磷肥非金属材料的防腐措施
在磷肥生产过程中,普遍使用的非金属材料有石墨、橡胶、玻璃钢、塑料、合成纤维、各种纤维、各种胶泥、涂料等。这些非金属材料主要用于静设备,如各种贮槽、尾气系统、气液分离系统、管道等,非金属材料基本上可满足这以要求。例举一些应用非金属材料较为成功的设备。
1、湿法磷酸萃取槽
又名酸解槽,槽内介质条件比较苛刻,有H2SO4、H3PO4、HF、HCL、酸不溶物等。反应温度为80℃左右,腐蚀性很强,同时由于介质流动,还存在一定磨蚀作用。萃取槽的基本一般为钢筋混凝土或钢制外壳、内衬非金属材料。衬里结构有单一衬里和复合衬里,最外层均采用石墨砖板。从使用上看,不透性石墨和透性石墨均有良好的防腐蚀效果。目前,国内运用得比较成熟的萃取槽防腐措施有四种。
(1)以环氧酚醛胶泥作地层,再衬二层透性石墨板(δ=12mm),这种单一衬里结构既经济又比较可靠。只是由于环氧酚醛胶泥及石墨板有一定的脆性,如施工及使用不当,很可能波及萃取槽基体,影响萃取槽使用寿命。因此要延长萃取槽的使用寿命,关键在于保养维修,对局部有损坏的薄弱部位应及早进行修复。
(2)以环氧酚醛玻璃钢作防渗隔离层,玻璃钢底层采用环氧酚醛胶泥作过渡层,玻璃钢表面再衬二层酚醛胶泥与透性石墨板的交替夹衬层,最后再刮一层酚醛胶泥作面层,这样可以有效地防止因酚醛胶泥的脆性而造成的渗漏。
(3)以铅板作防渗层,再衬一层耐酸瓷砖和二层不透性石墨板,表面刮一层酚醛胶泥。但因为衬铅对工人健康不利,铅板与壳体吻合不够紧密,施工质量不易保证,腐蚀较严重,现已不采用。
(4)采用钢壳体内衬橡胶,可以是衬一层硬胶,一层软胶,再衬耐酸瓷砖和不透性石墨转,表面刮酚醛胶泥;也可以是衬三层橡胶(软胶+硬胶+软胶)。此法防腐效果的好坏,关键在于衬胶质量的好坏,若一旦损坏,修复难度是较高的。橡胶衬里作为防渗层,因能承受的温度梯度大,与基体的结合力好,如能保证衬胶质量,是值得推广的。
2、搅拌桨
这是腐蚀(主要是磨蚀)比较严重的部件。从金属选材上看,可用K合金、Mo2Ti、UB6(国外磷酸生产专用钢),但应严格控制CL-浓度(宜小于0.1%),否则耐蚀性显著下降,产生蜂窝状麻点,浆叶亦可用钢或18-8不锈钢、Mo2Ti包橡胶(以氯丁橡胶为主),也有包丁腈橡胶,其耐蚀性好,但不耐磨。国内不同地方的磷矿存在较大的差异,采用一般金属材料很难达到要求,可用造价较低的碳钢整体包衬橡胶法,但需经常维修更换。
3、过滤机
以倾复式过滤机较多见。错气盘采用K合金(Cr25Ni20Mo2Cu3Ti);粉浆分布器、气液分离缸、滤盘框架采用硬PVC或PP,滤布为涤纶滤布,挡轮和托轮用工程塑料尼龙,亦可用钢衬橡胶或合金。滤布也可选用细丝编织式聚丙烯滤布,以克服透滤严重的问题。
4、浓缩设备
浓缩设备主要有闪蒸室、真空蒸发器和换热器。闪蒸室大多采用金属材料,也可用衬里方式,如钢衬石墨板、不锈钢衬丁基胶、碳钢衬丁基胶,效果都可以。真空蒸发器可采用底层用硬橡胶、面层用软橡胶的双层复合衬里。换热器可用石墨列管换热器、聚四氟乙烯换热器,其中以HP型块孔式石墨换热器多见。
5、气液分离系统及尾气吸收系统
气液分离系统分离介质的温度不超过80℃,磷酸浓度不高,腐蚀性较弱,系统压力低,可次采用整体PVC结构,管道可采用橡胶管或PVC管。尾气系统主要考虑氟化氢的腐蚀问题,尾气洗涤塔、尾气排风机、氟吸收塔以碳钢衬橡胶的方法比较合理。
