我國(guó)真空制鹽主要設(shè)備蒸發(fā)罐的材質(zhì)選擇

1、鈦鋯鋯分會(huì)2006年年會(huì)文件匯編我國(guó)真空制鹽主要設(shè)備蒸發(fā)罐的材質(zhì)選擇中鹽制鹽工程技書(shū)研究院戈全陽(yáng)孟興智蒸發(fā)罐是真空制鹽的主要設(shè)備。我國(guó)真空制鹽蒸發(fā)罐的材質(zhì)選擇走了較長(zhǎng)的一段彎路?，F(xiàn)將我國(guó)真空制鹽蒸發(fā)罐的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和材質(zhì)選擇情況介紹如下。供借鑒1蒸發(fā)罐的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和特點(diǎn) 制鹽蒸發(fā)罐主要有三部分組成：加熱富蒸發(fā)室、循環(huán)泵。物料在加熱室受熱在蒸發(fā)室內(nèi)蒸發(fā)，同時(shí)nac!晶體析出循環(huán)泵維持物料持續(xù)運(yùn)行。制鹽蒸發(fā)罐常用的有兩種：標(biāo)準(zhǔn)型蒸發(fā)罐(圖t)和外加熱式強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)罐(圖2)。隨著制鹽技術(shù) 的進(jìn)步和對(duì)產(chǎn)鹽粒度的有效控制，新的罐型也在陸續(xù)被研究采用(圖3，4，5，6)。圖2外加熱式強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)罐1：1次汽管

2、2燕發(fā)室3上循環(huán)管4上錐體5，加熱童6下錐體7循環(huán)泵g下循 圖1標(biāo)準(zhǔn)型蒸發(fā)罐 環(huán)管9鹽角10舟鹽帽圈3外熱強(qiáng)循環(huán)軸向流動(dòng)蒸發(fā)罐圖4外熱強(qiáng)循環(huán)軸向流動(dòng)蒸發(fā)罐1=次汽管2蒸發(fā)室3上循環(huán)管4上錐體5加 1二次汽管2蒸發(fā)室3上循環(huán)管4上錐體5珈 熱室6下錐體7循環(huán)泵8下循環(huán)管9鹽角10排 熱室6下錐體7循環(huán)泵8下循環(huán)管9鹽角10 科限茂囂 排料限洗器112鈦锫鉿分會(huì)2006年年會(huì)文件匯編圖5外熱強(qiáng)循環(huán)育晶型蒸發(fā)罐 圍6外熱強(qiáng)循環(huán)逆流式蒸發(fā)罐1二次汽管2蒸發(fā)室3上循環(huán)管4上錐俸1=次汽管2蒸發(fā)室3上循環(huán)管4上錐體5加熱室6下錐體7循環(huán)泵8下循環(huán)管9下 5，加熱室6l下錐俸7循環(huán)泵8下循環(huán)管9鹽 降管10

3、育晶器角10排料限流囂各種蒸發(fā)罐的特點(diǎn)是：a標(biāo)準(zhǔn)型蒸發(fā)罐(圖1)。加熱管長(zhǎng)20-4om，配用動(dòng)力小于0ikwm2(加熱面積)，傳熱系數(shù)較小，罐 內(nèi)物料呈豎向流動(dòng)，蒸發(fā)的熱物料短路較小；軸流式推進(jìn)器安裝維修難度大。裝置規(guī)模不宜太大，否則制 造匾難，造價(jià)高-產(chǎn)鹽粒徑o3o5mm。b外加熱式強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)罐(圖2)。是目前國(guó)內(nèi)采用最廣泛的罐型。加熱管長(zhǎng)557 om，配用動(dòng)力02035 kwm：z(加熱面積)，傳熱系數(shù)較大，熱物料從蒸發(fā)室切向進(jìn)入。熱短路損失較大蒸發(fā)室，加熱 室、循環(huán)泵各為獨(dú)立的部分，便于制造安裝，檢修；大型裝置可設(shè)多個(gè)加熱室，適用各種規(guī)模裝置，設(shè) 備造價(jià)適中。此種罐型生產(chǎn)的產(chǎn)鹽粒徑為o

