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(yàn)值的范圍是17.45一 2907.5w/(mZ·K)。通過(guò)比較可知,用石墨換熱器作為加熱器來(lái)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(qiáng)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(duì)換熱器傳熱性能的影響程度較小。從實(shí)驗(yàn)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(duì)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(jì)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。南陽(yáng)矩形塊孔式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(shí),沒(méi)有很多選擇的余地。最常用的材料就是石墨,因?yàn)樗梢詽M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,矩形塊孔式石墨換熱器廠家只有高鉻高鎳不銹鋼制作的換熱器,在國(guó)外磷酸濃縮裝置中有使用的報(bào)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(diǎn)是強(qiáng)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(diǎn)是一旦出現(xiàn)泄露很難查找出,不容易修復(fù)。
當(dāng)系統(tǒng)提濃蒸發(fā)水量過(guò)大,而長(zhǎng)時(shí)間未能補(bǔ)充液位,循環(huán)泵流量小,當(dāng)磷酸與葉輪表面接觸的壓力低于它的蒸汽壓力時(shí),氣泡破滅,在破滅瞬間產(chǎn)生極大的沖擊力和高溫,使葉輪疲勞腐蝕出現(xiàn)小凹坑,也就是氣蝕現(xiàn)象。雖然多發(fā)生在葉輪表面,但也會(huì)發(fā)生在磷酸通路的塊孔內(nèi),部分氣泡也會(huì)進(jìn)入石墨塊內(nèi),當(dāng)遇到堵塞壓力增大,也在管內(nèi)破滅產(chǎn)生極大的沖擊力和高溫,導(dǎo)致石墨換熱器塊孔的破裂。
石墨換熱器在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用是十分廣泛的,任何化工生產(chǎn)工藝幾乎都離不開(kāi)它。在換熱器選型時(shí),考慮的因素是很多的,如材料、壓力.溫度、濕度差、壓力降、結(jié)垢的情況、流體的狀態(tài)、應(yīng)用方式、檢修和清理等。各種結(jié)構(gòu)型式所適應(yīng)的范圍各不相同,有些結(jié)構(gòu)型式,在某種情況下使用是好的,但是,在另外的情況下,卻不能令人滿意,或根本就不能使用。因此,在選型時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析所有的要求和條件,在許多相互制約的因素中應(yīng)全面考慮,找出其中的主要矛盾,給予妥善解決。
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(yīng)力)的共同作用。在這些應(yīng)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(lái)看壓型石墨管失效形式主要是拉斷,進(jìn)口的浸漬石墨化管主要是爆破,當(dāng)換熱器的列管損壞時(shí),如何在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)其進(jìn)行快速修理,難點(diǎn)在于如何對(duì)石墨管進(jìn)行檢漏。
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