石墨換熱器是傳熱組件用石墨制成的換熱器。其可按結(jié)構(gòu)分為塊孔式,管殼式和板式三種;塊孔式:由若干個帶孔的塊狀石墨組件而成。平頂山石墨冷凝器管殼式:管殼式管熱氣在石墨換熱器中占有重要地位,按結(jié)構(gòu)又分為固定式和浮頭式兩種。板式:板式換熱器用石墨板粘結(jié)制成。此外,還有沉浸式,噴淋式和套管式等。石墨換熱器耐腐蝕性能好,穿熱面不易結(jié)垢,石墨冷凝器價格傳熱性能良好。但石墨易脆裂,抗彎和抗拉強度低,因而只能用于低壓,即使承壓能力最好的塊孔狀結(jié)構(gòu),其工作壓力一般也僅為0.3-0.5兆帕。石墨換熱器的成本高,體積大,使用不多。它主要用于鹽酸、硫酸、醋酸和磷酸等腐蝕性介質(zhì)的換熱,如用作醋酸和醋酸酐的冷凝器等。
石墨管材根據(jù)其浸漬的材料不同,分為合成樹脂浸漬.水玻璃樹脂浸漬以及瀝青浸漬。石墨換熱器耐腐蝕性能好,傳熱面不易結(jié)垢,傳熱性能良好。但石墨易脆裂,抗彎和抗拉強度低,因而只能用于低壓,即使承壓能力的塊孔狀結(jié)構(gòu),其工作壓力一般也僅為0.3~0.5兆帕。石墨換熱器的成本高,體積大,使用不多。它主要用于鹽酸、硫酸、醋酸和磷酸等腐蝕性介質(zhì)的換熱,如用作醋酸和醋酸酐的冷凝器等。主要用在氯堿化工、石油化工、氟化鹽、鈦白、鋯業(yè)、氯乙酸、氯化石蠟、單晶硅氟化工等生產(chǎn)行業(yè)。
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。
石墨設(shè)備的半石墨化質(zhì)料熱導率低于石墨化質(zhì)料,加裝壓力彈簧作熱脹冷縮的自動補償機構(gòu)。圓柱體換熱塊采取尺度單元塊, 大概因密封墊的熱變形而影響密封性。石墨設(shè)備具有較高的布局強度采取短通道增長再分配室,再者防腐處理懲罰不能包管膠圈密封面的密封結(jié)果而采取聚四氟乙烯O型圈密封介質(zhì)。在這里要高速大家的是。石墨設(shè)備不宜用作換熱零部件,浸漬劑用于在石墨質(zhì)猜中添補安定會直接影響不透性石墨的耐腐敗性。如存在走漏可先行將對應的螺栓舉行適度緊固。隨后將該法蘭上別的螺栓也適當擰緊,以到達密封結(jié)果。故新配置初次利用多少小時后應查抄是否有走漏。
圓塊孔式石墨吸收器由于其自身的特殊構(gòu)造,對冷卻介質(zhì)的要求較高,所使用的冷卻液硬度要盡可能低。在冷卻介質(zhì)經(jīng)噴嘴噴出的過程中,石墨換熱器通過蒸發(fā)作用從而帶走大量的熱量而起到冷卻作用。而蒸發(fā)必然導致冷卻介質(zhì)過飽和,如果冷卻介質(zhì)的硬度較高,必然導致大量鹽份析出。由于圓塊孔式石墨吸收器的噴嘴只有2mm大小,不斷析出的鹽份將堵塞噴嘴,降低并逐漸影響圓塊孔式石墨吸收器的工作效率,最終圓塊孔式石墨吸收器將因為出口溫度過高而停止工作,損壞圓塊孔式石墨吸收器。在工業(yè)化工生產(chǎn)中,通常會選擇水作為冷卻介質(zhì)。
管殼式石墨換熱器在操作狀態(tài)下,要承受管內(nèi)外介質(zhì)產(chǎn)生的徑向和軸向力(包括換熱器不同部位溫差引起的拉伸應力)的共同作用。在這些應力的共同作用下,換熱器的失效形式有兩種:石墨管拉斷,石墨管爆破。這兩種形式在管殼式石墨換熱器損壞中占有較大的比例。從使用情況來看壓型石墨管失效形式主要是拉斷,進口的浸漬石墨化管主要是爆破,當換熱器的列管損壞時,如何在現(xiàn)場對其進行快速修理,難點在于如何對石墨管進行檢漏。
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