PL91380B1 - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- PL91380B1 PL91380B1 PL172664A PL17266474A PL91380B1 PL 91380 B1 PL91380 B1 PL 91380B1 PL 172664 A PL172664 A PL 172664A PL 17266474 A PL17266474 A PL 17266474A PL 91380 B1 PL91380 B1 PL 91380B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- weight
- evaporator
- corrosion
- nickel
- stainless steel
- Prior art date
Links
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 32
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 32
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 25
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 16
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 16
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 claims description 9
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000619 316 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000589 SAE 304 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010963 304 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 2
- OANFWJQPUHQWDL-UHFFFAOYSA-N copper iron manganese nickel Chemical compound [Mn].[Fe].[Ni].[Cu] OANFWJQPUHQWDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 claims 1
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 56
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 33
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 17
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 12
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 10
- 229910000669 Chrome steel Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 description 4
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 3
- -1 alkali metals hydroxides Chemical class 0.000 description 3
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 2-methylsulfonylbenzoic acid Chemical compound CS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003470 adrenal cortex hormone Substances 0.000 description 1
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M chlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- RKHQGWMMUURILY-UHRZLXHJSA-N cortivazol Chemical compound C([C@H]1[C@@H]2C[C@H]([C@]([C@@]2(C)C[C@H](O)[C@@H]1[C@@]1(C)C2)(O)C(=O)COC(C)=O)C)=C(C)C1=CC1=C2C=NN1C1=CC=CC=C1 RKHQGWMMUURILY-UHRZLXHJSA-N 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000005494 tarnishing Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
Description
Przedmiotem wynalazku jest ferrytyczna, niskoweglowa stal chromowa sluzaca zwlaszcza do budowy aparatów wyparnych do odparowywania, zatezania i/lub oczyszczania wodnych roztworów chlorków i wodoro¬ tlenków metali alkalicznych.Przy przerobie szeregu chemikaliów, w celu uzyskania ich w postaci handlowej, roztwory i zawiesiny poddaje sie czesto odparowywaniu, przy czym wynikiem tej operacji jest zatezenie przerabianego roztworu lub zawiesiny, a czesto oczyszczenie roztworu lub zawiesiny przez wykrystalizowanie albo zanieczyszczen, aibo zadanego produktu.W zaleznosci od wlasciwosci przerabianych materialów, w procesach tych przez cale lata wykorzystywano rózne typy wyparek.Materialy konstrukcyjne wyparek, zwlaszcza powierzchni stykajacych sie z przerabianym materialem, dobierano z punktu widzenia chemicznych i fizycznych wlasciwosci przerabianych materialów, jak równiez warunków cisnienia i temperatury panujacych w ukladzie wyparnym.Zagadnienie wyboru materialów konstrukcyjnych staje sie szczególnie istotne, na przyklad przy przerobie wodnych roztworów wodorotlenków, metali alkalicznych, takich jakie tworza sie podczas elektrolizy wodnych roztworów chlorków metali alkalicznych w elektrolizerach przeponowych. Roztwory takie, które poczatkowo zawieraja 8-14% wagowych wodorotlenku metalu