4、304mm。c外加熱武強(qiáng)制循環(huán)軸向流動(dòng)蒸發(fā)罐(圖3，4)。管長(zhǎng)55-7om，配用動(dòng)力o1一o2kwm：(加熱面積)， 傳熱系數(shù)大，熱物料在罐內(nèi)呈軸向流動(dòng)，熱短路損失較小，蒸發(fā)罐安裝高度略高l產(chǎn)鹽粒徑03o5mm。兩種罐型均設(shè)置母液排出口，排母液口的設(shè)備區(qū)段斷面局部擴(kuò)大，避免過(guò)多鹽晶帶出。d育晶型蒸發(fā)罐(圖5)熱交換，蒸發(fā)室及循環(huán)泵部分與外熱式強(qiáng)制循環(huán)罐型一樣，增設(shè)育晶罐后可生產(chǎn)粒徑大于1omm的鹽，循環(huán)泵轉(zhuǎn)速不宜太高，以免鹽晶粉碎過(guò)多。e外熱式強(qiáng)制循環(huán)逆流式蒸發(fā)罐(圖6)所謂逆流式是指在蒸發(fā)室內(nèi)熱物料主流與以上各種罐型的方 向相反。管長(zhǎng)，動(dòng)力配置及傳熱系數(shù)與外熱式強(qiáng)制循環(huán)罐型一樣安裝高度略高。

5、由于蒸發(fā)結(jié)晶罐內(nèi)物料 只有向上的流動(dòng)，晶體在飽和區(qū)滯留時(shí)間長(zhǎng)，晶體容易長(zhǎng)大，產(chǎn)鹽粒徑0410mm2制鹽蒸發(fā)罐的材質(zhì)選擇 我國(guó)50年代出現(xiàn)真空制鹽，70年代由于燃料費(fèi)用上漲，開(kāi)始出現(xiàn)較多的真空制鹽工廠當(dāng)時(shí)由于建廠投資少，制鹽蒸發(fā)罐選用材料價(jià)格低的材質(zhì)。制鹽蒸發(fā)罐加熱管選用20#鍋爐鋼，花扳選用45#鋼，蒸發(fā)室、加熱室外殼、循環(huán)管選用q235普通鋼制作制鹽蒸發(fā)罐上述選材帶來(lái)如下問(wèn)題：a珈熱管在靠近下花扳蒸汽和冷凝水交界面處，常出現(xiàn)嚴(yán)重的環(huán)形孔蝕有一個(gè)工廠i效加熱管僅用了9天就出現(xiàn)穿孔。一般情況i效加熱管使用壽命12一18個(gè)月加熱管腐蝕情況見(jiàn)表1表2。鈦鋯鉿分會(huì)2006年年會(huì)文件匯編表1某鹽礦四效標(biāo)

6、準(zhǔn)強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)罐各效加熱管腐蝕情況項(xiàng)目 全部 換管 加熱鹽 距下花 腐蝕腐蝕腐蝕 換管 換管 周期溫度 板位置 寬度速度 備注效別 次數(shù) 時(shí)間(月)()(mm) (衄)形狀 ram焦19678 換新管后i，ii效運(yùn)行4196811 個(gè)月，iii效9個(gè)月，i、i415 13017030,40 lo 環(huán)形圈 105也819703 ii效一年以上開(kāi)始通19722鎘，加熱管外磨蝕的共19682 同點(diǎn)是在下花板脹管196911 麻穴環(huán) 之上距下管頭ii418 100170150 12-1370也119716 形圈3080ram有區(qū)域內(nèi)呈19728環(huán)形圈穿孔，形成一個(gè)環(huán)形潰瘍?nèi)Α?9699多麻穴加熱管、花

