非金属材料在制碱系统中的应用

非金属材料在制碱系统中的应用

由于大多数采用碱性系统的工作介质会对由金属制成的设备和管道产生强烈的腐蚀或磨损，因此介质的泄漏是不可避免的。同时，在一些生产环节中，工作介质的压力（略高于压力）和温度（小于100c）不高，这为设备和非金属材料的管道提供了应用舞台。有时它的优越性无法与金属相比，也无法替代。1非金属材料的应用1.1汉江也称为纤维增强材料1.1.1填料耐老化率原采用不锈钢材料,焊缝金属先被母液腐蚀掉,造成填料随母液流失,使用寿命一般为1.5～2年,检修强度大。采用玻璃钢材料后,检修强度大大降低,无其它特殊原因可长期使用。1.1.2介质外包、放空原采用碳钢材料,再经过防腐措施;由于防腐措施还不十分成熟,介质外泄非常严重,几乎每次停塔都要进行补焊,工作量大,难度高(高空作业)。采用玻璃钢材料后,在这些部位几乎没有发生过介质泄漏,可以说是一劳永逸,效果好。1.1.3塔的吸收原采用碳钢材料,泄漏点多。后改用玻璃钢材料,漏点基本解决,但是有老化变性现象,估计是吸收塔顶吹蒸汽时温度过高所致。1.1.4泄漏点补焊效果原采用双相不锈钢,由于介质具有强烈的腐蚀和冲刷磨损,使用7～8年后,开始出现泄漏点,虽然进行了补焊,但效果很不理想。我公司于近期更换为玻璃钢,经过一段时间的使用,尚未有泄漏点,但还需进一步考查。1.2铸造介质的磨损、压球发染母液蒸馏塔进液管、吸收塔出液管、中和水管等原采用铸铁管,由于工作介质具有强烈的腐蚀性和冲刷磨损,再加上铸铁管本身在铸造过程中的缺陷,如砂眼、气孔、夹渣等很容易造成介质外漏,给生产造成波动。采用PVC/FRP复合管后,上述缺点得到有力的扼制,基本解决。1.3杉木材料的选用母液蒸馏塔预热段填料压板,是用来防止填料随母液塔出汽流失的,原采用不锈钢材料,使用寿命一般为2～3年,由于母液对不锈钢腐蚀性很强,同时压板基本上不承受物料载荷,因此我们试用了竹木材料,效果很好,且成本低。1.4介质外发生介质外冷凝液管原采用铸铁材料,由于冷凝液对铸铁腐蚀性大,经常发生介质外泄。采用增强尼龙后,泄漏点杜绝,但其易受热变形,抗挠性差,支架多。1.5氯乙烯板离心机进碱溜管原采用不锈钢材料,碱常附着在上面。使用聚氯乙烯板后,上述缺点得到克服。1.6旋板换热器、螺栓液桶螺旋板换热器和冷凝液桶之间原用金属法兰连接,由于螺旋板换热器有时晃动,而冷凝液桶静止不动,这样金属焊缝容易被撕裂,造成介质外泄。后在二者之间加装一橡胶软接头,上述问题得以解决,这是金属制作所无法比拟的。2提出建议1管法兰顶部出现裂、PVC/FRP复合管等材料“脆性”较大,施工人员在紧固管法兰时,由于不知道用多大力量才算合适,往往造成管法兰根部出现裂痕。建议生产厂家给出相应的紧固螺栓的扭矩值和特制扳手,使之既能保证管道投入化工生产后不发生介质泄漏,又不会降低管道的使用性能。21钢、PVC/FRP复合管、尼龙材料抗挠性差,管道稍长一点,产生弯曲变形较严重,且支架多,建议生产厂家采用金属骨架来加强。3介质泄漏,易导致介质泄漏PVC/FRP复合管、增强尼龙等材料热膨胀系数较大,而连接管法兰使用的是碳钢或不锈钢螺栓,管道内介质温度变化时,往往会有介质泄漏。建议生产厂家提供热膨胀系数和强度与管道材料相适应的非金属螺栓。3其使用寿命为碳纤维玻璃钢、PVC/FRP复合管、增强尼龙等材料的成本是碳钢材料的4～5倍,而其使用寿命估计是碳钢的6～7倍。聚氯乙烯的成本是不锈钢的1/5倍,竹木的成本是不锈钢的1/8倍。使用上述新材料,对降低吨碱氨耗和其它物料损耗及确保制碱系统长周期稳定运行而产生的间接效益更是功不可没的。4影响复合膜强度的因素1)既然用玻璃钢制作的母液塔填料栅板能够承受工作介质的温度、压力、腐蚀性等而不发生老化变性、变形等,那么可以推断母液塔预热段也可以用玻璃钢制作,只是其投入生产后在各种载荷下的强度需要进一步核算。2)由于预热母液对碳钢材料的腐蚀是相当强烈的,造成预热母液入预灰桶接管处经常发生介质泄漏,影响了母液蒸馏塔的稳定运行。可以推测如果将原来的碳钢接管直径扩大,并加装一个尼龙材料制成的变径接管,其连接示意图如图1所示。这样就可