硫酸法钛白生产中酸解罐防腐蚀工艺的优化设计.doc

硫酸法钛白生产中酸解罐防腐蚀工艺的优化设计.txt21春暖花会开！如果你曾经历过冬天，那么你就会有春色！如果你有着信念，那么春天一定会遥远；如果你正在付出，那么总有一天你会拥有花开满圆。 本文由sdjhtb贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 维普资讯 第 期 硫 酸法钛 白生产 中酸解罐 防腐蚀 工 艺的优 化设 计 一 凸 腐 与 制 蚀 控 硫 酸 法钛 白生产 中酸 解罐 防腐蚀 工 艺的优 化 设 计 蒲 中华 （ 攀枝 花兴 中钛 业有 限公 司 ， 攀枝 花 ， ） 摘 要 介绍 了酸解 罐 的防腐蚀 工艺 如何合 理 的满 足实 际生产 的工艺要 求 ， 结合 实际情 况 ， 并 分析 了相 关 防腐蚀 材料 的性质 、 施工设 计重 点及传 热计算 。 关键 词 ： 防腐蚀 工 艺 隔 离层 衬 里结 构设计 传热计 算 硫 酸法钛 白生 产 中酸解分 为连续 和 间歇 两种 方 法 。国 内外个 别厂 家 已采用连 续酸解 。连续 酸解 的 可见 ， 酸解 罐 选 用 的防腐 蚀 工 艺 主要 还是 隔离 层 的差 异 。酸 解罐 选 用 的 防腐 蚀 工 艺 在 生 产 实 际 中， 重要 的是协 调解 决 温 度 的大 幅度 变 化 和几 种 最 不 同热膨胀 系数 的材料 之 间热传 导 的缓 冲 。特 别是 酸解 主反应 时 ， 还应 起 到对衬 里层砖 板 的减震 。 防腐 蚀隔 离层 的作 用 和意义 优 点是 环保 、 配套设 施较 少 、 于控 制 。由于设备 制 易 作 等原 因， 技术 尚未 普遍使 用 ， 在 中国 国内的使 该 其 用价 值还不 足 以替代原 有 的成 熟装 置 。国 内外 大部 分生 产厂 家采用 间歇 法 酸 解 工艺 ， 酸解 罐 视生 产 规 模 不 同， 用 的规格 。选用 大型 酸解 罐 ， 选 。 投矿 批 次量 大 ， 产 更趋 稳 定 。但设 备设 计 、 作 、 生 制 材料 选用 还需进 一步 优化 。 由于环 保 压力 及硫 酸 亚 铁副 产 品 等 因素 ， 精 钛 防腐蚀 隔离 层 的主要作 用是 防止渗 透过砖 板或 胶 泥的腐 蚀 介 质 对 钢 壳 的腐 蚀 。选 择 隔 离 层 材 料 时， 必须 考虑在 隔离 层表 面工 作 温 度下 材 料 对腐 蚀 介 质 的耐 腐蚀性 能 ， 以及材 料 施 工 工艺 和 经 济合 理 性。 矿 配用高 钛渣 已在广 泛使 用 。间歇法酸 解 主反应 的 温度 有较 大差 异 ： 钛 精 矿 为 。 钛 精 矿 配 全 ； 用 高钛渣 为 。本 文主 要结 合 攀枝 花 兴 中 防 腐 蚀 隔 离 层 作 为 防腐 蚀 工艺 的 重 要 组 成 部 分， 在实 际应 用当 中 ， 该 根 据 实 际工 艺 要 求 ， 到 应 做 实事求是 。 基 于 对此 的认 识 ， 结合 与 湖 北华 宁防 腐蚀 技 术 有 限公 司 的技 术交 流 ， 我公 司 于 年新建 台酸 钛业 酸解罐 全钛 精矿生 产工艺 的设 备 防腐蚀 。 工艺 的设 计作 分析 ， 精 矿 配 用高 钛 渣生 产 工 艺 的 钛 设备 防腐蚀工艺的设计可通过此分析借鉴。 