7、板均為國(guó)產(chǎn)ill3197012 2680130 300 1516 4417519728 環(huán)形圈 普通低碳鋼。均有麻196911iv 23380園0 500麻穴 穴環(huán)形 3，0-1219721圈b蒸發(fā)罐加熱管的穿孔腐蝕，增加了設(shè)備的維修時(shí)間，減少了制鹽裝置的有效運(yùn)行時(shí)間。這期間制鹽生 產(chǎn)裝置年有效生產(chǎn)時(shí)間不到6000小時(shí)。c蒸發(fā)罐罐壁結(jié)鹽。造成加熱室加熱管堵塞，制鹽裝置薪8罐局期僅有35天，同樣減少了設(shè)備有效運(yùn) 行時(shí)間。表2其鹽廠理效外加熱式強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)罐加熱管腐蝕情況效別iii h1iv備注項(xiàng)目 材質(zhì)碳鋼 碳鋼 碳鋼 碳鋼該表是1982年以 換管周期 i籃 1年 3年 3年 后換管情況距下花板

8、腐蝕部位 ls0200mm15io-200mm150-200mm150-200mm制鹽蒸發(fā)罐的嚴(yán)重腐蝕，引起設(shè)計(jì)院和制鹽工廠的重視，開(kāi)始尋找解決辦法，特別是考慮從材質(zhì)選擇上來(lái)解決蒸發(fā)罐的腐蝕問(wèn)題這時(shí)期蒸發(fā)罐加熱室加熱管曾采用e2鋼管，銅管b30管0crlsnloti管，114鈦锫鉿分會(huì)2008年年會(huì)文件匯編til2管，ta2管。加熱室花板蒸發(fā)室，循環(huán)管采用同種或不同種材質(zhì)襯里扳或復(fù)合板蒸發(fā)罐這樣的選 材，使腐蝕減輕但沒(méi)有根本解決，仍存在如下問(wèn)題；a蒸發(fā)罐選用不同材質(zhì)出現(xiàn)電偶腐蝕情況，詳見(jiàn)表3。b加熱室加熱管采用e2鋼管、銅管，b30管、0crl8nlgti管適當(dāng)延長(zhǎng)了加熱管的使用壽命。但沒(méi)有根

9、本解決加熱管腐蝕問(wèn)題。c蒸發(fā)壤蒸發(fā)室采用耐腐蝕材料襯里或使用復(fù)合板可以適當(dāng)延長(zhǎng)刷罐周期，但沒(méi)有根本解決蒸發(fā)罐剮罐問(wèn)題表3電腐蝕情況表心項(xiàng)目循環(huán)泵及上下廠泌兮加熱管材質(zhì)花板材質(zhì) 箱環(huán)管 電偶腐蝕情況 備注山東某鹽礦 銅碳鋼 花板腐蝕嚴(yán)重i不銹鋼 連續(xù)生產(chǎn)4年，低 湖南省某鹽礦 碳鋼 碳鋼花板腐蝕產(chǎn)iiicrl8ni9ti重與加熱室連接的 花板坑蝕嚴(yán)重，3 鑄鐵循環(huán)泵，泵殼四川省自貢市某 i效16mn 循環(huán)泵為鑄鐵 個(gè)月之后蝕坑深 同時(shí)片及葉輪腐鹽廠 bjo 達(dá)6-7ram蝕嚴(yán)重，4個(gè)月后，泵殼與葉片之問(wèn)間隙增大5-8mm4個(gè)效的循環(huán) 試車(chē)后不到3個(gè)ibfej：i-1(m)bfe-i_i(m)復(fù)合

10、板 管均為 月i-iv效蒸發(fā)自貢菜鹽廠 0crl 7l啦!3mo 罐中的不銹鋼、9萬(wàn)噸年設(shè)備 iita2 ta：復(fù)合板 ti復(fù)合板，循 碳鋼、b30臺(tái)金 環(huán)泵為鑄鐵。 等相繼出現(xiàn)不同45鋼 程度的腐蝕，i效111塢ta復(fù)合板 b30加熱管孔腐蝕嚴(yán)重，i、ii、效循環(huán)泵腐蝕嚴(yán)iv鍋爐鋼x45鋼 重，花板坑蝕較 嚴(yán)重從79年開(kāi)始鈦材開(kāi)始在制鹽工廠蒸發(fā)罐上推廣應(yīng)用。特別是80年代末期鈦材在蒸發(fā)罐上普遍應(yīng)用取得 較好的效果，詳見(jiàn)表四115鈦鋯鉿分會(huì)2006年年會(huì)文件匯編表四鈦材料應(yīng)用與腐蝕情況表淤目加熱室 蒸發(fā)室生產(chǎn)時(shí)間 腐蝕情況循環(huán)管工廠加熱管花板四川某工廠 1979矩一 i效：ta2、ta。 t1