alkalicznego, do 18% wagowych chlorku metalu alkalicznego praz do 0,05% wagowych chloranujnetalu alkalicznego, ogrzewa sie do temperatury 50-200°C przy cisnieniu 0,07-7 atmosfer w celu uzyskania roztworu o wiekszym stezeniu wodorotlenku metalu alkalicznego, przy czym typowa zawartosc wodorotlenku metalu alkalicznego wynosi okolo 35—73% wagowych, chlorku metalu alkalicznego okolo 8% wagowych a chloranu metalu alkalicznego do 0,2% wagowych. Przy stykaniu sie z takimi roztworami oraz w podanych warunkach, materialy konstrukcyjne urzadzenia wyparnego narazone sa nie tylko2 91380 na ostry atak wywolany przez wodorotlenki metali alkalicznych, ale równiez na spowodowane obecnoscia chlorków pekanie naprezeniowe, zwlaszcza w rurach znajdujacych sie w czesci do wymiany ciepla.Dotychczas proponowano rózne materialy konstrukcyjne do tego typu aparatów stosowanych do odparowywania, zatezania i oczyszczenia wodnych roztworów wodorotlenków metali alkalicznych. Materialy te obejmowaly szereg konwencjonalnych stali nierdzewnych, takich jak stale 304,304L, 310,316,316L, itp., które nadawaly sie do tego celu tylko czesciowo, poniewaz w ostrzejszych warunkach pracy szybkosc korozji i ilosc pekniec naprezeniowych byla dostatecznie duza tak, ze wymiana ich byla konieczna co kilka miesiecy. Zaden z tych materialów nie byl zatem zadowalajacy z punktu widzenia dlugotrwalego uzytkowania. Klasycznym materialem konstrukcyjnym wyparek stosowanych w przypadkach wodnych roztworów wodorotlenków metali alkalicznych byl nikiel. Chociaz z punktu widzenia dzialania urzadzenia nikiel jest materialem zupelnie zadowalajacym, to z uwagi na jego wysoka cene czyniono wysilki nad znalezieniem odpowiednich materialów, mniej kosztownych. Jednak az do chwili obecnej wysilki te nie byly uwienczone powodzeniem.Przedmiotem wynalazku jest ferrytyczna, niskoweglowa stal chromowa stanowiaca material konstrukcyjny 0 równowaznej niklowi odpornosci na korozje lecz znacznie do niego tanszy.Ferrytyczna stal chromowa wedlug wynalazku zawiera nie wiecej niz 0,01% wegla, nie wiecej niz 0,4% manganu, nie wiecej niz 0,02% fosforu, nie wiecej niz 0,02% siarki, nie wiecej niz 0,4% krzemu, nie wiecej niz ,015% azotu, nie wiecej niz 0,20% miedzi, nie wiecej niz 0,60% niklu z miedzia, 25,0-27,5% chromu, 0,75—1,50% molibdenu oraz zelazo do zrównowazenia bilansu. Podane procenty sa procentami wagowymi.Ferrytyczna stal chromowa o podanym skladzie charakteryzuje sie niska zawartoscia wegla oraz wegla i azotu, przy czym zawartosc tych skladników jest znacznie nizsza niz w innych stalach nierdzewnych. Ponadto korzystnie jest jesli nie zawiera ona niklu. Material taki wytwarza sie w procesie rafinacji w piecu elektronowym, w którym stopiony material poddany jest przez dluzszy okres czasu dzialaniu bardzo wysokiej prózni na przyklad 0,5 mikrona, przy czym material ogrzewany jest przy pomocy wiazki elektronowej. Takie zródlo ciepla zapewnia zlokalizowanie w stopionym metalu obszarów silnego nagrzania, co w konsekwencji ulatwia ulotnienie sie i usuniecie zanieczyszczen. Z kolei rafinowany metal odlewa sie w sposób ciagly, wykorzystujac cieplo wiazki elektronowej do utrzymywania go w stanie plynnym. Sposób i urzadzenie do wytwarzania fer- rytycznej stali chromowej podane sa w amerykanskim opisie patentowym nr 3764297.Stwierdzono, ze ferrytyczna stal chromowa o podanym wyzej skladzie moze byc wykorzystywana jako pelnowartosciowy material zastepczy niklu w systemie wyparnym stosowanym do odparowywania, zatezania i oczyszczania wodnych roztworów chlorków i wodorotlenków metali alkalicznych. Typowe dla takich systemów wyparnych jest to, ze skladaja sie one z jednej lub wiecej