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石墨制换热设备在PS生产过程的应用--B

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发表于 2017-1-4 21:02:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
石墨制换热设备在PS生产过程的应用--B


    (二)各种设备简介

    不透性石墨制换热设备和吸收设备具有优良的耐腐蚀性和传热性能,应用于腐蚀性介质的传热过程,被广泛地用于处理盐酸、硫酸等腐蚀性介质,用于加热、冷却、冷凝、蒸发和吸收等化工单元操作。石墨换热设备和吸收设备按其结构形式可分为列管式、块孔式(圆块孔式及矩形块孔式)、喷淋式、浸渍式、套管式等多种结构形式。其中列管式、块孔式都有系列设计,并且制订了石墨设备技术标准。下面重点介绍一下列管式、块孔式及列管式降膜吸收器的特点、分类、适用范围及个别应用。






    1、组合式列管式石墨换热器管与管板连接为弹性密封结构。在温差应力作用下石墨管能自由伸缩,避免了石墨管与管板黏结在温差应力作用下所引起的应力破坏。石墨材料利用率高,可制成较大传热面积的设备,单位换热面积造价低于其它结构形式,用于处理量较大的换热过程;流体阻力小,维护检修和清洗方便;设备许用压力达0.5MPa,温度150℃.由于各设备零部件互换性好,可以单独更换,这样大大延长了设备的使用寿命。坩埚在硫酸、盐酸工业和环氧氯丙烷生产等领域都得到了广泛的应用。






    2、换热器(圆块孔、矩形块孔)是若干带有物料孔道的石墨换热器,上、下石墨封头及其金属盖板以及圆筒钢壳体(圆块孔)或两端侧盖(矩块孔式)等主要零件组成,零件之间用衬垫密封,并以长螺栓紧固。块孔式换热器有以下特点:






    ①结构坚固,石墨块体主要承受压应力,能充分利用石墨材料抗压强度高的特点。可提高操作压力,适用于有热冲击或振动的场合。






    ②结构紧凑,占地面积小。






    ③适应性强,可用于加热、冷却、冷凝、蒸发、再沸、吸收、解吸等许多化工过程。






    ④零件互换性好,采用“积木式”的可拆卸组合结构,需数量不多的标准元件,可组装成各种不同换热面积的设备,其拆卸、安装、清洗、检修和运输方便,这对制造和维修都具有很大优越性。






    ⑤可获得较高的传热系数。






    例如YXSQ圆块孔式硫酸稀释冷却器,上部为浓酸与脱盐水混合、稀释、分配部份,中、下部份为冷却部份,可将98%的浓硫酸稀释到50~60%,它作为现在硫酸稀释工艺中较为先进的设备,可以将浓硫酸的浓度稀释到65%以下,并且可以在稀释后直接进行冷却直至所需要的温度。






    3、降膜式石墨吸收器实际上是一种垂直安装的列管式或圆块孔式换热器。换热器的列管(或块体上的纵向孔道)相当于许多并列的水冷湿壁塔。






在其上方设置有分配吸收液的溢流管。降膜式吸收器在吸收过程中,不断地将溶解热移走,其传热传质效果好。它与填料塔的绝热吸收比较有着显著优点。


    应用于环氧氯丙烷生产中的副产氯化氢用水吸收后即为盐酸,它具有很强的腐蚀性,大大缩短了金属换热器的使用寿命,因此环氧氯丙烷生产中与氯化氢介质有关的换热器均采用了非常耐腐蚀的石墨制换热器。






    应用前景






    随着社会的发展和技术的进步,产品质量也在逐步提高,碳钢和铸铁已经不能很好地满足现代工业生产日益发展的要求和规模化生产的需求,随之出现一些新材料,如:合金铸铁、不锈钢、钛材、工程塑料以及各种防腐衬里等在生产中得到了广泛的应用。






    碳钢设备的防腐处理,大部分采用酚醛、环氧树脂涂层,特别是换热设备经过防腐传热效果大大下降,从而增大换热面积,于是石墨就成为了设备制造中非常合适的材料。例如用在电石法PVC生产中与HC1气体或盐酸相关的工艺过程,主要设备有:盐酸冷却器、圆块式石墨三合一盐酸合成炉、石墨氯化氢合成炉、圆块石墨硫酸稀释器、混合气深冷器、聚合工段预热器及转化器氯乙烯冷却器、乙烯氧氯化法生产中精馏工段中EDC冷却器等,均收到了良好的使用效果。






    石墨的导热系数为480.7J/(m·h·℃),而一般合金的导热系数较之低得多,如304型不锈钢为58.69J/(m·h·℃),因而同样厚度的石墨热阻就比不锈钢热阻小,亦既传热能力要强。虽然传热过程中的管壁热阻比起流体与污垢的热阻要小得多,但这种影响有时也不容忽略。






    即使是最耐腐蚀的合金,在盐酸这类强腐蚀介质中的腐蚀速度也为0.1mm/a,而石墨的腐蚀速率几乎为0。因此,在强腐蚀性环境中,石墨换热器的寿命显然要比金属换热器的长。






    石墨换热器在生产中不仅有效地进行热量的交换,降低能耗,而且可以提高有关物料的收率,从而降低物耗,它在环氧氯丙烷生产中的使用,即节约了环化反应塔的蒸汽消耗,又提高了二氯丙烷的反应收率。






    不透性石墨设备在其它领域虽得以广泛应用,但在PS版生产中的应用仅仅还是起步阶段,而就实际生产而言,只要工作压力不超过0.6MPa,工作温度低于160℃,介质中含有腐蚀性物质都可用不透性石墨设备。






    金属换热器即使在其它介质条件下也经常需要堵漏,在酸性介质条件下运行时,则需要经常更换,这就会造成频繁的停车,更换列管或换热器的直接损失和停车造成的间接损失不可不计,由此可见,石墨换热器不仅有着良好的换热效果,更因其高度的耐腐蚀性,使用寿命长,而防止换热器的频繁堵漏或更换造成的装置停车,使得化工装置真正实现长期、安全、稳定运行,因而值得进一步推广。






    通过以上的介绍,我们相信,坩埚随着时间的推移和对石墨设备的了解与认识越来越深刻,其应用前景会相当的好。

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发表于 2017-1-5 06:45:35 | 显示全部楼层
很不幸的又给干下去了
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论坛元老

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发表于 2018-11-8 08:42:09 | 显示全部楼层
baidu是相当能折腾我了
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