在工業(yè)中,石墨換熱器加熱或冷卻酸堿等腐蝕性介質(zhì)的傳熱系數(shù)經(jīng)驗值的范圍是17.45一 2907.5w/(mZ·K)。通過比較可知,用石墨換熱器作為加熱器來處理含鹽廢水,傳熱性能較好。一方面,石墨材料與大多數(shù)介質(zhì)之間的“親和力”極小,晶體不易附著在表面;另一方面,在強制循環(huán)的作用下,晶體在孔道表面附著的可能性進(jìn)一步減小,因此結(jié)晶對換熱器傳熱性能的影響程度較小。從實驗結(jié)果中還可以看出,影響傳熱系數(shù)的主要因素是流量,溫度和濃度對傳熱系數(shù)的影響程度較小。
石墨換熱器是濕法磷酸裝置中真空濃縮工序間接傳熱的關(guān)鍵設(shè)備。磷酸在這里經(jīng)低壓蒸汽加熱后計入真空蒸發(fā)室,經(jīng)急速蒸發(fā)水分后達(dá)到濃縮的目的。由于濕法磷酸是一種混酸,在確定換熱器材料時,沒有很多選擇的余地。最常用的材料就是石墨,因為它可以滿足導(dǎo)熱性好又耐腐蝕的基本要求。常用的耐酸不銹鋼在濕法磷酸濃縮工序中的耐腐蝕性能欠佳,只有高鉻高鎳不銹鋼制作的換熱器,在國外磷酸濃縮裝置中有使用的報道。石墨換熱器分為塊孔式和管殼式兩種。塊孔式石墨換熱器的主要優(yōu)點是強度高,體積小,不易破裂,可以使用壓力較高的蒸汽,磷酸的流速高,傳熱系數(shù)高,受熱介質(zhì)的進(jìn)出口溫差可以較大;缺點是一旦出現(xiàn)泄露很難查找出,不容易修復(fù)。
常規(guī)的檢測方法是對列管式石墨換熱器中的石墨管一根一根地進(jìn)行試壓。用這種方法檢測最徹底,但速度太慢。由于石墨管是在操作過程中突然損壞,所以不可能再用熱水對換熱器進(jìn)行清洗。因為列管式石墨換熱器的外殼大約有80%的殼體是用碳鋼制造,如果清洗,酸性水會對換熱器的外殼產(chǎn)生腐蝕。此時必須用一臺高壓清洗機,逐根對管子進(jìn)行清洗。清洗每根管子大約用3min。因為石墨管比較脆,選用的清洗機水量不宜太大,以每小時4m3為宜,清洗水的壓力控制在2MPa以下。清洗機還有一個更重要的因素就是工作壓力必須穩(wěn)定,目前國內(nèi)市場上的清洗機在清洗時的水壓波動大多較大,會造成管子損壞。
壓縮機吸入從蒸發(fā)器出來的較低壓力的工質(zhì)蒸汽,使之壓力升高后送入冷凝器,在冷凝器中冷凝成壓力較高的液體,經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后,成為壓力較低的液體后,送入蒸發(fā)器,在蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)而成為壓力較低的蒸汽,從而完成制冷循環(huán)?,F(xiàn)在想象一塊金屬有冷熱兩端,金屬的原子和電子在熱端快速運動而在冷端緩慢運動。如果通過向金屬施加電壓,將電流從熱端發(fā)送到冷端,類似浴缸例子中的主動冷卻,這樣通過電流推動電子帶走熱量就實現(xiàn)了更加高效的散熱。石墨烯在被動冷卻和主動冷卻兩方面的性能都十分出色,二者的結(jié)合使得石墨烯成為優(yōu)秀的冷卻器。
石墨換熱器的操作規(guī)程:檢查石墨換熱器的冷卻水管低進(jìn)高出的接法與保溫完好情況。使用時,先打開換熱器的冷卻水出管閥門,再徐徐打開冷卻水進(jìn)管閥門,開封石墨換熱器檢查表壓力是否正常范圍以內(nèi)。然后根據(jù)工藝要求,用冷卻水進(jìn)管閥門調(diào)節(jié)冷卻水的流量,達(dá)到最佳冷卻效果。注: 使用時嚴(yán)禁開冷卻水進(jìn)管閥門旁的回管閥以防冷卻水短路。石墨換熱器批發(fā)根據(jù)冷卻水的特性控制好溫差(5度),以防換熱器結(jié)垢。使用完畢時,請關(guān)閉冷卻水進(jìn)管閥門。若換熱器的冷卻水低于0度,并做好換熱器的另一介程與外界的隔絕工作,以防吸入空氣中的水份結(jié)冰。
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