Conas a Athraíonn Tuaslagán Permanganáit Potaisiam Te-tiubhaithe (3-6%) ag 70-90 céim Tiús Balla Dreach Grianchloch Riachtanach le haghaidh Cóireála Uisce agus Téitheoirí Ocsaídiú Orgánach?

Ionsaí de bharr Ocsaídiúcháin agus Taisce ar Shilice Comhleáite ag Hot Potassium Permanganate

Is ceimiceán láidir ocsaídeach é sármhanganáit photaisiam (KMnO 4 ) a úsáidtear i gcóireáil uisce (bhaint iarainn, mangainéise agus suilfíd hidrigine), sintéis orgánach (ocsaídiú alcóil agus aildéid) agus íonú aeir. Is iad na comhchruinnithe tionsclaíochta tipiciúla ná 3-6% de réir meáchain i dtuaslagán uiscí, teocht oibriúcháin 70-90 céim chun imoibrithe ocsaídiúcháin a luathú nó chun tuaslagthacht a chaomhnú (ardaíonn tuaslagthacht sármhanganáite potaisiam le teocht). Uaireanta sonraítear tum-théitheoirí Grianchloch le haghaidh seirbhíse sármhanganáite toisc go bhfuil an shilice comhleáite an-resistant d'ocsaídiú agus nach bhfuil sé ina chatalaíoch i ndianscaoileadh sármanganáit. Mar sin féin, soláthraíonn sármhanganáit photaisiam te tiubhaithe modh díghrádaithe nua Grianchloch nach creimeadh ceimiceach é sa chiall clasaiceach ach meascán de dhé-ocsaíd mhangainéise (MnO₂) agus strus teirmeach. Ag teochtaí arda bíonn sármhanganáit éagobhsaí agus díscaoileann sé chun 4MnO₂ + 4KOH + 3O₂ ó 4KMnO₄ + 2H₂O a thabhairt. Is iad teas, solas, agus catalaíochí sonracha a chuireann dlús leis an imoibriú. Déanann an táirge miondealaithe, dé-ocsaíd mhangainéise, deascadh mar thaisce dorcha donn go dubh ar dhromchla na Grianchloch. Tá an taisce seo inslithe teasa agus greamaitheach agus gineann sé spotaí te, rud a d'fhéadfadh róthéamh áitiúil agus strus teirmeach a bheith mar thoradh air. Is féidir le hiodrocsaíd photaisiam, arna foirmiú trí mhiondealú, damáiste a dhéanamh freisin do Grianchloch trí chreimeadh alcaileach. Déanann an t-imscrúdú measúnú ar éifeacht tiúchan KMnO₄ (3–6%), teocht (70–90 céim ) agus pH an tuaslagáin ar ráta sil-leagan MnO₂ agus mar sin ar fheidhmíocht téitheoir Grianchloch. Ríomhtar an tiús bhalla sceach Grianchloch atá ag teastáil le haghaidh eatraimh seirbhíse praiticiúla (1,000--5,000 uair an chloig) i gcóireáil uisce agus téitheoirí ocsaídiúcháin, mar aon le pionós teirmeach na mballaí níos tiús sa tuaslagán dlúth teasa ard-shonrach seo.

Cinéitic Dhianscaoileadh Permanganáit agus Sil-leagan MnO2

Leanann miondealú teirmeach sármhanganáite potaisiam i dtuaslagán uiscí cinéitic den chéad ord i dtiúchan sármhanganáite. Le teocht ardaíonn an ráta miondealaithe go heaspónantúil le fuinneamh gníomhachtaithe de thart ar 75–85 kJ/mol. Tá leath-saolré 5% KMnO4 thart ar 200–300 uair ag 70 céim , 80–120 uair ag 80 céim agus 30–50 uair ag 90 céim . Fágann dianscaoileadh sármhanganáite cáithnín mín MnO₂. Ceanglóidh na cáithníní seo go héasca le dromchlaí te, lena n-áirítear truaill Grianchloch. Ní leanann an ráta taisce an ráta miondealaithe amháin. Ag floscanna teasa níos mó, taithííonn na cáithníní MnO 2 fórsaí teirmeafóireacha a spreagann iad i dtreo an dromchla Grianchloch téite. Mar sin méadaíonn an ciseal taisce ar an téitheoir ag ráta níos airde ná mar a dhéantar sa bhulc-réiteach.

