我国真空制盐主要设备蒸发罐的材质选择

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)阿里巴巴 作者:阿里巴巴

  真空制盐蒸发罐主要有三部分组成:加热室、蒸发室、循环泵。物料在加热室受热;在蒸发室内蒸发,同时NaCl晶体析出;循环泵维持物料持续运行。

  制盐蒸发罐常用的有两种:标准型蒸发罐和外加热式强质循环蒸发罐。随着制盐技术的进步和对产盐粒度的有效控制,新的罐型也在陆续被研究采用.

各种蒸发罐的特点是:

  a.标准型蒸发罐 加热管长2.0~4.0m,配用动力小于0.1kW/m2(加热面积),传热系数较小,罐内物料呈竖向流动,蒸发的热物料短路较小;轴流式推进器安装维修难度大。装置规模不宜太大,否则制造困难,造价高;产盐粒径0.3~0.5mm。

  b.外加热式强制循环蒸发罐是目前国内采用最广泛的罐型。加热管长5.5~7.0m,配用动力0.2~0.35 kW/m2(加热面积),传热系数较大,热物料从蒸发室切向进入,热短路损失较大;蒸发室、加热室、循环泵各为独立的部分,便于制造、安装、检修;大型装置可设多个加热室,适用各种规模装置,设备造价适中。此种罐型生产的产盐粒径为0.3~0.4mm。

  c.外加热式强制循环轴向流动蒸发罐 管长5.5~7.0m,配用动力0.1~0.2kW/m2(加热面积),传热系数大,热物料在罐内呈轴向流动,热短路损失较小;蒸发罐安装高度略高;产盐粒径0.3~0.5mm。

  两种罐型均设置母液排出口,排母液口的设备区段断面局部扩大,避免过多盐晶带出。

  d.育晶型蒸发罐热交换,蒸发室及循环泵部分与外热式强制循环罐型一样,增设育晶罐后可生产粒径大于1.0mm的盐,循环泵转速不宜太高,以免盐晶粉碎过多。

  e. 外热式强制循环逆流式蒸发罐 所谓逆流式是指在蒸发室内热物料主流与以上各种罐型的方向相反。管长、动力配置及传热系数与外热式强制循环罐型一样。安装高度略高。由于蒸发结晶罐内物料只有向上的流动,晶体在饱和区滞留时间长,晶体容易长大,产盐粒径0.4~1.0mm。

制盐蒸发罐的材质选择

  我国50年代出现真空制盐,70年代由于燃料费用上涨,开始出现较多的真空制盐工厂。当时由于建厂投资少,制盐蒸发罐选用材料价格低的材质。制盐蒸发罐加热管选用20#锅炉钢,花板选用45#钢,蒸发室、加热室外壳、循环管选用Q235普通钢制作。制盐蒸发罐上述选材带来如下问题:

  a.加热管在靠近下花板蒸汽和冷凝水交界面处,常出现严重的环形孔蚀。有一个工厂Ⅰ效加热管仅用了9天就出现穿孔。一般情况Ⅰ效加热管使用寿命12~18个月。加热管腐蚀情况见表1,表2。

  换新管后Ⅰ、Ⅱ效运行4个月,Ⅲ效9个月,Ⅰ、Ⅱ效一年以上开始通漏,加热管外腐蚀的共同点是在下花板胀管之上距下管头30~80 mm的区域内呈环形圈穿孔,形成一个环形溃疡圈。

  b.蒸发罐加热管的穿孔腐蚀,增加了设备的维修时间,减少了制盐装置的有效运行时间。这期间制盐生产装置年有效生产时间不到6000小时。

  c.蒸发罐罐壁结盐,造成加热室加热管堵塞,制盐装置刷罐周期仅有3~5天,同样减少了设备有效运行时间。

  制盐蒸发罐的严重腐蚀,引起设计院和制盐工厂的重视,开始寻找解决办法,特别是考虑从材质选择上来解决蒸发罐的腐蚀问题。这时期蒸发罐加热室加热管曾采用E2钢管、铜管、B30管、0Cr18Ni9Ti管、Ti12管、TA2管;加热室花板、蒸发室、循环管采用同种或不同种材质衬里板或复合板。蒸发罐这样的选材,使腐蚀减轻但没有根本解决,仍存在如下问题:

  a.蒸发罐选用不同材质。出现电偶腐蚀情况,详见表3。

  b.加热室加热管采用E2钢管、铜管、B30管、0Cr18Ni9Ti管适当延长了加热管的使用寿命,但没有根本解决加热管腐蚀问题。

  c.蒸发罐蒸发室采用耐腐蚀材料衬里或使用复合板可以适当延长刷罐周期,但没有根本解决蒸发罐刷罐问题。

  从表4数据可以看出:

  a.对于Ⅰ效蒸发罐,加热管采用TA10,花板采用TA10/16Mn复合板;对于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效蒸发罐,加热管采用TA2,花板采用TA2/16Mn复合板,蒸发室、循环管都采用TA2/Q235复合板复合板没有发现腐蚀,基本解决了制盐蒸发罐的腐蚀问题。

  b. TA2加热管使用温度不要超过120℃(最好在110℃以下),超过此温度必须使用TA10钛合金管。

  c.蒸发罐的蒸发室、循环管采用316L/ Q235复合板或2205/ Q235复合板还是有一定的腐蚀,但腐蚀较轻微,不会影响生产。

  d. 蒸发罐的蒸发室采用316L/ Q235复合板或2205/ Q235复合板较好的解决了罐壁结盐的问题,蒸发罐刷罐周期可以延长到1个月,最长可以3个月刷一次罐。

结论

  ①制盐蒸发罐Ⅰ效加热室加热管采用TA10,花板采用TA10/Q235复合板,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ加热室加热管采用TA2,花板采用TA2/Q235复合板,蒸发室、循环管采用TA2/Q235复合板可以根本解决制盐蒸发罐的腐蚀问题。

  ②制盐蒸发罐Ⅰ效加热室加热管采用TA10,花板采用TA10/Q235复合板,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ加热室加热管采用TA2,花板采用TA2/Q235复合板,蒸发室、循环管采用316L/Q235或2205/Q235复合板,加热室加热管没有腐蚀,蒸发室、循环管有一定腐蚀,但对生产影响不大,每年需一定时间进行维修。

  ③上述制盐蒸发罐两种材质选择均可解决蒸发室罐壁结盐问题,蒸发罐刷罐周期可延长到1个月以上。

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