jednostek wyparnych, w których przeprowadza sie odparowywanie pod próznia wodnych roztworów chlorków i wodorotlenków metali alkalicznych, takich jak roztwory sody kaustycznej z elektrolizera przeponowego, z wytworzeniem stezonego, oczyszczonego wodoro¬ tlenku sodowego.Aparat wyparny moze nalezec do jednego z typów aparatów, znanych jako nadajace sie do uzycia w przypadku roztworów sody kaustycznej, takich jak wyparki z warstewka wznoszaca sie, wyparki z wymuszona cyrkulacja, z zewnetrznym lub wewnetrznym systemem cyrkulacyjnym, itp. Bez wzgledu na poszczególny typ stosowanego aparatu wyparnego wszystkie te jednostki posiadaja komore odbierajaca ciecz do której wprowadza sie wszystkie przerabiane roztwory, na przyklad roztwór sody kaustycznej z przestrzeni katodowej elektrolizera przeponowego. W typowym rozwiazaniu konstrukcyjnym komora ta znajduje sie w dolnej czesci aparatu i po&iada polaczenie Iz przeplywowa strefa grzejna zawierajaca wymienniki ciepla. Charakter komory odbiorczej moje sie jednak zmieniac w zaleznosci od poszczególnego typu wyparki. Na przyklad w pewnych okolicznosciach komora moze byc oddzielnym, odmiennym urzadzeniem, w innych moze byc rura lub przewodem innego rodzaju, albo po prostu komora lub obudowa pompy cyrkulacyjnej. Dla wygody, przez „komore odbierajaca ciecz" nalezy rozumiec te czesc aparatu, bez wzgledu na jej szczególna konfiguracje, do której wprowadza sie przerabiany roztwór.Przeplywowa strefa grzejna moze byc jakiegokolwiek odpowiedniego typu, chociaz w zasadzie stanowi skrzynke parowa zawierajaca rurki wymiennika ciepla lub kotla. W typowych systemach wodny roztwór chlorku 1 wodorotlenku sodowego przeplywa przez rury, które moga byc rozmieszczone poziomo lub pionowo, przy czym skrzynka parowa umieszczona jest albo wewnatrz, albo na zewnatrz aparatu wyparnego. Przy takim rozmieszczeniu para lub inne medium grzejne przechodzi przez skrzynke parowa, na zewnatrz rurek grzejnych.W innym rozwiazaniu mozna zastosowac skrzynke parowa lub wymiennik ciepla, w których para lub inne medium grzejne przechodzi przez rurki, a poddawany obróbce roztwór przepuszcza sie na zewnatrz tych rurek.Dodatkowo aparat wyparty jest wyposazony w odpowiednie przewody rurowe do przeprowadzenia przerabia¬ nych roztworów z komory odbiorczej do strefy grzejnej.W zaleznosci od konfiguracji aparatu i umiejscowienia strefy grzejnej, przewody te moga byc umieszczone91380 3 albo wewnatrz albo na zewnatrz aparatu wyparnego. Odpowiednie przewody umieszczone sa takze miedzy strefa grzejna i komora rozdzielcza, w której z przerabianego roztworu wytwarza sie mieszanine ciecz-para. Komoja rozdzielcza, pracujaca normalnie pod próznia, moze byc wyposazona w przegrody lub urzadzenia rozdzielcze, których zadaniem jest zapewnienie równomiernego rozdzialu mieszaniny ciecz-para w calym przekroju komory rozdzielczej, to jest zapewnienie takiego wywiazywania sie pary z cieczy, przy którym porywanie i unoszenie cieczy z para jest minimalne. Przewidziane sa ponadto takze odpowiednie przewody do zawracania cieczy t komory rozdzielczej do komory odbierajacej ciecz, z której nastepnie ciecz zawraca sie przez strefe grzejna z powrotem do komory rozdzielczej.W szeregu przypadków, w celu uzyskania wlasciwego rozdzialu i przeplywu przerabianego roztworu przegrody i urzadzenia rozdzielcze moga byc umieszczone w komorze odbiorczej, strefie grzejnej i róznych przewodach/Jak równiez w komorze rozdzielcze].Aparat wyparny moze pracowac oddzielnie, jak wyparka jednodzialowa albo w polaczeniu zjedna lub wieksza iloscia jednostek, w systemie odparowywania wlelodzlalowego. W systemie tym typowe jest na przyklad odparowywanie