เครื่องปฏิกรณ์กรดคืออะไร? วัสดุ การออกแบบ และการใช้งานในอุตสาหกรรม

เครื่องปฏิกิริยากรดคืออะไร วัสดุ การออกแบบ และการใช้งานในอุตสาหกรรม

ตอบคําถามหลัก:ผ่าตัดกรด คืออะไร และการเลือกวัสดุจะทําให้การทํางานปลอดภัยกับกรดแร่ที่รุนแรงได้อย่างไร?เครื่องปฏิกิริยากรดคือภาชนะความดันที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อบรรจุและแปรรูปกรดแร่อย่างปลอดภัย รวมถึงกรดซัลฟูริค (H2SO4), ไฮโดรคลอริก (HCl), ไนโตรค (HNO3), ฟอสฟอริก (H3PO4),และกรดผสม ณ มูลค่าจากละลายถึง 100% และอุณหภูมิจากอุณหภูมิภายในถึง 300 องศาเซลเซียสการเลือกวัสดุเป็นตัวขับเคลื่อนการออกแบบที่สําคัญ: พื้นผิวที่เปียกของโรงงานปฏิกิริยาต้องรักษาอัตราการกัดต่ํากว่า 0.1 mm / ปีเพื่อบรรลุอายุการออกแบบ 20 ปีซึ่งโดยทั่วไปต้องการเหล็กปูกระจกเพื่อความทนทานต่อกรดทั่วไป, Hastelloy C-276 สําหรับกรดเข้มร้อน, หรือเหล็ก PTFE ปกแต่งสําหรับกรดไฮโดรฟลูอริกและกรดเร่ง esterification ผ่านสารเคมีสาขาอุตสาหกรรมยาและโลหะ

1หลักการการเลือกวัสดุสําหรับการบริการกรด

• ** การวิเคราะห์เส้นโค้งของ Isocorrosion:**การคัดเลือกวัสดุสําหรับการใช้แอซิดขึ้นอยู่กับเส้นโค้งการละลาย isocorrosion ผังของอัตราการละลาย (mm / ปี) เป็นฟังก์ชันของปริมาณกรดและอุณหภูมิวัสดุที่ยอมรับต้องรักษาความเกรี้ยวต่ํากว่า 0.1 มิลลิเมตร/ปี ตลอดวงจรการทํางานทั้งสิ้นรวมถึงสถานการณ์การเริ่มต้น การปิด และการปรับปรุง โดยมีข้อมูลการละลายจากใบข้อมูลการละลาย NACE และผู้ผลิต (Haynes, Krupp,Avesta) การนําการเกรด.
• **การยกเว้นกรดไฮโดรฟลูอริค (ความไม่เข้ากันของ HF):กรดไฮโดรฟลูอริกเป็นกรดแร่หนึ่งที่โจมตีผนังกระจก, สร้าง SiF4 และทําลายชั้น borosilicate; การบริการ HF ต้องการ Monel (สกัด Ni-Cu), เหล็ก PTFE-lined,หรือโครงสร้างที่มีทองตัล, โดยยกเว้นอย่างเคร่งครัดทุกวัสดุและเซรามิคที่มีซิลิคัมที่มีผิวแก้วจากระบบปฏิกิริยา HF
• ** การออกซิเดนกับการลดกรด การพิจารณา:**ไนโตรกไซด เป็นสารออกซิเดนที่แข็งแรงที่ทําให้เหล็กไร้ขัด (สร้างชั้นป้องกัน Cr2O3) ทําให้ 304/316 SS สามารถใช้ได้ในปริมาณปริมาณที่ปานกลางขณะที่กรดไฮโดรคลอริกเป็นกรดลดที่ละลายชั้น passive, จําเป็นต้องมีผนังกระจก, Hastelloy, หรือไทเทเนียม; การผสมกรดกับคลอรีด (เช่น HNO3 + HCl ใน aqua regia) สร้างสภาพแวดล้อมที่เจาะชนะแม้แต่วัสดุเหล็กสูง