11、6mn復(fù)合板 i效用ta2改用(5萬(wàn)噸年)1995年停產(chǎn) tal0，主、iv疋皿效：t丸 tat6mn復(fù)合扳效加熱管無(wú)窟蝕湖南某工廠 1981拒 i效：taio ta?？?，16n缸復(fù)合扳加熱管無(wú)腐蝕(20萬(wàn)噸年) 現(xiàn)在 疋皿效：t：九 ta16mn復(fù)臺(tái)扳四川某工廠 1994芷一 i效：ta【o1a16mn復(fù)合板(30萬(wàn)噸年) 現(xiàn)在ta2q235復(fù)合板無(wú)腐蝕疋皿效：1a tql6mn復(fù)合板河南某工廠 1994籃一 i效：talo t口，t6mn復(fù)厶板 316i,q235復(fù)合加熱管無(wú)腐蝕：(30萬(wàn)噸年)現(xiàn)在 疋皿效：1k t叫16mn復(fù)合板板3161-復(fù)合板有l(wèi)蝕四川某工廠 1994鳧一 i效：t

12、alo 116mh復(fù)合板ta報(bào)235復(fù)合扳無(wú)腐蝕，(30萬(wàn)噸年)現(xiàn)在皿皿效：璣 ta16mn復(fù)合板江西某工廠 1994籃一 i效：taio 1氣ln血復(fù)合板 316lq235復(fù)合加熱管無(wú)腐蝕： (30萬(wàn)噸年)現(xiàn)在 疋皿1v效：隊(duì) 116mn復(fù)合扳板316l復(fù)合板有孔蝕江蘇某工廠 2004年一 i效：tato i16mn復(fù)合板 2205q235復(fù)合無(wú)腐蝕(60萬(wàn)噸，年)現(xiàn)在 疋皿iv效：隊(duì) 116復(fù)合板板從表4數(shù)據(jù)可以看出：&對(duì)于i效蒸發(fā)罐，加熱管采用tal0，花板采用tal016mn復(fù)合板。對(duì)于、iii、iv效蒸發(fā)罐，加熱 管采用ta2，花板采用ta216mtt復(fù)合板，蒸發(fā)室，循環(huán)管都采用ta

13、2q235復(fù)合板復(fù)合板沒(méi)有發(fā)現(xiàn)腐蝕， 基本解決了制鹽蒸發(fā)罐的腐蝕問(wèn)題。bta2加熱管使用溫度不要超過(guò)120(最好在1 10c以下)，超過(guò)此溫度必須使用taio鈦合金管c蒸發(fā)罐的蒸發(fā)室、循環(huán)管采用316lq235復(fù)合板或2205，q235復(fù)合板還是有一定的腐蝕，但腐蝕較 輕微，不會(huì)影響生產(chǎn)。 。d蒸發(fā)罐的蒸發(fā)室采用3 16lq235復(fù)合板或2205q235復(fù)合板較好的解決了罐壁結(jié)鹽的問(wèn)題蒸發(fā) 罐刷罐周期可以延長(zhǎng)到1個(gè)月，最長(zhǎng)可以3個(gè)月刷一次罐116鈦锫鉿分會(huì)2006年年會(huì)文件匯編3結(jié)論制鹽蒸發(fā)罐i效加熱室加熱管采用tal0，花扳采mtal0q235復(fù)舍板，11，itl加熱室加熱管采 用ta2，花板采用ta2q235復(fù)合板蒸發(fā)室，循環(huán)管采用ta2q235復(fù)合板可以根本解決制鹽蒸發(fā)罐的腐 蝕問(wèn)題制鹽蒸發(fā)罐i效加