts ūdens, 72 mN/m pie 70 grādiem) un θ ir ūdens saskares leņķis uz PFA. mazāks adhēzijas darbs ir vienāds ar mazāku stumšanas spēku kristāla kodolu veidošanai. Ja pārsātinājums pārsniedz kritisko vērtību, uz virsmām veidojas ģipsis (CaSO₄·2H2O). Indukcijas laiks τ ∝ exp(W_ad / kT). Testēšana 70 grādos ar sienas bīdes ātrumu 100 s⁻¹ un pārsātinājuma attiecību S=2.5:

PFA virsmas tips, ūdens kontakta leņķis (grāds), saķeres darbs (mJ/m2), indukcijas laiks (stundas) un skalas biezums pie 500 stundām (mm)
Plazma{0}}apstrādāts hidrofils 45 123 5 3.5
Standarta kā -formēts 105 53 20 2.0
Zema adhēzija (specializēta) 120 36 80 0.8 Standarta + fluorēšana 115 41 45 1.2
Īpaši zema adhēzija (apstrādāta) 125 33 200 0.3
Bīdes ātruma ietekme uz indukcijas laiku
Mērenu plūsmu attēlo sienas bīdes ātrums ( ̇) 100 s⁻¹. Lielāka bīde pagarina indukcijas laiku, novēršot agrīnos kristālus:
| Sienas bīdes ātrums (s⁻¹)|Zemas adhēzijas PFA (W_ad=36) Indukcijas laiks (h)|Standarta PFA (W_ad=53) indukcijas laiks (h)|| ---|---|---|---|---|50|60|15|| 100|80|20|| 200|150|35|| 500|300|60 |

Kristālu adhēzijas un virsmas enerģijas komponenti
Mēroga pretestību nevar pilnībā izskaidrot tikai ar adhēzijas darbu. Kristālu adhēziju ietekmē virsmas brīvās enerģijas polārie (ᵖ) un dispersīvie (ᵈ) komponenti. Ģipša kristālu polārā virsmas enerģija ir augsta ( ᵖ ~80 mJ/m²). Virsmas ar zemu ᵖ (ļoti hidrofobām) vislabāk notur saķeri:

Virsma ᵈ (mJ/m²) ᵖ (mJ/m²) W_ad indukcijas laiks
Hidrofīlās 25 45 123 5 stundas Standarta 19 2 53 20 stundas Fluorētas 18 0.5 41 45 stundas Īpaši zemas-polāras 16 0.2 36 80 stundas Virsmas stabilitāte ģipša vircā
Virsmas ar zemu-adhēziju FGD suspensijā degradējas ģipša daļiņu nobrāzuma un ķīmiskās iedarbības dēļ. 2000 stundas fluorētas virsmas saglabā W_ad<45 mJ/m². After 500 hours, the adsorption of organic pollutants (fly ash residues) causes hydrophilic surfaces treated with plasma to turn hydrophobic. Use fluorinated PFA for stable low adhesion when servicing power plants.

Sienas biezums un kaļķakmens noņemšana
Noņemšana kļūst grūtāka ar adhēzijas darbiem, jo ​​beidzot parādās katlakmens. PFA ar zemu adhēziju (W_ad=36):

Sienas biezums PFA nodiluma pakāpe skalas noņemšanas biežums droša mehāniskās tīrīšanas tehnika
Tikai 1,5 mm ūdens strūkla (500 psi) Ik pēc 200 h 0,02 mm/gadā
2,0 mm mīksta birste vai ūdens strūkla ik pēc 200 stundām 0,01 mm gadā
2,5 mm Jebkura tehnika, ieskaitot suku tīrīšanu Ik pēc 200 stundām<0.01mm/year FGD Heater Specification Guidelines
For FGD gypsum slurries at 70°C, use surface fluorination to obtain PFA with adhesion work less than 40 mJ/m² (water contact angle more than 115°). ASTM D7490 contact angle measurement and induction time testing in synthetic gypsum slurry (S=2.5, 70°C, 100 s⁻¹) with an induction time more than 50 hours must be certified by the provider. For wall thickness, 2.0mm is sufficient with fluorinated surface. For power plants with great scaling potential (gypsum supersaturation >3), norādiet īpaši-zemas adhēzijas PFA (W_ad<35 mJ/m²) with 2.5mm walls. The premium for fluorinated PFA (25-40% over standard) is justified by extending cleaning intervals from weekly to monthly in continuous FGD operation, lowering downtime and labor expenses. Provide the gypsum supersaturation ratio and anticipated shear rate when getting quotes.