防腐 蚀 工 艺 设 计 国 内通 用的 几种 防腐蚀 工艺 解罐时， 首次 在 国内采用新 工艺 ， 改变 了酸解 罐表 面 先搪铅再 衬砖 的传 统 ， 合 碳 钢 、 结 橡胶 、 酸耐 温 砖 耐 在酸解 反应期 问 的传 热性 质 、 热膨 胀 系数 等 因数 ， 碳 国内大部 分生 产厂 家 的酸 解罐选 用 的防腐蚀 工 艺 为 以下 ： 种 隔离 层 ： 搪铅 ； 衬里 层 （ 胶泥 粘接 ） 耐 ： 酸 耐温砖 ； 钢罐体 内表 面全部 采 用 （ 型 ） 丁基 橡 胶作 为防腐 蚀 隔 离 层 （ ） 酸 耐 温 耐 砖进行衬里结构的防腐蚀工艺 ， 年 至 月使用 至今 ， 果 良好 。后扩 产 增 加 的 酸解 罐 均 采 用此 防 效 腐蚀工 艺 。 经济合 理性 及材料 分析 隔离 层 ： 搪铅 ； 里 层 ： 衬 耐酸 耐 温 砖 ； 隔离 层 ：锥体 ） 搪铅 （ （ 筒体 ） 硫化 丁基 预 橡胶 ； 衬里层 ： 酸耐温 砖 。 耐 随着工业改革的不断深化和飞速发展 ， 橡胶生 维普资讯 四川化 工 第 卷 第 年 期 产技 术 的不 断完 善 ， 橡 胶 及其 制 品 在冶 金 、 工 、 使 化 电力 、 医药 等行业 得 到 了 广泛 的应 用 。丁基橡 胶 更 是 以其优 良的气 密性 （ 约高于天然 橡胶 的 倍 ） 良 和 预硫 化丁基 橡胶 （ 的理 化性 能 ） 预 硫化 丁基 橡胶 （ 的理化 性 能 如表 ） 所示 ， 耐酸 碱介质 的性 能见表 其 。 表 预 硫 化 丁 基 橡 胶 的 理化 性 能 项目 硬 度 （ 尔 ） 邵 拉伸强度（ ） 指 标 好 的耐热 、 耐老化 、 耐酸 碱 、 减震 、 低吸水 等性 能及价 廉物 美备受 青 睐 。现 在 ， 于橡 胶 作 为 防腐蚀 隔离 对 层 只能应用 于 的环境 的看法是落 后 的。 耐酸 耐温砖 、 、 板 管是 有 色金 属 冶 炼 、 工 等 行 化 业 中各种反 应罐 、 、 塔 槽体 、 搅拌池 、 饱和 器等设备 需 耐高 温 、 急冷 、 强酸侵蚀 衬里 的特种 材料 。正确 耐 抗 认识 其相关 技术 指标及化 学成 分 ， 以及合 理选用 、 设 计 耐酸耐 温砖 、 、 的结构也是 此 防腐蚀 工艺 的关 板 管 键。 拉断伸长率 （ ） 扯 断永 久 变 形 （ ） 粘合 强度 （ 单板法， ） 颜色 导 热 系数 （ ? ） 密 度 （ 。 ） 黑色 （ ） 表 预硫 化 丁基 橡 胶 耐 酸碱 介质 性 能 注 ： 性 能 稳 定 （ ） 性 能 一 般 （ ， 性 能 不稳 定 （ ） 优 ， 良） 差 耐酸耐 温砖 、 、 板 管技 术指标及 化 学成份 耐酸 耐温砖 、 、 的技术 指标见表 板 管 。 耐酸耐 温瓷砖 的化 学成份 搪铅衬 里 ： 。 元 隔 离层材料 施工合 理性 搪 铅 衬里施 工 ： 工要 求 高 ， 施 碳钢 设 备罐 体 （ 包 括锥体 ） 应在 立式安 装前 ， 在地上 滚动 实施 设备 内部 耐酸 耐温瓷砖 的化 学成分 见表 。 价 格 比较 搪铅 ， 对设备安装和土建的施工进度配合影响较大 ； 预硫化丁基橡胶衬里施工 ： 可在酸解罐碳钢部 预硫化丁基橡胶 （ 衬里 ： ） 元 ； 分完全安装完毕后现场施工 ， 不会造成由于酸解罐 碳 钢部分 的安装 而影 响 土 建施 工 ， 同时 安装 也 较 为 维普资讯 第 期 便利。 