我国真空制盐主要设备蒸发罐的材质选择.doc

钛锆锆分会2006年年会文件汇编我国真空制盐主要设备蒸发罐的材质选择中盐制盐工程技书研究院戈全阳孟兴智蒸发罐是真空制盐的主要设备。我国真空制盐蒸发罐的材质选择走了较长的一段弯路。现将我国真空制盐蒸发罐的结构类型和材质选择情况介绍如下。供借鉴1蒸发罐的结构类型和特点 制盐蒸发罐主要有三部分组成：加热富蒸发室、循环泵。物料在加热室受热在蒸发室内蒸发，同时NaC!晶体析出循环泵维持物料持续运行。制盐蒸发罐常用的有两种：标准型蒸发罐(图t)和外加热式强制循环蒸发罐(图2)。随着制盐技术 的进步和对产盐粒度的有效控制，新的罐型也在陆续被研究采用(图3，4，5，6)。图2外加热式强制循环蒸发罐1：1次汽管2燕发室3上循环管4上锥体5，加热童6下锥体7循环泵g下循 图1标准型蒸发罐 环管9盐角10舟盐帽圈3外热强循环轴向流动蒸发罐图4外热强循环轴向流动蒸发罐1=次汽管2蒸发室3上循环管4上锥体5加 1二次汽管2蒸发室3上循环管4上锥体5珈 热室6下锥体7循环泵8下循环管9盐角10排 热室6下锥体7循环泵8下循环管9盐角10 科限茂嚣 排料限洗器112钛锫铪分会2006年年会文件汇编图5外热强循环育晶型蒸发罐 围6外热强循环逆流式蒸发罐1二次汽管2蒸发室3上循环管4上锥俸1=次汽管2蒸发室3上循环管4上锥体5加热室6下锥体7循环泵8下循环管9下 5，加热室6l下锥俸7循环泵8下循环管9盐 降管10育晶器角10排料限流嚣各种蒸发罐的特点是：a标准型蒸发罐(图1)。加热管长20-4Om，配用动力小于0IkWm2(加热面积)，传热系数较小，罐 内物料呈竖向流动，蒸发的热物料短路较小；轴流式推进器安装维修难度大。装置规模不宜太大，否则制 造匾难，造价高-产盐粒径O3O5mm。b外加热式强制循环蒸发罐(图2)。是目前国内采用最广泛的罐型。加热管长557 Om，配用动力02035 kWm：z(加热面积)，传热系数较大，热物料从蒸发室切向进入。热短路损失较大蒸发室，加热 室、循环泵各为独立的部分，便于制造安装，检修；大型装置可设多个加热室，适用各种规模装置，设 备造价适中。此种罐型生产的产盐粒径为O304mm。c外加热武强制循环轴向流动蒸发罐(图3，4)。管长55-7Om，配用动力O1一O2kWm：(加热面积)， 传热系数大，热物料在罐内呈轴向流动，热短路损失较小，蒸发罐安装高度略高l产盐粒径03O5mm。两种罐型均设置母液排出口，排母液口的设备区段断面局部扩大，避免过多盐晶带出。d育晶型蒸发罐(图5)热交换，蒸发室及循环泵部分与外热式强制循环罐型一样，增设育晶罐后可生产粒径大于1Omm的盐，循环泵转速不宜太高，以免盐晶粉碎过多。e外热式强制循环逆流式蒸发罐(图6)所谓逆流式是指在蒸发室内热物料主流与以上各种罐型的方 向相反。管长，动力配置及传热系数与外热式强制循环罐型一样安装高度略高。由于蒸发结晶罐内物料 只有向上的流动，晶体在饱和区滞留时间长，晶体容易长大，产盐粒径0410mm2制盐蒸发罐的材质选择 我国50年代出现真空制盐，70年代由于燃料费用上涨，开始出现较多的真空制盐工厂当时由于建厂投资少，制盐蒸发罐选用材料价格低的材质。