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阳极保护管壳式浓硫酸冷却器常见故障及排除方法
一、前言
阳极保护管壳式不锈钢浓硫酸冷却器(以下简称酸冷器)是八十年代初期首先由国外引进的, 用于各类制酸装置的干吸工段浓硫酸的冷却,国外主要供应商有加拿大的凯米克公司和美国的孟山都公司。国内设备制造厂家于八十年代初期开始试制酸冷器,八十年代中期开始在各类制酸装置中采用。该设备对国内硫酸行业的技术发展起到了积极的作用,成为替代铸铁排管的首选产品。寿命长、占地面积小、热效率高、无污染、日常维护费用低、节水效果明显等优点已成为浓硫酸冷却的首选产品。目前,国内共有约400余套制酸装置选用了近800台酸冷器,随着该设备的大规模使用, 国内供货商在酸冷器的设计、制造技术已相当成熟,用户在使用中也积累了很多的经验,目前国产酸冷器最长使用时间已近10年。但有些设备并未达到设计寿命就损坏了,原因有很多,主要是国内供货商在技术上的某些差异以及有些使用厂家对酸冷器的使用方法掌握不够。酸冷器在使用中有故障发生时,及时正确的处理可以很快恢复使用,处理不当会影响正常生产甚至使设备报废。笔者根据多年从事酸冷器工作的经验,简述酸冷器本体常见故障及处理方法。
二、阳极保护管壳式浓硫酸冷却器的基本情况
能够钝化的金属在某些电解质溶液中,如果通以一定的阳极电流,就会发生阳极极化,使电位往正方移动,当阳极电流达到足够的数值时,则在金属的表面上能够生成一层具有很高耐蚀性能的钝化膜,金属即由
活态转为钝态。如果继续给予较小的电流密度,就能维持这一钝态,从而防止了金属的腐蚀,这就是阳极保护的基本原理。阳极保护就是确保金属的电位稳定在稳定钝化区,阳极保护管壳式不锈钢浓硫酸冷却器就是基于以上基本原理设计制造的。酸冷器由控制仪器---恒电位仪和管壳式换热器本体构成。
国内目前使用的酸冷器都采用酸走壳程水走管程的固定管板式结构,换热管通过折流板固定。换热管的材质为316L,壳体、管板、折流板的材质各供应商采用的有所不同,有304、304L、316L 等。水箱部分根据各厂工艺条件设计为单或双管程。换热管尺寸有几种规格:× 、×、Φ16×,换热管在管板上一般按正三角形排列。
三、换热管内壁结垢或有杂物堵塞的排除方法
酸冷器运行时有时会出现以下几种现象:


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出现以上现象时说明酸冷器内已有结垢,如果不及时处理,结垢和堵塞会逐渐加重,使换热管内的流道不断缩小,严重时会出现部分或全部换热管被坚硬的垢层堵死。结垢对酸冷器的安全运行、使用寿命影响很大,结垢严重时,会使换热器的管壁温度上升,壳程所需的阳极保护电流加大,加快主阴极的消耗,阴极寿命缩短;另一方面,有可能在管内发生垢下腐蚀,在垢下水中的CL-不断浓缩,而CL-对不锈钢的危害是致命的,严重的会发生由管内表面腐蚀穿孔而使酸冷器发生泄露。
要正确及时处理就必须了解其产生的原因,对症下药。
。根据污垢层沉积的机理,污垢可分为颗粒污垢、结晶污垢、化学反应污垢、腐蚀污垢、生物污垢和凝固污垢。酸冷器的结垢主要有结晶污垢和生物污垢,结晶结垢在管内会形成的碳酸垢、硫酸垢和二氧化硅结垢层;生物污垢指