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。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,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。
作耐磨潤滑材料:石墨在機械工業(yè)中常作為潤滑劑。潤滑油往往不能在高速、高溫、高壓的條件下使用,而石墨耐磨材料可以在(一)200~2000℃溫度中在很高的滑動速度下,不用潤滑油工作。許多輸送腐蝕介質(zhì)的設(shè)備,廣泛采用微粉石墨材料制成活塞杯,密封圈和軸承,它們運轉(zhuǎn)時勿需加入潤滑油。石墨乳也是許多金屬加工(拔絲、拉管)時的良好的潤滑劑。
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。濮陽石墨換熱器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,石墨換熱器價格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(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。
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管閥門,檢查表壓力是否正常范圍以內(nèi)。然后根據(jù)工藝要求,用冷卻水進管閥門調(diào)節(jié)冷卻水的流量,達到最佳冷卻效果。注: 使用時嚴(yán)禁開冷卻水進管閥門旁的回管閥以防冷卻水短路。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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