制盐蒸发罐加热管选用20#锅炉钢，花扳选用45#钢，蒸发室、加热室外壳、循环管选用Q235普通钢制作制盐蒸发罐上述选材带来如下问题：a珈热管在靠近下花扳蒸汽和冷凝水交界面处，常出现严重的环形孔蚀有一个工厂I效加热管仅用了9天就出现穿孔。一般情况I效加热管使用寿命12一18个月加热管腐蚀情况见表1表2。钛锆铪分会2006年年会文件汇编表1某盐矿四效标准强制循环蒸发罐各效加热管腐蚀情况项目 全部 换管 加热盐 距下花 腐蚀腐蚀腐蚀 换管 换管 周期温度 板位置 宽度速度 备注效别 次数 时间(月)()(mm) (衄)形状 ram焦19678 换新管后I，II效运行4196811 个月，III效9个月，I、I415 13017030,40 lO 环形圈 105也819703 II效一年以上开始通19722镉，加热管外磨蚀的共19682 同点是在下花板胀管196911 麻穴环 之上距下管头II418 100170<150 12-1370也119716 形圈3080ram有区域内呈19728环形圈穿孔，形成一个环形溃疡圈。19699多麻穴加热管、花板均为国产Ill3197012 2680130 300 1516 4417519728 环形圈 普通低碳钢。均有麻196911IV 23380园0 <500麻穴 穴环形 3，0-1219721圈b蒸发罐加热管的穿孔腐蚀，增加了设备的维修时间，减少了制盐装置的有效运行时间。这期间制盐生 产装置年有效生产时间不到6000小时。c蒸发罐罐壁结盐。造成加热室加热管堵塞，制盐装置薪8罐局期仅有35天，同样减少了设备有效运 行时间。表2其盐厂理效外加热式强制循环蒸发罐加热管腐蚀情况效别III H1IV备注项目 材质碳钢 碳钢 碳钢 碳钢该表是1982年以 换管周期 I篮 1年 3年 3年 后换管情况距下花板腐蚀部位 lS0200mm15Io-200mm150-200mm150-200mm制盐蒸发罐的严重腐蚀，引起设计院和制盐工厂的重视，开始寻找解决办法，特别是考虑从材质选择上来解决蒸发罐的腐蚀问题这时期蒸发罐加热室加热管曾采用E2钢管，铜管B30管0CrlSNLOTi管，114钛锫铪分会2008年年会文件汇编Til2管，TA2管。加热室花板蒸发室，循环管采用同种或不同种材质衬里扳或复合板蒸发罐这样的选 材，使腐蚀减轻但没有根本解决，仍存在如下问题；a蒸发罐选用不同材质出现电偶腐蚀情况，详见表3。b加热室加热管采用E2钢管、铜管，B30管、0Crl8NLgTi管适当延长了加热管的使用寿命。但没有根本解决加热管腐蚀问题。c蒸发壤蒸发室采用耐腐蚀材料衬里或使用复合板可以适当延长刷罐周期，但没有根本解决蒸发罐剐罐问题表3电腐蚀情况表心项目循环泵及上下厂泌兮加热管材质花板材质 箱环管 电偶腐蚀情况 备注山东某盐矿 铜碳钢 花板腐蚀严重I不锈钢 连续生产4年，低 湖南省某盐矿 碳钢 碳钢花板腐蚀产IIICrl8Ni9Ti重与加热室连接的 花板坑蚀严重，3 铸铁循环泵，泵壳四川省自贡市某 I效16Mn 循环泵为铸铁 个月之后蚀坑深 同时片及叶轮腐盐厂 Bjo 达6-7ram蚀严重，4个月后，泵壳与叶片之问间隙增大5-8mm4个效的循环 试车后不到3个IBFej：I-1(M)BFe-I_I(M)复合板 管均为 月I-IV效蒸发自贡菜盐厂 0crl 7l啦!3Mo 罐中的不锈钢、9万吨年设备 IITA2 TA：复合板 Ti复合板，循 碳钢、B30台金 环泵为铸铁。 