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我國真空制鹽主要設備蒸發罐的材質選擇

真空制鹽蒸發罐主要有三部分組成:加熱室、蒸發室、循環。物料在加熱室受熱;在蒸發室內蒸發,同時NaCl晶體析出;循環泵維持物料持續運行。

制鹽蒸發罐常用的有兩種:標準型蒸發罐和外加熱式強質循環蒸發罐。隨著制鹽技術的進步和對產鹽粒度的有效控制,新的罐型也在陸續被研究采用.

各種蒸發罐的特點是:

a.標準型蒸發罐 加熱管長2.0~4.0m,配用動力小于0.1kW/m2(加熱面積),傳熱系數較小,罐內物料呈豎向流動,蒸發的熱物料短路較小;軸流式推進器安裝維修難度大。裝置規模不宜太大,否則制造困難,造價高;產鹽粒徑0.3~0.5mm。

b.外加熱式強制循環蒸發罐是目前國內采用z*廣泛的罐型。加熱管長5.5~7.0m,配用動力0.2~0.35 kW/m2(加熱面積),傳熱系數較大,熱物料從蒸發室切向進入,熱短路損失較大;蒸發室、加熱室、循環泵各為獨立的部分,便于制造、安裝、檢修;大型裝置可設多個加熱室,適用各種規模裝置,設備造價適中。此種罐型生產的產鹽粒徑為0.3~0.4mm。

c.外加熱式強制循環軸向流動蒸發罐 管長5.5~7.0m,配用動力0.1~0.2kW/m2(加熱面積),傳熱系數大,熱物料在罐內呈軸向流動,熱短路損失較小;蒸發罐安裝高度略高;產鹽粒徑0.3~0.5mm。

兩種罐型均設置母液排出口,排母液口的設備區段斷面局部擴大,避免過多鹽晶帶出。

d.育晶型蒸發罐熱交換,蒸發室及循環泵部分與外熱式強制循環罐型一樣,增設育晶罐后可生產粒徑大于1.0mm的鹽,循環泵轉速不宜太高,以免鹽晶粉碎過多。

e. 外熱式強制循環逆流式蒸發罐 所謂逆流式是指在蒸發室內熱物料主流與以上各種罐型的方向相反。管長、動力配置及傳熱系數與外熱式強制循環罐型一樣。安裝高度略高。由于蒸發結晶罐內物料只有向上的流動,晶體在飽和區滯留時間長,晶體容易長大,產鹽粒徑0.4~1.0mm。

制鹽蒸發罐的材質選擇

我國50年代出現真空制鹽,70年代由于燃料費用上漲,開始出現較多的真空制鹽工廠。當時由于建廠投資少,制鹽蒸發罐選用材料價格低的材質。制鹽蒸發罐加熱管選用20#鍋爐鋼,花板選用45#鋼,蒸發室、加熱室外殼、循環管選用Q235普通鋼制作。制鹽蒸發罐上述選材帶來如下問題:

a.加熱管在靠近下花板蒸汽和冷凝水交界面處,常出現嚴重的環形孔蝕。有一個工廠Ⅰ效加熱管僅用了9天就出現穿孔。一般情況Ⅰ效加熱管使用壽命12~18個月。加熱管腐蝕情況見表1,表2。

換新管后Ⅰ、Ⅱ效運行4個月,Ⅲ效9個月,Ⅰ、Ⅱ效一年以上開始通漏,加熱管外腐蝕的共同點是在下花板脹管之上距下管頭30~80 mm的區域內呈環形圈穿孔,形成一個環形潰瘍圈。

b.蒸發罐加熱管的穿孔腐蝕,增加了設備的維修時間,減少了制鹽裝置的有效運行時間。這期間制鹽生產裝置年有效生產時間不到6000小時。

c.蒸發罐罐壁結鹽,造成加熱室加熱管堵塞,制鹽裝置刷罐周期僅有3~5天,同樣減少了設備有效運行時間。

制鹽蒸發罐的嚴重腐蝕,引起設計院和制鹽工廠的重視,開始尋找解決辦法,特別是考慮從材質選擇上來解決蒸發罐的腐蝕問題。這時期蒸發罐加熱室加熱管曾采用E2鋼管、銅管、B30管、0Cr18Ni9Ti管、Ti12管、TA2管;加熱室花板、蒸發室、循環管采用同種或不同種材質襯里板或復合板。蒸發罐這樣的選材,使腐蝕減輕但沒有根本解決,仍存在如下問題:

a.蒸發罐選用不同材質。出現電偶腐蝕情況,詳見表3。

b.加熱室加熱管采用E2鋼管、銅管、B30管、0Cr18Ni9Ti管適當延長了加熱管的使用壽命,但沒有根本解決加熱管腐蝕問題。

c.蒸發罐蒸發室采用耐腐蝕材料襯里或使用復合板可以適當延長刷罐周期,但沒有根本解決蒸發罐刷罐問題。

從表4數據可以看出:

a.對于Ⅰ效蒸發罐,加熱管采用TA10,花板采用TA10/16Mn復合板;對于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效蒸發罐,加熱管采用TA2,花板采用TA2/16Mn復合板,蒸發室、循環管都采用TA2/Q235復合板復合板沒有發現腐蝕,基本解決了制鹽蒸發罐的腐蝕問題。

b. TA2加熱管使用溫度不要超過120℃(z*好在110℃以下),超過此溫度必須使用TA10鈦合金管。

c.蒸發罐的蒸發室、循環管采用316L/ Q235復合板或2205/ Q235復合板還是有一定的腐蝕,但腐蝕較輕微,不會影響生產。

d. 蒸發罐的蒸發室采用316L/ Q235復合板或2205/ Q235復合板較好的解決了罐壁結鹽的問題,蒸發罐刷罐周期可以延長到1個月,z*長可以3個月刷一次罐。

結論

①制鹽蒸發罐Ⅰ效加熱室加熱管采用TA10,花板采用TA10/Q235復合板,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ加熱室加熱管采用TA2,花板采用TA2/Q235復合板,蒸發室、循環管采用TA2/Q235復合板可以根本解決制鹽蒸發罐的腐蝕問題。

②制鹽蒸發罐Ⅰ效加熱室加熱管采用TA10,花板采用TA10/Q235復合板,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ加熱室加熱管采用TA2,花板采用TA2/Q235復合板,蒸發室、循環管采用316L/Q235或2205/Q235復合板,加熱室加熱管沒有腐蝕,蒸發室、循環管有一定腐蝕,但對生產影響不大,每年需一定時間進行維修。

③上述制鹽蒸發罐兩種材質選擇均可解決蒸發室罐壁結鹽問題,蒸發罐刷罐周期可延長到1個月以上。

標簽: 真空制鹽  

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