1、湿法磷酸萃取槽
又名酸解槽,槽内介质条件比较苛刻,有H2SO4、H3PO4、HF、HCL、酸不溶物等。反应温度为80℃左右,腐蚀性很强,同时由于介质流动,还存在一定磨蚀作用。萃取槽的基本一般为钢筋混凝土或钢制外壳、内衬非金属材料。衬里结构有单一衬里和复合衬里,最外层均采用石墨砖板。从使用上看,不透性石墨和透性石墨均有良好的防腐蚀效果。目前,国内运用得比较成熟的萃取槽防腐措施有四种。
(1)以环氧酚醛胶泥作地层,再衬二层透性石墨板(δ=12mm),这种单一衬里结构既经济又比较可靠。只是由于环氧酚醛胶泥及石墨板有一定的脆性,如施工及使用不当,很可能波及萃取槽基体,影响萃取槽使用寿命。因此要延长萃取槽的使用寿命,关键在于保养维修,对局部有损坏的薄弱部位应及早进行修复。
(2)以环氧酚醛玻璃钢作防渗隔离层,玻璃钢底层采用环氧酚醛胶泥作过渡层,玻璃钢表面再衬二层酚醛胶泥与透性石墨板的交替夹衬层,最后再刮一层酚醛胶泥作面层,这样可以有效地防止因酚醛胶泥的脆性而造成的渗漏。
(3)以铅板作防渗层,再衬一层耐酸瓷砖和二层不透性石墨板,表面刮一层酚醛胶泥。但因为衬铅对工人健康不利,铅板与壳体吻合不够紧密,施工质量不易保证,腐蚀较严重,现已不采用。
(4)采用钢壳体内衬橡胶,可以是衬一层硬胶,一层软胶,再衬耐酸瓷砖和不透性石墨转,表面刮酚醛胶泥;也可以是衬三层橡胶(软胶+硬胶+软胶)。此法防腐效果的好坏,关键在于衬胶质量的好坏,若一旦损坏,修复难度是较高的。橡胶衬里作为防渗层,因能承受的温度梯度大,与基体的结合力好,如能保证衬胶质量,是值得推广的。
2、搅拌桨
这是腐蚀(主要是磨蚀)比较严重的部件。从金属选材上看,可用K合金、Mo2Ti、UB6(国外磷酸生产专用钢),但应严格控制CL-浓度(宜小于0.1%),否则耐蚀性显著下降,产生蜂窝状麻点,浆叶亦可用钢或18-8不锈钢、Mo2Ti包橡胶(以氯丁橡胶为主),也有包丁腈橡胶,其耐蚀性好,但不耐磨。国内不同地方的磷矿存在较大的差异,采用一般金属材料很难达到要求,可用造价较低的碳钢整体包衬橡胶法,但需经常维修更换。
3、过滤机
以倾复式过滤机较多见。错气盘采用K合金(Cr25Ni20Mo2Cu3Ti);粉浆分布器、气液分离缸、滤盘框架采用硬PVC或PP,滤布为涤纶滤布,挡轮和托轮用工程塑料尼龙,亦可用钢衬橡胶或合金。滤布也可选用细丝编织式聚丙烯滤布,以克服透滤严重的问题。
4、浓缩设备
浓缩设备主要有闪蒸室、真空蒸发器和换热器。闪蒸室大多采用金属材料,也可用衬里方式,如钢衬石墨板、不锈钢衬丁基胶、碳钢衬丁基胶,效果都可以。真空蒸发器可采用底层用硬橡胶、面层用软橡胶的双层复合衬里。换热器可用石墨列管换热器、聚四氟乙烯换热器,其中以HP型块孔式石墨换热器多见。
5、气液分离系统及尾气吸收系统
气液分离系统分离介质的温度不超过80℃,磷酸浓度不高,腐蚀性较弱,系统压力低,可次采用整体PVC结构,管道可采用橡胶管或PVC管。尾气系统主要考虑氟化氢的腐蚀问题,尾气洗涤塔、尾气排风机、氟吸收塔以碳钢衬橡胶的方法比较合理。
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