目前,纯碱生产中用石墨制换热设备的企业越 来越多,管板的材质也存在多样性,当前有石墨制管 板、不锈钢制管板及钛制管板和碳钢制管板(需防腐 处理),这几种管板材质各有利弊,下面就从以下几 个方面加以探讨,供生产使用单位选择。
1 耐腐蚀性能的比较
众所周知,纯碱生产中的腐蚀还是相当强的,特 别是在联碱生产中的氯化铵工段含NH+4、Cl-等腐 蚀性介质,对设备的耐腐蚀性要求较高。石墨就是 因其优良的耐腐蚀性,特别是对Cl-的耐腐性而广 泛地应用于化工生产中,如在联碱氯化铵工段中使用的母换、水冷等换热器中已使用多年,没有出现因 腐蚀而造成的设备损坏现象。
不锈钢也是耐腐蚀材料,但在联碱母液中含有 一定量的Cl-,这对不锈钢是有腐蚀性的。由于密封胶圈和管板配合要求精度较高,对管板微小的腐 蚀也会造成密封失效。因此在选用不锈钢管板制石 墨换热器时应考虑其对Cl-的耐腐性。
管板选用碳钢制,必须进行防腐处理,而防腐的 好坏直接影响管板的寿命,再者防腐处理不能保证胶圈密封面的密封效果。
钛管板耐腐蚀性能优良,在纯碱中应用较广。 用钛制管板是完全可行的。
2 使用时间与使用寿命
石墨制换热器从最早的粘接式石墨换热器至现 在的可换管列管式换热器一直采用石墨管板,包括 世界上最着名的石墨生产企业———法国罗兰和德国 西格里、日本东洋碳素等现在也一直沿用以石墨制 管板为主生产石墨制换热设备。石墨换热器在国内 化工企业已使用10多年,至今没发现因石墨管板出 现问题而造成的设备报废现象。
不锈钢制管板配合石墨管换热器也是今年才刚 开始生产使用,虽然不锈钢换热器已在纯碱中使用 多年,但不锈钢和石墨管配合的换热器才刚刚开始, 具体效果还有待时间验证。
碳钢制管板与石墨管配合的换热器在纯碱上还 没有用过的例子,一是防腐密封难以保证,再就是如果进行焊接会破坏防腐层。不过在管板不需要防腐的场合(如合成氨生产中的半水煤气冷却器)使用效果还是可以的。
钛管板与石墨管配合的设备现在还没有厂家生产和使用。
3 不同材质的管板和石墨管配合比较
石墨传热管与石墨管板同为石墨材质,在化学 组分上基本一致,膨胀系数完全一样。不会因膨胀 应力挤压密封胶圈使胶圈疲劳,产生密封失效现象, 应该说使用是相当安全的。
不锈钢的膨胀系数是石墨的10倍,在膨胀应力 的作用下会使密封胶圈产生疲劳,继而影响其密封效果。
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