Tá seoltacht theirmeach an-íseal ag an gciseal MnO₂ atá curtha i dtaisce (thart ar 0.5–1.0 W/(m·K) don fhoirm phóiriúil, atá i bhfad níos ísle ná an Grianchloch ag 1.38 W/(m·K)). Tugann an taisce MnO2 0.1 mm tiubh friotaíocht teirmeach cosúil le thart ar 0.1–0.2 mm de thiús balla Grianchloch breise, ach is é an difríocht thábhachtach ná nach bhfuil an taisce aonfhoirmeach agus go bhféadfadh sé spleáil. Níos tábhachtaí fós, cruthaíonn an taisce spotaí te, láithreacha ina bhfuil an taisce níos tiús, a insíonn an Grianchloch agus a ardaíonn teocht na bunchlocha. Is féidir le taisce 0.2-mm MnO₂ le sreabhadh teasa de 8 W/cm² teocht an dromchla Grianchloch a ardú 15 go 25 céim. Feabhsaíonn an teocht níos airde go háitiúil an miondealú ar permanganate, rud a fhágann lúb aiseolais dearfach. Laistigh de uaireanta go laethanta is féidir le taisce crústaigh tiubh a thógáil. Laghdaíonn sé seo go mór aistriú teasa agus is féidir leis an Grianchloch róthéamh agus briseadh ó strus teirmeach.

The decomposition yields potassium hydroxide (4KOH for 4KMnO4, i.e. equimolar) which elevates the pH of the solution. Complete decomposition of 5% KMnO4 would generate about 1.5% KOH which is very alkaline (pH>13). Go praiticiúil déanann an MnO 2 agus speicis mangainéise eile an tuaslagán a mhaolánú. Mar sin féin, d'fhéadfadh an pH a mhéadú go dtí 10-12 in aice leis an dromchla Grianchloch áit a bhfuil miondealú is gníomhaí. Ag coinníollacha alcaileach (pH 10 go 12), tá grianchloch creimthe ag rátaí 0.0005 go 0.005 mm/uair, ag brath ar an teocht. D'fhéadfadh teip mar thoradh ar an ionsaí ceimiceach seo mar aon leis an strus teirmeach de bharr taiscí MnO2 trí lagú nó scoilteadh balla.

Tionchar Tiús Ballaí ar Shaol Seirbhíse Téitheoirí Permanganate

Is iad na príomh-mheicníochtaí díghrádaithe ná strus teirmeach de bharr taiscí agus creimeadh alcaileach de bharr fotháirgí miondealú. Mar sin tá éifeacht chasta ag méadú ar thiús an bhalla. Maidir le creimeadh alcaileach amháin, tá an saol comhréireach le tiús bhalla. Mar shampla ag 85 céim agus pH áitiúil de 11 (ráta creimthe ~ 0.001 mm / uair) tugann balla 2.0 mm 2,000 uair an chloig, tugann balla 3.0 mm 3,000 uair an chloig. Mar sin féin, tarlaíonn teip scoilteadh mar gheall ar strus teirmeach a tháirgtear i dtaisce go maith roimh an bréifniú balla trí chreimeadh aonfhoirmeach. Tá ballaí tiúsacha níos resistant do scoilteadh mar gheall ar a neart meicniúil níos airde agus a gcumas grádáin teochta níos airde a choinneáil gan scoilteadh. Is féidir le balla 3.0 mm difríocht teochta de thart ar 60-70 céim trasna a thiús a sheasamh agus ní féidir le balla 1.5 mm ach 40-50 céim a sheasamh . Mar sin tugann ballaí níos tiús lamháil sábháilteachta níos leithne do turraing teirmeach mar gheall ar sil-leagan MnO2 éagothrom. Tá balla measartha tiubh (2.5–3.0 mm) i gceist leis an gcur chuige a mholtar maidir le seirbhís sármhanganáite chun lamháltas creimthe agus frithsheasmhacht in aghaidh struis theirmeach a thabhairt agus glanadh tréimhsiúil chun taiscí MnO2 a bhaint.