硫 酸 法钛 白生产 中酸解罐 防腐蚀 工 艺的优化 设计 表 耐酸 耐 温 砖 、 、 的 技 术 指标 板 管 衬里 结构设计 衬里 结构 设 计 的合 理 与否 ， 接关 系到 隔离 层 直 橡胶 的使用 及 耐候 性 。借 鉴 砖 板衬 里化工设 备 于 衬里结 构 的设 计及 传热计 算 。 关 在实 际设计 中 ， 完全做 到锥体 砖 的异形设 计 ， 需 尽量 不 能有砖板 的切 割 ， 以保 证 耐 酸 耐温 砖 表 面 的技 术 项目 开 口气 孔 率 （ ） （ 指 标 检 测 标 准 ， 体 积 密 度 （ ） 吸水率 （ ） 热稳定性 弹 性 模数 （ ） （ ， 、 试验温差 。 试 ， 验 次 ， 试样 不产生新生 裂 纹 或 剥 落等 破 损 现 象 指标 ， 同时 ， 细化 、 化局 部设 计 ， 优 避免 出现 “ 桶 效 木 应 ” 。 跎 色 衬里 结 构设 计包 括 锥 体砖 的异 形 设计 、 简体 锅 抗 压 强度 （ ） 导热 系数 （ ? ） ， 热 膨 胀 系数 （ ） 口密封形式 、 锥体 与简 体倒 角的局 部设 计 、 电偶接 热 管 的局部设 计 、 体最 下部 的局部 设 计 及 气 室 的设 锥 计。 热膨 胀率（ ） 耐 酸度 （ ） 表 耐 酸 耐 温瓷 砖 的 化 学 成 分 化学成分 传 热计算 化工 生 产 中 ， 常遇 到 的并 非是 单 纯 的热 对 流方 含量（ ） 式， 而是 流体流 过 固体 表 面 时发 生 的 热对 流 和 热传 导 联合作 用 的传 热过 程 ， 即热 由流体 传 递 到 固体 表 面 （ 反之） 或 的过 程 ， 常将 它称 为对流传 热 （ 通 也称 给 热） 。其 特点是靠 近 固体 壁 面附 近 的流 体 中依 靠 热 传 导方式 传热 ， 而在 流 体 主体 中则 主要 依 靠 对 流 方 式传 热 。 温度分布 （ 年 国 冢 建筑 材 料 检 测 中 心 检测 结 果 ） 砖 板 衬 贴 酸解 反应过 程 中 ， 基本 的传 热 方式是 热对 流 ， 但 耐酸 耐 温砖衬 里 均采 用 钾 水 玻璃胶 泥 粘 接 。 耐 酸胶 泥 是 以硅 酸钾 水 玻 由于热对流总伴随热传导 ， 靠近酸解罐 内壁面附近 的流体 中依靠 热传导方 式 传热至 防腐蚀 层 的第 一层 面砖 ， 即逐 步 分 布 。 砖 板 衬 随 里 化工设 备 中确定 ： 衬里 设 备 外侧 对 环 境 空 气 ： 璃 溶液 与无毒 的高 分子 固化剂 和耐腐 蚀耐高 温 的集 料 所组成 ， 包 括 它 耐 酸耐 热 胶 泥 、 酸 耐 热砂 耐 浆、 耐酸 耐 热混 凝 土 三个 品 种 ， 有 优 异 的耐 热 性 具 的给热 系数为 ? ；衬 里 层 设 备 内 （ ） ： 侧 介 质 对 衬 里 表 面 的 给 热 系 数 为 （ 能， 液相可使用达 气相可达 粘结强度 ， ， 高， 抗渗 性能 好 。 表 耐 酸 胶 泥 技 术 指标 抗 压 强度 （ ） ） 。 各层 热 阻计 算 耐 酸耐 温 砖 热 阻 ： 一入一 （ ?） 抗拉强度 （ ） 与 瓷 砖 粘 结 强度 （ ） 抗渗强度 （ ） 煤 油 吸 收率 （ ） 导 热 系数 （ ?） 