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钛在河北南堡盐厂的应用

[ 信息发布:本站 | 发布时间:2008-12-18 | 浏览:743 ]

王万平
(河北省南堡盐厂)


我厂氯化镁车间所使用的原料,为提硝、溴后的母液。然后采取负压蒸发,使母液蒸发液浓缩制取氯化镁产品,由于生产设备受化学腐蚀和电化学腐蚀的影响,生产处于停停开开的被动局面。对于氯化镁生产中的设备腐蚀与防护及设备的选材;已提到工程技术人员面前,目前,我厂对蒸发缸的加热室,选用了钛材,经一九八九年年底安装投入使用至今,运行状态较好。简要情况如下:
一、设备腐蚀机理
蒸发缸的加热室,是氯化镁产品生产过程中的主体设备之一。原设计的降膜式强制循环蒸发缸,由于原料中含有大量的游离溴、氧离子,酸性较强。料液蒸发浓缩过程中,温度高于132℃以上,氯化镁溶液又产生分解反应,产生氯,化氢气体,溶液和气体对设备腐蚀性极强。而加热室就是在这种腐蚀性极强的介质中工作。即具有化学腐蚀,又会产生电化学腐蚀。而料液在循环过程中,由于管径的变化由500毫米突然扩大到1000毫米)。致使料液在加热室上花板的管头周围形成湍流,对管板处形成不均匀的冲刷,最终导致管头涨口破坏,管中料液与管外蒸气相混,形成恶性循环。另外,由于铜管与花板厚度相差较大(管壁厚4毫米,花板厚35毫米),膨涨系数不一致。在开始蒸发和刷缸过程中,由午温差的变化,逐渐造成涨口处出现空隙,料液渗透后出现再结晶,再溶化、渗透,逐渐导致管子涨口泄漏和腐蚀,同样造成恶性循环和能源的浪费影响了产品的质量和数量。
二、课题的提出
原设计四万吨氯化镁加热室为?60*6000毫米的紫铜管。花板为35毫米厚的紫铜板。一九八七年试生产后不到半年,管子涨口处便出现泄漏,到十九八九年累计生产不到一年中间多次泄漏,有的管束涨口处形成水柱,以致不能在坚持生产,曾多次进行恢复,对漏管进行氩弧焊接,也未成功,严重影响了氯化镁的生产。
盐化工系统,自八十年代氯化镁生产采用蒸发缸生产以来,加热室均采用紫铜管,从兄弟厂及我厂实践看,设备投资较大,使用周期太短,其间维修费较高。更主要的是不能正常生产,设备使用效率较低。设备到了急待更新换代的地步。
塘沽盐场于一九八六年在氯化镁生产中第一次使用了钛钼镍(Ti一0.3Mo一0.8Ni)合金加热室,并于一九八七年召开了鉴定会,使用效果较为理想。在此基础上,我厂也决定更新加热室,当时提议使用钛、钼、镍合金加热室,由于资金限制,改用了钛材加热室。一九八九年底安装并投入使用。


三、钛材的特性
钛材是近几年新兴起的一种新型的工程金属,开始只限于应用在空中和海上,近年来已在工业生产中使用。根据资料介绍,钛材在多数氯化物熔液及含有溴氯等介质溶液中,耐腐蚀性能较强,它的比重轻,但强度高,又有较强的耐磨性能,在低温和高温中稳定性好。钛材又具有较高的机械强度及较好的加工性能,而且价格比钛、钯合金、钛、钼、镍合金要便宜。是比较理想的耐腐蚀材料。由于设备使用寿命延长,并减少了维护检修费用和停产损失,使用钛材能取得较高的经济效益。


四、效果
原加热室为廖60*4*6000毫米的紫铜管,花板为35毫米的紫铜板,管束采用手工胀接。
新加热室为?54*2*6000毫米的钛管,花板5/40毫米的钛钢复合板,目的在于节省资金。管束与花板采用氩弧焊接。
新设备自一九八九年底安装投入使用至今运行状态一直良好。一九九、0年大修期间和一
九九二年初,对花板和管束进行检查,金属光泽较好。
传热效果上也比较理想,虽然钛材传热系数低于铜材,但由于钛材耐腐蚀、耐磨擦,管壁可做的很薄,由于钛材管壁十分光滑,又不易结垢,它不使水蒸气呈膜状凝结而成滴状凝结,从而提高了传热系数。
从实践上看,原设备最高单产每班40吨,而且极不稳定,日产始终不能提高。一九九一年,由于蒸发室及二次气管道新防腐设备的配套,效能很高,班产量最高达到70吨,日产可达172吨以上。如果供汽稳定,班产45~50吨是可以稳定的。
根据塘沽一化测算,使用钛钼镍合金加热室,设备使用15年以上,年增加效益50万元以上。我厂使用的钛材加热室,也可使用10年以上(加工厂家保证),按年产四万吨氯化镁算可年增效益aQ~40万元。
五、几点意见
1.钛材具有良好的耐腐蚀、耐冲刷性能,做为一种新型材料,在氯化镁生产中,效益已很显著,但具有关资料介绍,钛在高温氯化镁溶液中,有缝琼腐蚀现象,这有待进一步实践考证。
2.如果资金允许,使用钛钼镍合金加热室更理想。兄弟厂已有实际际成功经验。
3.从氯化镁的整体设备看,蒸发室也可考虑采用钛、碳钢复合板,对氯化镁生产中的循环泵等叶轮关键部位的阀门也可考虑采用钛材,将会更好地提高经济效益。