I gcás formhór na n-iarratas cóireála uisce, nuair a chothaítear permanganate go leanúnach ag tiúchan íseal (1-3%) agus go n-oibrítear téitheoirí ag 70-80 céim, tá tiús balla 2.0-2.5 mm le glanadh seachtainiúil praiticiúil. Ag tiúchan níos airde, nó ag teochtaí arda tá gá le modhanna glantacháin nó malartacha téimh níos minice (m.sh. instealladh gaile).

Pionós teirmeach ar bhallaí níos tiús i dtuaslagáin sármhanganáite

Tá seoltacht theirmeach tuaslagáin sármhanganáit photaisiam 5% ag 80 céim timpeall 0.55–0.60 W/(m·K), cosúil leis an uisce. Dlús: 1.03-1.05 g/cm3, slaodacht: 0.8-1.0 cP. Agitated tanks Convective heat transfer coefficients of 600-1,200 W/(m2-K) For a 2.0 mm wall R_cond=0.00145 m²·K/W For a 3.0 mm wall R_cond=0.00217 h=800 W/m 2 K, R limit=0.00125. 2.0 mm total resistance=0.00270 → U=370 W/(m2K) 3.0 mm=0.00342 → U=292 W/(m2K) laghdú 21% Tá an pionós seo measartha ach inghlactha i bhfianaise an ghá atá le frithsheasmhacht in aghaidh struis theirmeach.

Maitrís Roghnúcháin Tiús Balla Sheath Grianchloch do Sheirbhís Te KMnO4 (Bunaithe ar Chás)

Úsáid Cás & Coinníollacha Oibriúcháin Tiús Balla Molta Réasúnaíocht Lárnach le Trádáil Chainníochtaithe-Múchta
Cóireáil uisce (3% KMnO4, 75 céim, leanúnach, glanadh seachtainiúil, cothabháil 6-mhí) 2.0 - 2.5 mm, grád caighdeánach, lasair snasta Tógáil taisce measartha. Tugtar corrlach strus teirmeach faoi 2.5 mm. Laghdaíonn snasta lasair cloí leis an taisce. U ≈ 380 W/m2 · K.
Imoibreoir ocsaídiúcháin orgánach (5% KMnO4, 85 céim , baisc, timthriallta 8 n-uaire, glanta tar éis gach baisce) 2.5 – 3.0 mm, mar a-tharraingt Mear-bhriseadh. 3.0 mm Turraing theirmeach atá frithsheasmhach in aghaidh sil-leagan te. Ní mór a ghlanadh tar éis gach baisce. U ≈ 320 W/m 2 K ).
Teocht ard (90 céim , 6 % , aon timthriall dleachta ) permanganateNí Grianchloch - téigh go dtí tíotáiniam nó cruach le líneáil gloine Leath-saol dhianscaoileadh<30 hours. Deposit in days. Another way to heat the room is recommended.
1.5 – 2.0 mm, standard grade Slow decomposition. Low concentration permanganate (1%, 70°C, continuous, good filtering) 2.0 mm yields >5,000 uair an chloig le glanadh míosúil. U ~ 450 W/(m2.K).
Athruithe Dearaidh Forlíontacha: Déantar glanadh rialta le haigéad oxalic lag nó bisulfite sóidiam chun tógáil MnO2 a dhíscaoileadh. Déantar dianscaoileadh a íoslaghdú le sreabhadh teasa < 5 W/cm2. Déantar na cáithníní MnO2 a scagadh chun foirmiú taisce a sheachaint.