等相继出现不同45钢 程度的腐蚀，I效111坞TA复合板 B30加热管孔腐蚀严重，I、II、效循环泵腐蚀严IV锅炉钢x45钢 重，花板坑蚀较 严重从79年开始钛材开始在制盐工厂蒸发罐上推广应用。特别是80年代末期钛材在蒸发罐上普遍应用取得 较好的效果，详见表四115钛锆铪分会2006年年会文件汇编表四钛材料应用与腐蚀情况表淤目加热室 蒸发室生产时间 腐蚀情况循环管工厂加热管花板四川某工厂 1979矩一 I效：TA2、TA。 T16Mn复合板 I效用TA2改用(5万吨年)1995年停产 TAl0，主、Iv疋皿效：T丸 TAt6Mn复合扳效加热管无窟蚀湖南某工厂 1981拒 I效：TAIo TA。口，16N缸复合扳加热管无腐蚀(20万吨年) 现在 疋皿效：T：九 TA16Mn复台扳四川某工厂 1994芷一 I效：TA【o1A16Mn复合板(30万吨年) 现在TA2Q235复合板无腐蚀疋皿效：1A Tql6Mn复合板河南某工厂 1994篮一 I效：TAlo T口，t6Mn复厶板 316I,Q235复合加热管无腐蚀：(30万吨年)现在 疋皿效：1K T叫16Mn复合板板3161-复合板有L蚀四川某工厂 1994凫一 I效：TAlo 116Mh复合板TA报235复合扳无腐蚀，(30万吨年)现在皿皿效：玑 TA16Mn复合板江西某工厂 1994篮一 I效：TAIo 1气ln血复合板 316LQ235复合加热管无腐蚀： (30万吨年)现在 疋皿1V效：队 116Mn复合扳板316L复合板有孔蚀江苏某工厂 2004年一 I效：TAto I16Mn复合板 2205Q235复合无腐蚀(60万吨，年)现在 疋皿IV效：队 116复合板板从表4数据可以看出：&对于I效蒸发罐，加热管采用TAl0，花板采用TAl016Mn复合板。对于、III、IV效蒸发罐，加热 管采用TA2，花板采用TA216Mtt复合板，蒸发室，循环管都采用TA2Q235复合板复合板没有发现腐蚀， 基本解决了制盐蒸发罐的腐蚀问题。b·TA2加热管使用温度不要超过120(最好在1 10"C以下)，超过此温度必须使用TAIO钛合金管c·蒸发罐的蒸发室、循环管采用316LQ235复合板或2205，Q235复合板还是有一定的腐蚀，但腐蚀较 轻微，不会影响生产。 。d·蒸发罐的蒸发室采用3 16LQ235复合板或2205Q235复合板较好的解决了罐壁结盐的问题蒸发 罐刷罐周期可以延长到1个月，最长可以3个月刷一次罐116钛锫铪分会2006年年会文件汇编3结论制盐蒸发罐I效加热室加热管采用TAL0，花扳采mTAl0Q235复舍板，11，Itl加热室加热管采 用TA2，花板采用TA2Q235复合板蒸发室，循环管采用TA2Q235复合板可以根本解决制盐蒸发罐的腐 蚀问题制盐蒸发罐I效加热室加热管采用TAl0，花板采用TAl0Q235复合板，m加热室加热管采 用TA2，花板采用TA2Q235复合板，蒸发室循环管采用316I-Q235或2205Q235复合板，加热室加热管 没有腐蚀，蒸发室、循环管有一定腐蚀，但对生产影响不大，每年需一定时间进行维修。上述制盐蒸发罐两种材质选择均可解决燕发室罐壁结盐阅题，蒸发罐刷罐周期可延长到1个月以上 参考文献制盐工艺手册中国轻工业出版社1994年2月第一版。“7