初 凝 时 间 （ ） 胶 泥 热 阻 ： 一 入 一 （ ? ） 预硫 化 丁基 橡胶 层 热 阻 ： 入 一 （ 。 ? ） 终凝时间 （） 耐 热性 能 （ ） 循环 次不 裂 钢 壳 热 阻 ： 一 入 一 （ ? ） 衬里结构 设计 与传热计算 钢壳 对室 内空气 给热热 阻 ： 一 （ ? ）一 （ ） 一 维普资讯 （ ? ） 四川化 工 第 卷 年 第 期 光滑 。凡是 棱角部 位 均 应 呈 圆弧 过 渡 ， 内部 拐 角 圆 弧半 径 不 小 于 ， 锅 壁 与锥 体 连 接 结 构 且 角不 小于 ， 般进 行 打磨处 理 。如 表面 点蚀 、 一 裂缝 、 划痕 须 打磨 清 除 ， 别 缺 陷部 位 通 过 焊 接 处 特 理， 焊缝 须打 磨处理 ， 且不 夹杂 气孔 。 钢铁设 备基 体 喷 砂应 以 用 钢 砂或 石 英 砂 为宜 。 衬里 内侧表 面 的吸热热 阻 ： （ ? ）一 ） （ 一 叫 （ ? ） 总热 阻 ： 叫 叫一 ?） （ 喷砂 后 钢铁 表 面 粗 糙 度 必须 符 合 要 求 ， 属 表 面呈 近 白色 或 银 灰 色 ， 最 低 粗 糙 金 且 度 。 各层表 面 温度计算 耐酸 耐温 砖 表 面 温 度 ： 一 （ ） 一 （ ） 一 （ ） ） 一 （ ） 叫 ） 一 施工 环境 最 佳 温 度 控 制 在 之 间 ， 且 至少 高于 空气 露点 相对 湿 度不应 大 于 。 ， 酸解 罐 隔离 层 预 硫 化 丁基 橡 胶 内表 面 温 度 ： 一 （ （ ） ） 一 （ ） （ ） 一 （ （ ） ） 叫 （ （ ）一 根据设 备需 衬胶部 位 的形 状 ， 将胶 板剪裁 下 料， 衬里 层应尽 量减 少 搭 接缝 ， 得 出现 十 字 搭 接 ， 不 剖 口坡 面要平 直一致 。坡 口宽 度一般 为 （ ） 胶 板厚度 。 酸解 罐钢壳 外表 面温 度 ： 一（ （ ） （ ） （ ） （ （ ）一 一 （ 粘 结 剂 的涂刷 要 尽 量做 到 不滴 挂 、 流 淌 、 不 不 漏涂 、 涂刷 均匀 ， 体风 干时 间应把 握精确 。 具 将剪 裁好 的橡胶板 在风 干时 间之后 平铺 （ 无 张力或拉 扯 ） 在基体 上 ， 手 轻 轻 摁压 后 ， 辊 子 滚 用 用 压 贴牢 。焊缝 、 接缝 和边角处 用小 号辊 子用力 压贴 ， 且 搭接宽 度不小 于 。 在 砖板 衬里施 工 中的注意 事项 ） ） （ 叫 ） 一 ） 在实 际生产 过 程 中 （ 酸解 主反 应 前后 ） 我 们用 ， 红外 线测 温仪 实测 酸 解罐 钢 壳外 表 面 温度 为 ： 以此证 明 ， 计 算较 准 确 。说 明酸 解 罐 内 。 该 防腐蚀 隔离层预 硫化 丁基橡胶 内表 面 即使 在酸解 主 反 应时 的工作温 度也 只有 左 右 。 通过 预硫化 丁基橡 胶 （ 介质性 能表 ） 当施工 环 境 温 度 低 于 时 ， 采 取 加 热 应 保 温措施 ， 但不得 用 明火或蒸 汽加 热 。 钾 水玻璃 胶泥 采 用 配方 （ 量 比） 重 可 明确 ， 酸解 罐碳 钢 内表 面全 部 采用 （ 型 ） 基 橡 胶 作 为 防 腐 蚀 隔 离 层 （ 丁 ） 酸 耐 温砖 进 行 砖 板 衬 里 的 防腐 蚀 工 艺 是 耐 能完全满 足工艺 条件 的 。 集 中均匀 制备 。 