鉭換熱器在硅鋼酸洗中的應用

文/張軍明

飛潮鉭換熱器可以解決硅泥沉積結垢問題以及具有換熱效率恒定優點——在硅鋼酸洗工藝中，硅泥嚴重堵塞石墨換熱器是一項急需解決的課題，結垢造成換熱器流量減小、換熱效率下降。如何科學合理的選擇耐腐蝕材料和設備，使裝置長期穩定的運行成為關鍵之一，本文介紹了鉭材特性，以及鉭換熱器在硅鋼酸洗用中的實際應用。

石墨換熱器主要用于硫酸、鹽酸、醋酸和磷酸等腐蝕性介質的換熱。然而，在實際應用中，多粘性雜質的工況下，石墨的表面形成樹脂薄片增加的粗糙度導致酸粘在孔的一側，污垢導致換熱能力急劇下降，石墨孔道堵塞引起產線停機。這些問題都難以得到有效解決。

某國內硅鋼冷軋酸軋機組，在酸洗工藝中采用石墨換熱器。然而，實際運營45 天后由于硅泥的存在而造成石墨加熱器等設備堵塞，使酸洗循環系統流量減小，被迫減速或停機處理，頻繁拆裝石墨加熱器解體清洗，嚴重影響機組的正常運行和工作環境。清洗石墨換熱器非常復雜和繁瑣，需要完全拆卸石墨換熱器，鉆出堵塞的石墨孔。然而石墨具有易脆裂，抗彎和抗拉強度低的特性，沖洗時容易造成沖蝕性缺陷，對設備造成損害。整個拆卸、清洗以及組裝過程需要3 ～5 天的時間，對整個產線帶來不可忽視的經濟影響。

換熱器清洗前后對比

鑒于現有的換熱器存在的問題，飛潮公司經過研究，制定了將鉭材換熱器替換石墨換熱器的方案，來解決硅泥沉積結垢，和維護頻繁、繁瑣的問題。

鉭材具有良好的抗腐蝕性、韌性、延展性和熱導性以及熔點高。尤其出色的化學性質，使鉭具有極高的抗腐蝕性，無論是在冷和熱的條件下，對鹽酸、濃硝酸及“王水”都不反應。將鉭放入200℃的硫酸中浸泡一年，表層僅損傷0.006 mm。實驗證明，鉭的耐腐蝕性非常優良，和玻璃很相似，除了氫氟酸、氟、發煙硫酸以及堿外，幾乎能耐一切化學介質的腐蝕。鉭的特殊金屬特性，使其可廣泛用在各種無機酸生產裝置、廢酸濃縮等設備中。

減少換熱器的污垢層，是換熱器長期穩定運行的關鍵因素，換熱器結垢厚度為1mm 時，傳熱系數降低約10%。鉭的金屬特性大大提高了酸液的流速，對鉭管表面進行高速沖刷，同時，鉭管內表面非常光滑，硅泥不易堆積，保證了換熱器的高效穩定運行。相對石墨換熱器，鉭換熱器是全焊接結構，整體結構穩定，改變了在吊運和安裝過程中石墨脆性帶來的不確定因素。同時，在清洗過程中，不會因為高壓沖刷帶來類似石墨的沖蝕缺陷。

經過改造后，飛潮鉭換熱器穩定運營2 個月，在定檢過程中沒有明顯的結垢現象，換熱效率恒定。改變了原有石墨換熱器一個月就會出現的流量、換熱效率下降的問題。為保證硅鋼產線正常運行，帶來了重大的積極意義，也帶來可觀的經濟效益。

綜上所述，鉭換熱器是一個非常優良的換熱設備，在硅鋼酸洗中可有效替代石墨換熱器。同時，由于鉭金屬的可加工特性，可制成多種工藝設備，為有機酸生產、廢酸濃縮等工業領域帶來變革。