目前,石墨設(shè)備的主要應(yīng)用有:石墨熱交換器,石墨冷凝器,襯里石墨反應(yīng)器,襯里石墨反應(yīng)罐,濃縮罐,反應(yīng)塔,填料塔和磷酸萃取罐,造粒塔等高溫反應(yīng)設(shè)備,傳熱設(shè)備,冷凝設(shè)備和防腐襯里的防腐設(shè)備。石墨具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。本文從水塔,換熱器和合成爐中石墨的應(yīng)用探討了石墨在防腐領(lǐng)域的應(yīng)用。
1概述
在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域,例如化學(xué)工業(yè),醫(yī)藥,冶金,紡織,國(guó)防,電子,環(huán)境保護(hù)等,由于介質(zhì)的強(qiáng)腐蝕性,設(shè)備不僅應(yīng)耐腐蝕,而且還應(yīng)具有良好的傳熱性能。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù),中國(guó)化工行業(yè)設(shè)備腐蝕所造成的直接和間接損失約為1300億元,甚至遠(yuǎn)高于這一數(shù)字[1]。如何避免強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)對(duì)設(shè)備的腐蝕,從而減少設(shè)備投資和維護(hù)成本,提高生產(chǎn)效率和利潤(rùn),是每個(gè)化工企業(yè)都需要永遠(yuǎn)解決的問(wèn)題。特別是在氯堿工業(yè),磷酸和氟化學(xué)工業(yè),高溫反應(yīng)設(shè)備和傳熱設(shè)備中,大多數(shù)常規(guī)材料無(wú)法使用。如果選材錯(cuò)誤,造成設(shè)備損壞,將給企業(yè)造成巨大損失。如何選擇優(yōu) 質(zhì)的防腐材料是保證正常生產(chǎn)的關(guān)鍵。磷酸,氫氟酸和含氟介質(zhì)在高溫下具有非常好的腐蝕性能[2]。不銹鋼,鋁、鎂、銅和除鋼以外的大多數(shù)其他合金會(huì)被磷酸嚴(yán)重腐蝕,因此不應(yīng)使用。非金屬硅酸鹽材料(例如陶瓷,玻璃和搪瓷)在所有濃度和溫度下均具有良好的耐磷酸腐蝕性能。然而,由于原料例如氟化物,氯化物和硫酸中的汗液,它不能抵抗氫氟酸,氟化氫和其他含氟介質(zhì)的腐蝕,特別是在濕法磷酸工業(yè)中。因此無(wú)法使用各種塑料(例如聚乙烯,聚氯乙烯,聚苯)和橡膠材料(例如天然橡膠,丁基橡膠和氟橡膠)均耐磷酸和氫氟酸腐蝕。但是,大多數(shù)的耐久溫度都比較低,低于65℃,不能滿足高溫反應(yīng)和儲(chǔ)存設(shè)備的需要;氟橡膠在高溫下具有良好的耐腐蝕性,但其價(jià)格過(guò)高,通常用于航空航天,軍工等行業(yè),很少在大面積的常規(guī)化學(xué)設(shè)備中使用[3]石墨是一種典型的脆性材料,它具有良好的耐蝕性和導(dǎo)熱性,較小的線性系數(shù),良好的耐熱性,良好的加工性能,耐磨性,重量輕,溫升但強(qiáng)度不會(huì)降低。在壓制石墨部件的表面上不容易結(jié)垢,這可以確保產(chǎn)品的純度。缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度低,彈性變形小,脆性,耐沖擊性差和抗張強(qiáng)度低[4]。石墨設(shè)備基本上是厚壁設(shè)備,通常不會(huì)在材料的抗壓強(qiáng)度達(dá)到不穩(wěn)定性破壞的限之前發(fā)生,通常用于圓柱強(qiáng)度破壞。石墨設(shè)備主要用于常壓和低壓操作,使用溫度不太高。石墨設(shè)備的設(shè)計(jì)壓力不超過(guò)2.4 MPa,設(shè)計(jì)溫度為-60?400℃。石墨設(shè)備的材料通常是浸漬的不滲透石墨。石墨材料主要用于熱交換器,塔,過(guò)濾器,反應(yīng)器,吸收器和其他設(shè)備。在石墨設(shè)備的設(shè)計(jì)中,應(yīng)充分發(fā)揮石墨材料的抗壓強(qiáng)度,使石墨成分承受壓縮應(yīng)力,避免或減小拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。換熱器的通道方向須與石墨各向異性導(dǎo)致的導(dǎo)熱方向一致。作為加熱設(shè)備,當(dāng)將樹(shù)脂浸漬的石墨,壓制的石墨及其粘合劑與金屬材料或其他材料結(jié)合使用時(shí),應(yīng)使粘合結(jié)構(gòu)小化。同時(shí),應(yīng)避免設(shè)備主要石墨零件的粘結(jié)結(jié)構(gòu)。