陰極保護(hù)陽極保護(hù)技術(shù)在國內(nèi)硫酸工業(yè)中的應(yīng)用
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2013-04-27
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陽極保護(hù)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步了海內(nèi)技術(shù)開發(fā)水平，同時(shí)為硫酸的出產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步起到了積極的推動(dòng)作用。上述分酸裝置都是靠增加材料的壁厚來進(jìn)步使用壽命，在運(yùn)行過程中跟著使用年限的增加，會不斷減薄，分酸效果會更差。海內(nèi)的科研開發(fā)單位和設(shè)備供給商于
1988年就通過消化吸收國外技術(shù)在海內(nèi)設(shè)計(jì)、制造了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的合格設(shè)備，通過10余年的推廣普及，陽極保護(hù)濃硫酸冷卻器在海內(nèi)得到了大規(guī)模的采用，不僅如斯，通過努力還開發(fā)了陽極保護(hù)不銹鋼管道、陽極保護(hù)不銹鋼分酸器、陽極保護(hù)不銹鋼酸槽，在海內(nèi)的硫酸出產(chǎn)企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。
不銹鋼管道陽極保護(hù)系統(tǒng)的配置是根據(jù)輸酸管徑、酸量、溫度、壓力及材質(zhì)等變量參數(shù)決定控制技術(shù)指標(biāo)，經(jīng)由具體的設(shè)計(jì)計(jì)算確定陰極、參比電極的材料及布置方式。將普通不銹鋼如18-8、304、304L、316L等配以陽極保護(hù)技術(shù)，應(yīng)用于濃硫酸輸送管道上。水箱部門根據(jù)各廠工藝前提設(shè)計(jì)為單或雙管程。
陽極保護(hù)不銹鋼分酸器主要有兩種基本型式——管式和槽管式，分酸器主要由分酸主管和落酸管組成，落酸管的規(guī)格數(shù)目和排列方式是按照塔面積計(jì)算，結(jié)合酸流量計(jì)算出每個(gè)落酸管的流量，即保證使硫酸能平均的分配到塔的每個(gè)位置，又便于現(xiàn)場的制作安裝。
四、陽極保護(hù)分酸器的應(yīng)用
目前海內(nèi)采用陽極保護(hù)管道的廠家已經(jīng)超過60家，單系列最大規(guī)模800Kt/a裝置，最大管徑DN700mm，最長使用壽命已超過10年。
陽極保護(hù)系統(tǒng)是由陽極、陰極、參比電極、恒電位儀、連接導(dǎo)線組成。為泛博制酸廠家提供了一種全新的選擇。分析其原因主要有兩點(diǎn)，首先是由于鑄鐵的鍛造精度低，開孔數(shù)目有限；同時(shí)安裝過程中水平度有偏差；三是沿塔壁有分酸“盲區(qū)”。
鑄鐵管基本是靠壁厚來增加使用壽命，并且存在管道重量大、法蘭連接點(diǎn)多，漏酸隱患點(diǎn)多等缺點(diǎn)；在實(shí)際出產(chǎn)中，管道的損壞多以“砂眼”蝕穿和脆性開裂這兩種突發(fā)損壞形式泛起，極易造成安全出產(chǎn)事故，增加系統(tǒng)非計(jì)劃性泊車時(shí)間。
恒電位儀的機(jī)能直接關(guān)系到陽極保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)施和設(shè)備的安全，傳統(tǒng)的模擬式恒電位儀電路多采用分立元件構(gòu)成，因?yàn)殡娮釉?shù)目多，其不亂性不高，抗干擾能力差。該設(shè)備具有壽命長、占地面積小、熱效率高、無污染、日常維護(hù)用度低、節(jié)水效果顯著等長處。
跟著硫酸裝置的大型化趨勢和環(huán)境保護(hù)意識的進(jìn)步，海內(nèi)硫酸出產(chǎn)企業(yè)在不斷地采用提高前輩可靠的技術(shù)改造原有裝置，成熟的陽極保護(hù)技術(shù)在硫酸裝置中應(yīng)用的步伐將進(jìn)一步加快。
三、陽極保護(hù)不銹鋼濃硫酸管道的應(yīng)用
單臺酸冷器面積已達(dá)超過1000m2，說明海內(nèi)的設(shè)計(jì)制造能力完全能知足大型裝置設(shè)備國產(chǎn)化的要求。
以前，硫酸出產(chǎn)中濃硫酸管道最常用的是鑄鐵管及少量內(nèi)襯氟塑料管。管道的設(shè)計(jì)使用壽命為8年。目前已有耐濃硫酸侵蝕的特制合金槽管式分酸器進(jìn)入中國，分酸點(diǎn)可達(dá)22～42點(diǎn)/m2，但價(jià)格太高，海內(nèi)廠家很難接受?？紤]到檢驗(yàn)的工作，確定進(jìn)酸口的進(jìn)酸高度和槽體的高度差，保證運(yùn)行時(shí)不會發(fā)生溢槽和堵塞落酸管，槽內(nèi)的檢驗(yàn)清理工作簡樸輕易，在泊車后清理出槽體內(nèi)的磁環(huán)碎渣即可，無需更換其他的任何部件。實(shí)現(xiàn)了智能化控制，只需由DCS系統(tǒng)的上位機(jī)觀察數(shù)據(jù)變化即可，該儀器已接近國際提高前輩水平。換熱管尺寸有幾種規(guī)格：Φ19.05×1.65mm、Φ19.05×1.5mm、Φ16×1.5mm等，換熱管在管板上一般按正三角形排列。
