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      應用鈦設備的主要化工生產部門

      發布時間:2019-07-24 11:04:34 瀏覽次數 :

      蘇聯化工生產中首先應用鈦制設備和管道的是貝勒茲尼科夫斯基氯堿廠。該廠于1960年,在電解車間安裝了一臺容積為3米3的汽提室和一條長120米的氯水管道。1963年,有一家化工廠,在生產氯的部門安裝了用于冷卻濕氯的管式冷卻器(冷卻面積為140米2)和濕氯管道。在三氯醋酸鈉的生產部門,安裝了一些熱交換面積為48米2的換熱器、貯槽、泵、管道和通風機。所有這些設備都正在順利運行,無論是金屬主體還是焊縫,都沒有一點腐蝕損壞的痕跡。

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      1969年之后,鈦設備的應用得到顯著推廣。1970年,鈦在化學工業中的應用比1969年增長了兩倍,而1971年又比1970年增加了60%⑷。蘇聯化學工業中鈦設備的應用,現在仍保持著這樣的增長速度。1971年,主要是在15家企業中大fi應用鈦設備;其應用占蘇聯所用鈦設備總帶的83%。到1975年年底,就已有30家企業所用的鈦設備,約占其總設備最的88%。

      聯合企業的經驗最令人信服地證明了應用鈦設備的可能性和效果,該企業在1970年-1975年間,由于淮廣應用鈦制設備、管道、煙道所收到的總經濟效果超過了3300萬盧布。按照該企業在第十個五年計劃中規定的鈦設備推廣應用的增長情況,其潛在經濟效果可能達到6000萬盧布以上。

      目前,在100家企業的170項以上的生產中正成功地應用著鈦制設備和管道。應用鈦設備的主要化工生產部門如圖49所示。氯減生產中所用的鈦設備和管道,幾乎占其總數的四分之一。在鈦減工業中,包括氯、氯的含氧化合物、農藥、氯胺、漂白粉等生產,所用的鈦設備總數占這些化工企業設備總數的40%左右。

      鈦設備的最大用戶(占35%)是金屬氯化物、硫酸鹽和以它們為基礎的無機肥料生產部門。這些生產部門的特點是存在著腐蝕性的工藝介質,而鈦在此類介質中具有非常髙的耐腐蝕性,至于其它一些可作為結構材料的金屬(不銹鋼、鑄合金)則會發生點蝕、孔蝕乃至腐蝕破裂。

      過去,有許多氯的生產部門的設備結構,兒乎找不到可靠的金屬結構材料?,F在根據某些企業經驗的總結,可以說鈦設備能成功地用于氯堿生產的幾乎所有的工段。鹽水預熱用的管式換熱器可以運行數年,而毋需維修。而用不銹鋼制的換熱器每隔8-10天就要停車檢修一次(在管子腐蝕處進行補焊,并淸除渣滓)。有許多企業所應用的濕氯總管,仍處于良好狀態。有關這方面應用的某些特點將在下面加以討論。

      用鈦制換熱器來冷卻濕氯和氯水,可以使諷氣的冷卻和干燥流程大大簡化,使之更加緊湊、合理,還可以降低氯的損耗和氯對廢水的污染。由于在這悄況下,諷的干燥度能達到很髙,因而就為壓縮機工段的穩定操作創造了條件。

      在國外的生產實踐中,也已積累了在氯堿工業中應用鈦的成功經驗。據推測,這類生產部門對鈦板的需要每年遞增鐓為5-10%。美國化學工業所耗用的鈦,半數以上是用于制造氯的生產部門的換熱器。美國聯合化工公司在氯化鹽水冷卻用換熱器中以鈦管代替石墨管,石墨管使用2~3年就報廢,鈦管可使用十年以上。用鈦制薄檗管子,可消除管子表面上的結殼并保持高水平的傳熱率;因此,78米2的鈦所完成的工作與140米2石墨相同。實際上,氯化學生產部門使用的所有新型換熱器都是用鈦制成的。

      在水銀法電解時,重要的是要防止鐵、鉻、釩、鉬等元素的鹽類對鹽水的污染。因此就是在國外的實際生產中,鹽水脫氯槽、蒸發器和泵也都是用鈦制造的。

      在用隔膜法和水銀法生產氯堿、次氯酸鈉和次氯酸鈣時,鈦是制造這種泵的最經濟的材料。美國Georgia-Poafio公司應用鈦泵輸送85°C的鹽水。鹽水含有270-320克/升NaCl結晶NaCl以及不低于0.5克/升游離氯。泵的估計壽命為10年。西德一些公司用鑄鈦泵輸送氯飽和水(20%氯)和含氯鹽水。

      對于諸如二氧化氯、次氯酸鹽、級酸鹽、高氯酸鹽、髙氯酸等的生產來說,鈦是唯一可用的耐腐蝕材料。由此可見,正是在這些部門,鈦的應用獲得了推廣。例如,在髙溫假液化狀態下氯化熟石灰時,鈦在這種高溫的環境中,腐蝕速度不大于0.001毫米/年。用這種方法制造漂白粉的鈦設備,運行一年半后,未發現腐蝕痕跡,而所有的不銹鋼,不管其合金程度如何,在這種環境中都會遭受嚴重的腐蝕,特別是沿焊縫處。

      在以氯與空氣的混合物對著熟石灰作逆向流通而使之氯化的貝克曼(BaKMaH)室中,用鈦來制造其托架、冷卻器、攪拌器;同時又用鈦制集管和排風嘰等來抽出貝克曼室內已使用過的廢氣,如此試驗了2-4年以后證明,鈦的應用可使檢修間隔周期大大延長。

      國外許多公司正在成功地應用鈦設備(換熱器、泵、貯槽、壓濾機、噴霧器等)來生產次氯酸鈉和次氯酸鈣。

      近年來,在電化學生產中,以鈦作為電極材料的趨勢激增。在氯和氯酸鹽生產中,帶氧化釕活性層的鈦陽極得到了廣泛的應用?,F在,用氧化釘陽極電解法生產的氯占世界總產景的30%。在最近幾年內,石墨陽極被淘汰的勢頭將繼續下去。

      在過氧化氫、高氯酸、髙氯酸鹽及其它許多生產中,鍍鉑的鈦陽極和堆焊了鉑箔的鈦陽極實際上已完全把鉑陽極淘汰掉了。

      制堿工業及其附屬的生產部門是耗用鈦的大戶。在純堿生產中,為制造蒸餾氣體的冷卻器和冷凝器,就得消耗大量的鈦。

      使用壽命不低于20年的薄壁鈦管的應用,除了能改善傳熱條件外,還可以增大設備的熱交換面積和管子通道的截面積。對于蒸餾冷凝器來說,這一點特別重要,因為在濾液加熱時逸出的氣體可能使管子通道截面積減小。以前應用的管子,除了耐腐蝕性差之外(使用壽命不超過三年)還有一個缺點,這就是由于形成厚厚的鐵銹層,導致管子的導熱系數大大降低。所有這些不僅影響吸收單元和蒸餾單元的生產率,而且還影晌生產的經濟指標。

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