[發(fā)明專利]含鉬合金在濃硫酸冷卻器中的用途

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710953755.7
• 申請(qǐng)日: 2017-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN107796248A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭建國;李文浩;左瑞;莫春萍;田靜;王萬林;王振華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號(hào): F28D7/16
• 分類號(hào): F28D7/16;F28F9/02
• 代理公司: 甘肅省知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心62100
• 代理人: 馬英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及濃硫酸設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含鉬合金在濃硫酸設(shè)備中的用途。

背景技術(shù)

硫酸行業(yè)當(dāng)前普遍使用的陽極保護(hù)濃硫酸冷卻器主體材質(zhì)為316L與304L，在酸側(cè)對(duì)316L、304L不銹鋼施加陽極保護(hù)后腐蝕率很低，設(shè)備壽命5～8年，適用的酸濃范圍93%～98%，適用的酸溫≤90℃；該陽極保護(hù)濃硫酸冷卻器的特點(diǎn)是優(yōu)良的使用壽命和極佳的性價(jià)比（造價(jià)約為高硅不銹鋼濃硫酸冷卻器的1/4）；但316L不銹鋼耐氯離子孔蝕性能一般，冷介質(zhì)側(cè)通常需控制冷卻水中氯離子濃度小于0.03%，熱介質(zhì)側(cè)濃硫酸中氯離子含量需控制在0.001%以內(nèi)。

也有少量企業(yè)使用高硅不銹鋼材質(zhì)的濃硫酸冷卻器，高硅鋼對(duì)濃硫酸有極佳的耐蝕性，無需施加陽極保護(hù)；但高硅鋼也不耐氯離子孔蝕，高硅不銹鋼材質(zhì)的濃硫酸冷卻器使用中需嚴(yán)格控制冷卻水中氯離子濃度小于0.03%，熱介質(zhì)側(cè)濃硫酸中氯離子含量需控制在0.001%以內(nèi)。

在硫酸工業(yè)領(lǐng)域，上述陽極保護(hù)的304L、316L或高硅不銹鋼普遍應(yīng)用于硫酸冷卻器、硫酸分酸器、硫酸管道硫酸儲(chǔ)槽等設(shè)備，但均存在共同的缺點(diǎn)：①不耐氯離子孔蝕，對(duì)水側(cè)、酸側(cè)的氯離子含量都有較嚴(yán)格的要求，不能應(yīng)用于氯離子含量較高的工業(yè)廢水設(shè)備和工業(yè)廢酸設(shè)備；②水質(zhì)達(dá)標(biāo)的企業(yè)需頻繁使用清潔水對(duì)不斷濃縮的冷卻水進(jìn)行補(bǔ)充和置換，水資源浪費(fèi)大，置換的污水外排難度大；③水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的企業(yè)需配置價(jià)格昂貴的水處理設(shè)備，無形中增加了企業(yè)的采購成本。

含鉬合金在濃硫酸環(huán)境中的應(yīng)用未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種含鉬合金在濃硫酸冷卻器中的用途，解決現(xiàn)有硫酸設(shè)備水質(zhì)要求高、浪費(fèi)水資源及污水外排的難題，同時(shí)解決了現(xiàn)有濃硫酸設(shè)備不能應(yīng)用于含氯硫酸的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種含鉬合金在濃硫酸冷卻器中的用途，且該含鉬合金為鉬含量≥3%的合金。

所述濃硫酸冷卻器中配置有陽極保護(hù)裝置，其組成是：所述冷卻器的換熱管束、管板、筒體作為陽極，換熱管束中間平行布置一根或若干根并聯(lián)連接的陰極，該陰極外套有絕緣套管；冷卻器的筒體上絕緣密封設(shè)置控制參比電極和監(jiān)測參比電極；該陽極、陰極、控制參比電極、監(jiān)測參比電極均與恒電位儀電連接而構(gòu)成所述陽極保護(hù)系統(tǒng)；而所述陽極由含鉬合金制成；所述陰極、陽極的面積比為1：5000。

所述陽極的換熱管束由含鉬合金制成，而管板、筒體由不銹鋼或鎳基合金制成。

所述濃硫酸冷卻器中酸側(cè)濃硫酸濃度為90%～100%，濃硫酸溫度為70℃～120℃，濃硫酸中含氯離子濃度為0～0.05%；冷卻水中氯離子濃度為0.05%～15%。

一種含鉬合金在濃硫酸分布器、濃硫酸槽、濃硫酸管道、發(fā)煙硫酸冷卻器、發(fā)煙硫酸蒸發(fā)器、發(fā)煙硫酸分布器、發(fā)煙硫酸槽或發(fā)煙硫酸管道中的用途；且該含鉬合金為鉬含量≥3%的合金。

含鉬合金制造的所述發(fā)煙硫酸冷卻器、發(fā)煙硫酸蒸發(fā)器、發(fā)煙硫酸分布器、發(fā)煙硫酸槽或發(fā)煙硫酸管道中酸側(cè)發(fā)煙硫酸濃度為100%～120%，發(fā)煙硫酸溫度為70℃～200℃；發(fā)煙硫酸中含氯離子濃度為0～0.05%，適用的水中氯離子濃度為0.05%～15%。

含鉬合金制造的所述濃硫酸分布器、濃硫酸槽、濃硫酸管道中酸側(cè)濃硫酸濃度為90%～100%，濃硫酸溫度為70℃～120℃，濃硫酸中含氯離子濃度為0～0.05%。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，含鉬合金在98%硫酸、50℃條件下，腐蝕率為0.1毫米/年；高于該溫度限制，腐蝕率過大，不能滿足制造濃硫酸設(shè)備的要求。但本發(fā)明對(duì)含鉬合金制成的陽極配置陽極保護(hù)系統(tǒng)、同時(shí)配對(duì)選定特定的控制參比電極及監(jiān)測參比電極材料，使得陽極保護(hù)系統(tǒng)控制濃硫酸冷卻器的濃硫酸側(cè)（陽極）處于鈍化狀態(tài)，大幅提高冷卻器的耐蝕性。因而含鉬合金在濃硫酸環(huán)境中的應(yīng)用成為可能，而且使得含鉬合金造成的換熱設(shè)備具備對(duì)水質(zhì)要求較低的特點(diǎn)，在工業(yè)應(yīng)用中可減少冷卻水置換，極大程度的節(jié)約用水，極少或無污水外排；亦可使用海水(氯離子濃度約2%)作為冷卻水，或綜合利用氯離子濃度（0.05%～15%）非常高的工業(yè)污水。由此解決了現(xiàn)有硫酸設(shè)備水質(zhì)要求高、浪費(fèi)水資源及污水外排的難題，同時(shí)解決了現(xiàn)有濃硫酸設(shè)備不能應(yīng)用于含氯硫酸的問題。