trójstopniowe, w którym pare wprowadza sie jako medium grzejne do strefy grzejnej lub skrzynki parowi) pierwsze] wyparki podczas gdy pare goraca z komory rozdzielczej pierwszej wyparki wprowadza ste Jako medium grzejne do strefy grzejnej lub skrzynki parowej drugiej wyparki. I analogicznie, goraca pars) i komory rozdzielczej drugiej wyparki wprowadza sie jako medium grzejne do strefy grzejnej lub skrzynki parowa} trzeciej wyparki. Przerabiany roztwór zawierajacy chlorek i wodorotlenek sodowy, tj. roztwór sody kaustycznej z elektrollzera przeponowego, wprowadza sie do komory odbiorczej trzeciej wyparki, w której przeprowadza sie wstepne zatezenie I oczyszczenie tego roztworu. Z kolei czesciowo zatezony i oczyszczony roztwór wprowadza sie do komory odbiorczej drugiej wyparki, w której przeprowadza sie dalsze zatezania I oczyszczenie roztworu. Uzyskany roztwór przechodzi nastepnie do komot y odbiorczej pierwszej wyparki W której zatezenle i oczyszczahle koriczy sie I w której stezony, oczyszczony roztwór sody kaustycznej odbiera sie Jako produkt kortoowy.W Innym sposobie roztwór z elektrollzera mozna wprowadzic najpierw do drugiej, nastepnie do trzeciej I wreszcie pierwszej wyparki. Widac, zatem, ze w pierwszym dziale panuje najwyzsza temperatura i najwieksze stezania wodorotlenku sodowego, natomiast wdziala trzecim wystepuja najwieksze stezania chlorku sodowego.Wdziala pierwszym temperatura wynosi zwykle okolo 120-200°C, stezania wodorotlenku sodowego zawieraja sie w granicach okolo 30-73% wagowych a chlorku sodowego w granicach okolo 4-10% wagowych, natomiast Cisnienia wynosza 0,7-7 atmosfer. Z kolei W wyparce trzeciej typowe temperatury wynosza okolo 40-70°C, stezenia wodorotlenku zawieraja sie w granicach okolo 9-20% wagowych, stezenia chlorku sodowego w grani¬ cach okolo 10-18% wagowych a cisnienia wynosza okolo 0-0,14 atmosfery. W ogólnosci w drugim dziale wyparnym panuja warunki posrednie miedzy warunkami panujacymi w dziale pierwszym i trzecim, to jest typowa sa temperatury okolo 70-120*0, stezenia wodorotlenku sodowego okolo 20-30% wagowych, stezenia chlorku sodowego okolo 6-14% wagowych I cisnienia w granicach 0,21 -1,05 atmosfer.W przypadku, gdy stosuje sie raczej wyparke jednodzialowa niz opisany wyzej wielodzialowy system, warunki temperatury, cisnienia i stezania panujace w wyparce lub jednostce wyparnej sa w ogólnosci zblizone do warunków panujacych w pierwszej wyparce baterii trójdzialowej.Z powyzszego widac, ze materialy stosowane w konstrukcji aparatów lub jednostek wyparnych narazone sa na zmienne stezenia wodorotlenku i chlorku sodowego, zarówno w fazie cieklej jak i parowej, oraz w szerokim zakresie cisnien i temperatur. Ustalono jednak, ze podczas pracy urzadzenia korozja i spowodowane chlorkami pekniecia naprezeniowe staja sie znacznie ostrzejsze w przypadku temperatury powyzej 50°C. W takich warunkach, zwlaszcza w temperaturach powyzej 100°C, rozmaite kompozycje stali nierdzewnych badane dotychczas pod katem przydatnosci jako materialy zastepcze niklu, ulegaja znacznej korozji i peknieciom w stosunkowo krótkich okresach czasu. Wyklucza to ich wykorzystanie na skale przemyslowa. Z tego wzgledu nalezy zdawac sobie sprawe, ze najwieksze zagrozenie korozyjne istnieje w rurach skrzynki parowej pierwszej wyparki. Tu wlasnie wnetrza rur stykaja rie z roztworem sody kaustycznej o zawartosci wodorotlenku sodowego okolo 45% w temperaturze okolo 14B°C, podczas gdy ich zewnetrzne strony stykaja sie z para w temperaturze 186°C i pod cisnieniem okolo 10,5 atm. Przy tego rodzaju pracy, efektywny czas uzytkowania stali nierdzew¬ nych jest bardzo krótki i zupelne zniszczenie niektórych