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。陽極保護(hù)是通過對處于濃硫酸介質(zhì)中的不銹鋼施加陽極電流的方法使其表面形成良好耐蝕機(jī)能的鈍化膜，從而使材料得到有效的保護(hù)。內(nèi)襯氟塑料管雖有優(yōu)良的耐侵蝕機(jī)能，但在實(shí)際應(yīng)用中，存在不耐負(fù)壓的缺點(diǎn)，當(dāng)泵啟動(dòng)或封閉時(shí)塑料易剝離損壞。分酸器的低效率產(chǎn)生的危害是有目共睹的，不僅工藝操縱指標(biāo)達(dá)不到最佳，而且產(chǎn)生的酸沫會對下游的設(shè)備產(chǎn)生侵蝕。海內(nèi)的設(shè)備廠家經(jīng)由多年的努力，也開發(fā)出了分酸點(diǎn)＞
42點(diǎn)/m2的帶陽極保護(hù)的不銹鋼槽管式分酸裝置，其價(jià)格適中，并已在海內(nèi)多家硫酸企業(yè)使用，最長已使用了7年，完全可以知足出產(chǎn)需要。陽極保護(hù)濃硫酸管道技術(shù)是上世紀(jì)90年代由海內(nèi)首創(chuàng)的一項(xiàng)新技術(shù)，在國際上領(lǐng)先。海內(nèi)設(shè)備制造廠家于八十年代中期開始試制酸冷器，并開始在各類制酸裝置中采用。選用陰極材料基本無侵蝕，設(shè)計(jì)壽命為5年以上，無須檢驗(yàn)、更換。
五、數(shù)字式恒電位儀的應(yīng)用
而陽極保護(hù)分酸器的陽極保護(hù)裝置必需設(shè)置在塔內(nèi)SO2、SO3氣體高溫環(huán)境里，通過努力在技術(shù)上很好地解決。陽極保護(hù)酸冷卻器、陽極保護(hù)管道產(chǎn)品已成為海內(nèi)大型硫酸系統(tǒng)干吸工段的首選設(shè)備。
一、陽極保護(hù)技術(shù)簡介
陽極保護(hù)是通過對處于濃硫酸介質(zhì)中的不銹鋼施加陽極電流的方法使其表面形成良好耐蝕機(jī)能的鈍化膜，從而使材料得到有效的保護(hù)。通過陽極保護(hù)，
我國在上世紀(jì)80年代引進(jìn)了近10臺陽極保護(hù)不銹鋼管殼式濃硫酸冷卻器，主要應(yīng)用在硫酸出產(chǎn)過程中干吸工段的濃硫酸冷卻。
陽極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：常見的陽極保護(hù)裝置均設(shè)置在設(shè)備的外部，如陽極保護(hù)濃硫酸冷卻器、陽極保護(hù)不銹鋼管道等，其陰極、參比電極等陽極保護(hù)主要構(gòu)件的連接都設(shè)置在設(shè)備的外部。
傳統(tǒng)的分酸器的基本型式有管式分酸器和槽式掛爪分酸器兩種，所用材質(zhì)由早期的鑄鐵發(fā)展到低鉻鑄鐵、合金鑄鐵。因?yàn)椴捎昧艘蚤L提高前輩技術(shù)，使控制操縱簡樸、明了，設(shè)備開車階段的鈍化過程比以前大大縮短，減少了酸溫、酸濃變化對設(shè)備鈍化膜的破壞程度。為了減少分酸器酸沫夾帶，槽管式的落酸管流速不能太高。實(shí)際應(yīng)用中防侵蝕效果非常明顯，設(shè)計(jì)使用壽命8年以上，徹底解決了輸酸管道泄漏題目。跟著海內(nèi)制酸裝置的大型化，國產(chǎn)酸冷器已為單系列1000Kt/a大型裝置配套，海內(nèi)目前應(yīng)用的
海內(nèi)目前使用的酸冷器都采用酸走殼程水走管程的固定管板式結(jié)構(gòu)，換熱管通過折流板固定。
二、陽極保護(hù)管殼式不銹鋼濃硫酸冷卻器的應(yīng)用
304L、316L材質(zhì)在80℃時(shí)的濃硫酸中（92——98％）的年侵蝕率僅為0.08——0.01mm。另外一個(gè)令使用廠家頭疼的題目是檢驗(yàn)，因?yàn)樾枰谒?nèi)進(jìn)行部門組件更換，工作環(huán)境惡劣任務(wù)繁重，每年的檢驗(yàn)工作量大、維修用度大、檢驗(yàn)時(shí)間長。
目前，海內(nèi)使用的酸冷器超過3000臺，跟著該設(shè)備的大規(guī)模使用，海內(nèi)供貨商在酸冷器的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)已相稱成熟，用戶在使用中也積累了良多的經(jīng)驗(yàn)，目前國產(chǎn)酸冷器最長使用時(shí)間已超過10年。分酸點(diǎn)一般＜20點(diǎn)/m2，整個(gè)塔平面的分酸不夠理想。目前已采用微電腦控制技術(shù)，把電位、電流、電壓信號全部實(shí)現(xiàn)數(shù)字化處理后傳至遠(yuǎn)方終端機(jī)，并可利便地與各類DCS系統(tǒng)對接。
海內(nèi)外的設(shè)備出產(chǎn)廠家對這一樞紐技術(shù)的開發(fā)從未休止。
陽極保護(hù)管殼式不銹鋼濃硫酸冷卻器（以下簡稱酸冷器）是八十年代初期首先由國外引進(jìn)的，用于各類制酸裝置的干吸工段濃硫酸的冷卻，國外主要供給商有加拿大的凱米克公司和美國的孟山都公司。換熱管的材質(zhì)為316L，殼體、管板、折流板的材質(zhì)各供給商采用的有所不同，有304、304L、316L等。經(jīng)由近10年的使用表明：采用常用的不銹鋼管道配以陽極保護(hù)技術(shù)是可行的，并且兼顧了實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性。