衬砌 砖 板前 ， 基 层表 面 涂 刷二 遍底 层 ， 在 以 保 护衬胶 层和避 免胶 泥结 合 层 出现 瞎 缝 ， 温 固化 常 后 进行砌 筑 。打底料 为 艿 一 胶 泥 ， 料 应 涂刷 底 现 场 防腐 蚀 施工 的重点 防腐 蚀施工 的过程 控制及 施工 方法在各 行业 的 均匀 ， 在漏 涂和气 泡现 象 。 不存 设 备接 管 、 管 的施 工在设 备本 体衬砌 前进 衬 行 。水平 位置 的衬管 应 防 止衬 管 偏 心 ； 垂直 位 置 的 衬管， 在衬 好后 固定 好 位置 ， 防止位移 ， 面衬砌 砖 、 平 板时， 防止 滑动 。 相关标准 已很明确 ， 关键是要做好相关 隐蔽工程 的 过 程控制 和检查 ， 防腐 蚀 施 工 中严 格 执行 如 下标 在 准 ： 橡胶衬 里化 工设 备 ； 砌 筑 程 序 由低 往 高 ， 底 后壁 ， 先 阴角 处 立 面 压 住平 面 ， 阳角处 平 面盖住立 面 。依 照挂 线逐 行 、 逐 层、 逐块砌 筑 。砖 、 板衬砌 错缝 排列 ， 同层 纵缝 （ 或横 缝 ） 开砖 、 宽度 的 最 小 不 得小 于 两层 错 板 ， ； 橡胶衬里第 部分 ： 设备 防腐蚀衬里 ； 砖 板 衬 里 化 工 设 备 ； 工 业设备 、 管道 防腐蚀 工程施 工及 验收规范 。 在 橡胶 防腐蚀 施工 中的注意 事项 设备金 属壳体 的 内表面要求 焊缝饱 满 、 平整 砖、 板衬砌 不得 出现 叠缝 ， 与层 之间纵 缝与横 缝错 层 开 砖 、 宽度 的 最小 不得小 于 相 邻两 砖 高 板 ， ； 维普资讯 第 期 差 不得 大于 。 硫 酸 法钛 白生产 中酸解罐 防腐 艺的优化设 计 ： 情况 立 即揭 开 块 砖 、 ， 板 检查 胶 泥 气 孔 和 胶泥 饱满 程度 。 砖板 衬砌 采用揉 挤法 ， 将配 制好 的胶泥 均匀 地 刮在 耐 酸 耐 温 砖 的 三 个 面 上 （ 背 面 、 面 、 即 端 侧 质 量标准 ： 整个砌 体 应横平 竖直 ， 能 出现 不 十字 通缝 和瞎 缝 。平 整 度 以 靠 尺 检 查 ， 面空 表 面）然 后用力 挤压 （ 皮 锤 击 ） 实 ， 灰 缝 和结合 ， 橡 密 使 层胶泥饱满 ， 挤出多余胶泥随时铲除， 胶合缝内胶泥 应饱满 ， 无气 泡 、 陷和孔 隙 。 凹 砖 、 勾 缝 时必 须 待砌 体 胶 泥 固化后 进行 ； 板 勾缝 时 ， 灰缝 应清 扫 干净 ， 不得 沾染 污垢 。勾缝 必须 隙不 大于 ； 备 内壁 垂直 偏 差不 大 于 设 ； 相 邻偏 差不 大 于 ； 合 层 、 缝胶 泥饱 满 、 实 ， 结 灰 密 灰缝 平整光 滑 。坡 度 符 合 设 计要 求 ， 差 为 坡 长 的 偏 。 填满密 实 ， 不得有 空 隙 ， 面铲平 ， 表 清理 干净 。 砖 、 板衬 里 ， 一层 衬 砌 后进行 中 间 固化 处 第 理， 固化温 度为 ， 固化 时 间为 衬 ； 砌完工 后进 行 常温 固 化 ， 温 固化 期 不 小 于 常 昼 夜 。需 进行 加热 处理 时 ， 固化期 限应满 足规范要 求 。 钾 水玻 璃胶 泥衬 砌 的砖 、 衬里 层 固化 后 ， 板 还 需 改 进 的措 施 钛精 矿 配用高 钛 渣生 产 的设 备 防腐 蚀 工 艺 设 计 可通过 此 分 析借 鉴 。为 保 险起 见 ， 厚 耐 酸