z nich nastepuje w czasie okolo 3-4 tygodni.Jakkolwiek szereg czesci skladowych wyparek w normalnej pracy nie jest narazone na tak skrajne warunki korozyjne, albo nawet na temperatury nie wyzsze niz 100°C i moze byc wykonane z dotychczasowych stali nierdzewnych, to jednak zawsze moga zdarzyc sie warunki pracy odbiegajace od normalnych. W takich przypadkach nawet powierzchnie drugiego i trzeciego dzialu moga stykac sie z roztworami o nadzwyczaj wysokich stezeniach sody kaustycznej, w nienormalnie wysokich temperaturach. Korzystne jest zatem zastosowa¬ nie takiego materialu konstrukcyjnego, który bylby odporny na korozje w calym mozliwym zakresie warunków pracy.4 91 380 Do wytwarzania powierzchni aparatu wyparnego lub jednostki wyparnej, które stykaja, sie z roztworami wodorotlenku sodowego i chlorku sodowego albo z parami zawierajacymi porwane roztwory wodorotlenku i chlorku sodowego, wykorzystuje sie ferrytyczna stal chromowa. Jak wskazywano uprzednio do takich powierzchni w aparatach lub jednostkach wyparnych naleza powierzchnie komory odbiorczej, rur przeplywo¬ wych w strefie grzejnej, komory rozdzielczej, przewodów przegród I urzadzen rozdzielczych itp. Winnym roztwiazaniu z ferrytycznej stali chromowej moze byc wykonany raczej caly aparat wyparny, a nie tylko te czesci, które stykaja sie z roztworem i/lub parami w temperaturach powyzej 50°C.Inna mozliwosc polega na tym, ze z ferrytycznej stali chromowej wedlug wynalazku moga byc wykonane tylko wewnetrzne powierzchnie jednostki wyparnej lub aparatu wyparnego. Mozna tego dokonac przez pokrycie materialu o mniejszej odpornosci korozyjnej, takiego jak stal miekka, stopem z ferrytycznej stali chromowej wykorzystujac do tego celu odpowiednia technike, taka jak walcowanie, lutowanie twarde, spawanie, laczenie eksplozyjne, itp. Chociaz zastosowanie materialu okladzinowego moze byc cokolwiek tansze to powstaje jednak problem utrzymania pelnego wiazania miedzy korodujacym materialem zewnetrznym i warstwa wewnetrzna utworzona z odpornej na korozje ferrytycznej stali chromowej. Dotyczy to w szczególnosci operacji ksztaltowa¬ nia, spawania i montowania jednostek wyparnych. Z tej przyczyny jak juz opisywano, ferrytyczna stal chromowa, stosuje sie korzystnie raczej jako taka, a nie jako material powleczeniowy. Tym sposobem eliminuje sie problemy utrzymania wiazania miedzy powierzchniami metalicznymi i uzyskuje sie jednostke wyparha, która moze byc wykorzystana albo jako pierwsza, druga lub trzecia wyparka w baterii wyparnej, albo tam gdzie nie stosuje sie odparowywania wielodzialowego, jako pojedynczy aparat wyparny.Przy konstruowaniu jednostki wyparnej 2 ferrytycznej stali chromowej mozna w ogólnosci korzystac z techniki konwencjonalnej. Zatem do wytworzenia czesci skladowych jednostki wyparnej mozna wykorzystac konwencjonalne sposoby obróbki i ksztaltowania, przyczyni czesci mozna dalej laczyc stosujac rózne techniki spawania, az do skonstruowania gotowej jednostki wyparnej. Tak wykonane jednostki moga dalej pracowac juz w pelnym zakresie temperatur, cisnien i stezen chemikaliów. Stwierdzono, ponadto, ie Ich czas uzytkowania jest co najmniej równy czasowi uzytkowania porównywalnych jednostek wyparnych wykonanych z niklu.Przedmiot wynalazku jest wyjasniony w przykladach, które nie ograniczaja jego zakretu. W przykladach tych, jesli nie wskazano inaczej czesci i procenty oznaczaja czesci I procenty wagowe a temperatury podano w stopniach Celsjusza. Ponadto material oznaczony w przykladach jako „E—Brite 28—1" jest ferrytyczna stara o podanym uprzednio skladzie, dostarczona przez firme Airo Vacuum Metals. Przyklady te ilustruja tylko wynalazek oraz sposób