板式升膜蒸发器的腐蚀和改造.pdfVIP

第14届“佑利杯”论文交流会文集 板式升膜蒸发器的腐蚀与改造 崔俊海+ 山西阳煤氯碱化工有限责任公司，山西阳泉045100 [关键词】离子膜法烧碱；蒸发；管式蒸发器 [摘要]介绍了离子膜法烧碱蒸发升膜工艺出现的板式蒸发器腐蚀问题，分析了其形成原因，提出了改造思 路和措施。 山西阳煤氯碱化工有限责任公司 以下简称 离器底部流出后，由产品泵送人预热器2，充分利用 “阳煤氯碱” 6万t／a离子膜法烧碱蒸发装置于其热能将其初步冷却到100℃以下，后经成品冷却 La． 2009年12月投运，采用国内某公司设计的Alfa 器冷却到45℃送出系统。I效板式升膜蒸发器的 val板式升膜蒸发器两效逆流蒸发工艺。自投产以 冷凝液被引人预热器2作为预浓缩碱液的加热介 来，I效板式升膜蒸发器 板片材质NICKEL200，板 质，其自身温度降至90℃左右排人蒸汽冷凝水罐。 片厚度0．80mm，换热面积31．7m2 在不到半年时 I效板式升膜蒸发器的0．4—0．6MPa蒸汽热源由 间内，连续2次发生板片腐蚀穿孔问题，更换设备2 阳煤氯碱35t／h循环流化床锅炉提供。 台，造成公司直接经济损失近300万元。通过分析 2腐蚀原因分析 I效板式升膜蒸发器腐蚀原因，为彻底杜绝现有工 Laval板式蒸发 艺条件下不可避免的腐蚀问题，阳煤氯碱技术人员 采用NICKEL200材质的Alfa 根据工艺计算和性价比分析，定制了1台66m2管 器质量是毫无疑问的，但和国内大部分采甩电厂高 式升膜蒸发器，工艺配管稍作调整，代替原有I效板 压蒸汽作为高品质热源不同，阳煤氯碱的循环流化 式升膜蒸发器，2012年3月完成改造。运行至今，床锅炉蒸汽的品质较低，排出的蒸汽冷凝水甚至显 不但再未发生腐蚀问题，而且大大提高了运行的稳 弱酸性，pH值有时低至5．5，对装置运行影响很大， 定性和综合效率。 并且国内已有因蒸汽品质低劣造成类似工艺类似设 1 工艺流程 备腐蚀的先例。图1、图2为腐蚀设备的现场照片。 从电解工序阴极液循环槽来的85—90℃的 32％ 质量分数，下同 烧碱经过调节阀调节流量后 进人Ⅱ效板式升膜蒸发器，在Ⅱ效板式升膜蒸发器 内初步浓缩至37％。经分离器汽液分离后，浓缩物 料从分离器底部流出；二次蒸汽由分离器顶部经板 式蒸汽冷却器冷却为水后流人工艺冷凝水罐，再被 冷凝水泵送出界区；不凝气体用真空泵抽出，排人大 气。初步浓缩的37％碱液由过料泵经预热器l和 预热器2送人I效板式升膜蒸发器 其中蒸汽冷凝 水和浓缩成品碱分别作为预热器1和预热器2的热 源 ；37％的碱液经过I效板式升膜蒸发器、I效分 离器后浓缩为45％成品碱。45％成品碱从I效分 圈1腐蚀设备的照片 ·[作者简介】崔俊海 19r71一 ，男，1996年毕业于淮南矿业学院，现为山西阳煤氯碱化工有限责任公司项目管理部部 长。 [收稿日期】2013—02—26 142 第31届全国氯碱行业技术年会论文集 2．4析氢腐蚀 如果CO：浓度很高，水显酸性的话，还可同时 发生析氢腐蚀。 镍被氧化：Ni一2e Ni“。 溶液中的H+被还原：2H++2e H2t。 总反应：Ni2++col一 NiC03 绿色 。 2．5气速磨蚀 板式升膜蒸发器流道复杂，依靠减小板片厚度 得到高的传热系数，相同传热量下换热面积更小，但 由于气速高，在板片厚度不足1mm的情况下，使用 寿命势必减少；同时，复杂的结构特点也使其内部的 电化腐蚀环境比常规管式升膜蒸发器更为苛刻。 圈2腐蚀设备的照片 2．6分析结论 腐蚀发生的主要部位在板式升膜蒸发器蒸汽冷 由于锅炉蒸汽品质不高，以上分析的腐蚀原因 凝水排出口汽液相交界处上部和板片表面，腐蚀程 起综合作用，但根据腐蚀部位判断，电化学的析氢腐 度从下到上依次递减，蒸汽冷凝水出口处最严重，蒸 蚀占主导地位，吸氧腐蚀次之，化学腐蚀的氧腐蚀和 汽进口处基本没有腐蚀。 酸腐蚀影响相对轻微，气速磨蚀长期使用才可见显 2．1氧腐蚀 著影响。通过更换不同结构形式的蒸发器，可改变 尽管镍管表面可以形成钝化膜，其具有优异的 电化腐蚀环境，减少各类腐蚀。 耐腐蚀性能，但在弱酸性和高温条件下，抗腐蚀性大 3蒸发器改造 为降低。 3．1改造内容 由于锅炉除氧不合格 未达到104℃ ，水中的 根据现有条件，供热蒸汽质量不可能有根本改 溶解氧进入锅炉，蒸发出来进入蒸汽中，又随着蒸汽 善，即使采取一定工艺措施可以减轻腐蚀状况，但在 冷凝，溶解到蒸汽冷凝水中，因此，蒸汽冷凝水中的 蒸发器板片厚度0．8nlnl的情况下，仅不洁蒸汽的 溶解氧会腐蚀金属表面。 汽速磨蚀也足以影响其使用寿命，故经过理论计算， 02+2Ni+2H20卅Ni OH 2， 将板式升膜蒸发器和列管式