近年來,隨著市場競爭日益加劇,各個化工企業利潤也越來越低,尤其在氯堿行業,很多企業出現了連年虧損。在如此殘酷的現實面前,各個化工企業也在節能降耗,變廢為寶方面積極探索實踐,收到了很好的效果,節約了大量生產成本。同時,國家對各個企業的節能降耗,變廢為寶也大力支持。在氯堿行業中,燒堿煅燒工段,爐氣的余熱回收,爐氣中冷凝水再利用就是節能降耗,變廢為寶的一個重要方式,現如今,公司產品包括石墨極板、圓塊孔式石墨換熱器、圓塊孔式石墨預熱器、圓塊孔式石墨降膜吸收器、浮頭列管式石墨換熱器、列管式石墨降膜吸收器、矩型塊孔式石墨換熱器、釜內石墨換熱器、二合一氯化氫石墨合成爐、三合一鹽酸石墨合成爐、圓塊孔式石墨硫酸稀釋冷卻器、三氯乙醛氯化塔、石墨制塔類設備以及石墨化工泵等十多種型號上百種規格,更可按需求定制各種非標石墨設備。
在此之前,在聯堿的煅燒工段,爐氣冷凝一直以塔的形式進行冷卻冷凝,傳統的塔體材料以鑄鐵或碳鋼為主,加以玻璃鋼防腐。冷卻管以鑄鐵或碳鋼材料制成,防腐為環氧酚醛漆熱固化處理為主。因爐氣中舍有一定量的H20和NH3,對冷卻管的腐蝕較強。雖然管內有防腐處理,因爐氣溫度較高,腐蝕性加強,管內的防腐失效仍然不可避免。冷卻管經防腐處理后,傳熱系數大大降低,所以整體設備設計需要很大換熱面積,因此投資也是比較大的?,F在雖然有些廠家使用不銹鋼列管爐氣冷凝器替換傳統的冷凝塔,但是不銹鋼價格較高,投資較大,此外,溫度較高的爐氣對不銹鋼的腐蝕較為嚴重,特別是對管板焊點的腐蝕異常嚴重,使用壽命不能保證;再者,因爐氣中含有大量石灰粉塵,會在不銹鋼換熱管壁上結垢結疤,日積月累不僅影響換熱效果還會堵塞管道增加氣阻。由于金屬材料本身的腐蝕嚴重、堵管嚴重、造價昂貴、換熱效率差等多個局限性,很多專家、學者把目光投向了非金屬材料,而石墨材料作為唯一的一種導熱、導電性能都非常良好的非金屬材料,從而成為了重點選擇對象,經過了用戶和生產廠家的多年合作應用,現已成為成熟的產品廣泛應用于純堿行業中,尤其在爐氣冷凝中使用石墨冷凝器,效果明顯。
公司先后與江蘇梅蘭化工有限公司、四川宙龍化工股份有限公司、江蘇八巨藥業股份有限公司、南通南輝電子股份有限公司、江蘇宙龍化工有限公司等多家單位形成長期良好的合作關系。合作的石墨冷凝器,先后更換替代了原來的不銹鋼換熱器,很好的解決了不銹鋼換熱管結垢結疤、腐蝕嚴重等缺陷,換熱效果也有明顯提高,使用至今運行良好。此4臺石墨爐氣冷凝器換熱面積分別為337平方、350平方、580平方和330平方,這4臺石墨冷卻器分別用于用于公司采暖供熱和冷母液加熱等方面,爐氣余熱得到有效利用,同時爐氣中含有大量水蒸氣,經冷凝成水后可再次利用,大大節約了生產成本。
金三角公司生產的石墨冷卻器,管程(石墨管內)走爐氣,殼程(管間)走冷母液或循環水,石墨制換熱設備因其優良的耐腐蝕性能,較高的導熱性能,以及對鈣鎂離子較小的親和性,很好的解決了原來金屬換熱器設備的諸多弊端,石墨爐氣冷凝器可有效的對煅燒爐氣進行降溫、冷卻、冷凝,在純堿生產中得到了廣大使用廠家的認可,它的使用將會為純堿企業充分利用低品位熱能、節能降耗刨出一條新的途徑。該石墨爐氣冷凝器,其石墨換熱管與管板之間采用高彈性橡膠密封裝置連接,將金屬材料和非金屬的石墨管束做到了有機的連接和結合,做到每根管束都能自行進行熱脹冷縮,徹底消除了管板與石墨管之間的內應力,大大減少了設備損壞和維修的幾率;此連接方式避免了以往金屬換熱器設備存在的點腐蝕情況,大大地降低了維護、維修費用,并且可對石墨換熱器進行單管更換,大大地延長了設備的使用壽命。解決了以往不銹鋼冷凝器易腐蝕、泄露和壽命短等問題,并且換熱效率較以往的不銹鋼換熱器可提高20%以上。石墨爐氣冷凝器下端,設有氣液分離器,可有效的收集冷凝液,從而實現冷凝液再利用。石墨爐氣冷凝器在行業中具有廣闊的推廣和應用前景,是企業節能降耗的有力保障。
不透性石墨具有以下優點:①具有高度的化學穩定性能。除了強氧化性酸、堿外,對大部分化學介質都是耐腐蝕的。②具有極高的導熱性能。石墨的導熱系數為100~110 W/m.K,其導熱系數和銅、鋁相仿,是普通碳鋼2.5倍以上,是不銹鋼的6倍以上。③在熱穩定方面,石墨的使用溫度可達到180℃,且其熱膨脹系數很小,大約為0. 4~o.45×10。4m/K,不容易受溫差應力的影響。④由于石墨管內外壁很光滑,其絕對粗糙度僅是金屬管的1/20~1/50,阻力降不超過300 Pa;且石墨屬于非金屬,決定了石墨管跟大多數介質之間“親和力”小,不會污染介質,管壁也不易結垢,因而擴展了其應用范圍。
在聯堿生產中,設備腐蝕是一個至關重要的問題。腐蝕不僅影響產品的質量,而且影響到設備的使用壽命、金屬材料的消耗等各個方面。因此,研究和減少聯堿生產中的腐蝕,是純堿工業長期以來的重大技術問題之一。相對于金屬及貴重金屬換熱器,石墨換熱器是一種經濟、高效、耐腐蝕性強的換熱設備,由于其顯著的高效傳熱,防止結垢以及耐腐蝕等特性,在精細化工、農藥、化肥等化工領域已得到廣泛應用。近幾年,我國聯堿行業為了提高換熱效率、回收低品位熱能、降低電耗,節約設備成本,在許多設備上也試用了石墨換熱器,在傳熱效果、結疤狀況、抗腐蝕性能及節能降耗等方面均取得良好的效果,為石墨換熱器在聯堿生產上使用奠定了基礎,同時也為聯堿生產進一步降低能耗創造了條件。
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