2ประเภทหลักของปฏิกิริยากรด

• ** ระบบปฏิกิริยากรดติดกระจก:**โซลูชั่นทั่วไปสําหรับการแปรรูปกรดซัลฟูริก, ไฮโดรคลอริก, ไนโตรค และฟอสฟอริก ในปริมาณสูงถึง 100% และอุณหภูมิสูงถึง 200 องศาเซลเซียสกระจก borosilicate สะสม (820-930 องศาเซลเซียส) ให้อัตราการกัดสนิมเป็นศูนย์, กับโครงการคาร์บอนสแตนเลสคอลล์ที่ให้ความแข็งแรงโครงสร้างที่ 40-60% ค่าใช้จ่ายของโครงการ Hastelloy แท้สําหรับปริมาณเท่ากัน
• **Hastelloy C-276 แรคเตอร์กรด: **สร้างจากเหล็กเหล็ก nickel-molybdenum-chromium ที่แข็งแกร่งสําหรับการผสมกรดที่รุนแรงที่สุดและอุณหภูมิที่สูงขึ้นที่ขอบกระจก 200 องศา C ไม่เพียงพอรักษาอัตราการกัดกร่อนต่ํากว่า 0.1 มิลลิเมตร/ปีในความร้อน 10% HCl, 50% H2SO4 ในอุณหภูมิ 120 องศาเซลเซียส และก๊าซคลอรีนที่เปียก ทําให้มันเป็นสิ่งจําเป็นสําหรับการล้างก๊าซกรดในอุณหภูมิสูงและปฏิกิริยากรดกระตุ้น
• ** ระบบปฏิกิริยากรด PTFE:**กระปุกเหล็กคาร์บอนที่บรรจุภายในด้วย PTFE (Teflon) ขนาด 3-6 มิลลิเมตร สําหรับกรดไฮโดรฟลออริก, aqua regia และกรดผสมที่กระจกและโลหะทั้งสองหมดแรงผนัง PTFE ให้ความอ่อนแอทางเคมีทั่วไปถึง 180 องศา C, แม้ว่าความสามารถในการผ่านของชั้นและการขยายความร้อนไม่ตรงกันกับการบริการขัดขวางความว่างและจักรยานความร้อนของเหล็ก.

แมทริกซ์การเปรียบเทียบวัสดุของปฏิกิริยากรด

คําถามที่พบบ่อย (FAQ)

คําถาม: ปฏิบัติหน้าที่หลักของปฏิกิริยากรดคืออะไร?

A: เครื่องปฏิกิริยากรดมีสารธาตุกรด (กรดซัลฟูริก, ไฮโดรคลอริก, ไนทริก, ฟอสฟอริก) ในปริมาณสูงถึง 100% และอุณหภูมิสูงถึง 200-300 องศาเซลเซียสใช้วัสดุทนทานต่อการกัดกร่อน ที่รักษาอัตราการกัดกร่อนต่ํากว่า 0.1 มิลลิเมตร/ปี ตลอดอายุการออกแบบ 20 ปี

ถาม: ทําไมเหล็กไร้ขัดเหล็กจึงไม่สามารถใช้ในปฏิกิริยากรดไฮโดรคลอริกได้?

A: ไฮโดรคลอริกกรดเป็นกรดลดที่ละลายชั้นเฉียบของโครมัมโอไซด์บนสแตนเลสอย่างมีกิจกรรม ส่งผลให้มีอัตราการเกรดแบบเรียบร้อยเกิน 10 mm/ปีแฮสเทลลอย C-276, หรือ PTFE แผ่นเยื่อที่ต้องการสําหรับการบริการ HCl, กับเหล็กไร้ขัดจํากัดกับกรดไนโตรค (กรดออกซิเดนที่รักษาชั้น passive)

ถาม: มีกรดอะไรที่โจมตี ระบบปฏิกิริยาที่มีผนังกระจก

A: ไฮโดรฟลูอริกกรด (HF) เป็นกรดแร่หนึ่งที่โจมตีกระจก borosilicate สร้าง SiF4 ที่ระเหยและทําลายพันธะกระจก-เหล็กหรือการก่อสร้าง Monel, โดยไม่รวมวัสดุที่มีแก้วทั้งหมดจากระบบปฏิกิริยา HF

คําถาม: การกําหนดความละเอียดของการกัดกรองสําหรับปฏิกิริยากรดเป็นอย่างไร?

A: อนุญาตการเกรดคือความหนาผนังเพิ่มเติมที่เพิ่มไปเหนือความหนาความดันที่คํานวณขึ้น โดยใช้อัตราการเกรดที่คาดหวัง (มิลลิเมตร/ปี) คูณกับอายุการใช้งานแบบออกแบบ (โดยทั่วไป 20 ปี)สําหรับการสร้างกระจก, อนุญาตคือศูนย์ (อัตราการกัดกรองกระจกเป็นศูนย์), ในขณะที่สําหรับการก่อสร้างสลัก, การอนุญาตของ 1.5-3.0 มม.