jego realizacji, nie ograniczajac jego zakresu.W przykladach tych wykorzystano standardowy system odparowywania trójdzialowego 3*2-1, skladajacy sie z trzech konwencjonalnych jednostek wyparnych z wymuszona cyrkulacja. W komorze rozdzielczej lub przestrzeni parowej pierwszej wyparki zawieszone próbki róznych metali o przyblizonych wymiarach 3,8 X 8,98 cm. Niektóre z nich znajdowaly sie w cieczy kornory, w której stykaly sie z roztworem zawierajacym w przybli¬ zeniu 45% wagowych wodorotlenku sodowego 5,8% wagowych chlorku sodowego, 1,0% wagowy siarczanu sodowego i okolo 0,05% wagowego chloranu sodowego, w temperaturze okolo 140°C. Inne próbki zawieszono w czesci parowej komory, gdzie stykaly sie z silnie przegrzana para wodna w temperaturze okolo 140ÓC, która zawierala slady cieczy porwanej z czesci .cieczyw komorze. W takich warunkach utrzymywano w wyparce próbki metali, przy czym system wyparny pracowal przez okres 33 dni. Po uplywie tego czasu próbki wyjeto zmierzono stopien ich skorodowania, który warazono jako szybkosc korozji w milimetrach/rok. Stosujac takie postepowanie uzyskano wyniki podane w tabeli. Nalezy miec na uwadze, ze niektóre próbki mialy wycisniete wglebienia, podczas gdy na innych, w poprzek próbki, przebiegal scieg spoiny. Próbki z wglebieniami oznaczono w tabeli jako „g" a próbki ze szwem spawalniczym jako „W".Przy klady od I do VII znajduja sie w tabeli.Przy kl,ad VIII. Korzystajac z wyzej opisanego aparatu kilka niklowych rurek ze skrzynki parowej pierwszej wyparki zastapiono rurkami wykonanymi z nastepujacych materialów E—Brite, stal nierdzewna 304, stal nierdzewna 309, stal nierdzewna 316, tytan 50A. Rurki ze stali nierdzewnej 304 posiadaly poczatkowa grubosc scianek 0,21 cm, z tytanu 50 A 0,089 cm, podczas gdy grubosc scianek rurek pozostalych wynosila poczatkowo 0,165 cm.System wyparny pracowal poczatkowo w sposób wyzej opisany. Stwierdzono, ze zaledwie po 2 godzinach pracy rurki z tytanu 50A ulegly zniszczeniu i musialy byc usuniete ze skrzynki parowej. Po 25 dniach pracy ze skrzynki parowej wyjeto rurki ze stali nierdzewnych 304, 309, i 316, przy czym stwierdzono, ze rurki ze stali nierdzewnej 316 stracily na sztywnosci. Zbadano rurki ze stali nierdzewnych 304 i 309 i stwierdzono, ze w obydwu przypadkach rurki znacznie zcienialy sie na kazdym koncu, przy czym grubosc scianek rurek ze stali 304 zmniejszyla sie od poczatkowej 0,21 cm do 0,101—0,106 cm, a rurki ze stali 309 od poczatkowej 0,165 cm do 0,104—0,109 cm. Zaobserwowano ponadto ogólne zcienienie rurek ze stali 303 do 0,528 mm na calej91 380 5 dlugosci w ciagu 25 dni, co odpowiada ogólnej szybkosci korozji 7,416 mm/rok. Rurki ze stali 309 wykazywaly ogólne zciemenie na cale] dlugosci okolo 0,0254 mm w ciagu 25 dni, co odpowiada ogólnej szybkosci korozji okolo 0,370 nm/rok.Po 116 dniach pracy urzadzenia wyjeto rurki 2e stali E-Brite, Grubosc scianek na koncach rurek zmhiejssyla Sie tylko do OJ54'-0,160 cm od grubosci 0J65 cm. Ponadto maksymalne zcienienle na calej grubosci rurek wynosilo okolo 0,0254 mm wciagu 118 dni, co odpowiada ogólnej korozji okolo 0,0787 mm/rok* Z powyzszych wyników widac, ze stop ferrytycznej stali nierdzewnej, oznaczony jako „E-Brite 26-1", wykazuje znacznie nizsza szybkosc korozji niz rózne badane stale nierdzewne oraz, le szybkosc korozji tego materialu jest zasadniczo taka sama jak dla niklu. Material ten jest zatem odpowiednim substytutem niklu jako meWial konstrukcyjny w jednostkach wyparnych do pracy z roztworami zawierajacymi chlorek (wodorotlenek sodowy, w temperaturach powyzej okolo B0°C.Przyklad iX. Korzystajac z materialu „E-Brite 26—1" konstruuje sie jednostke wyparna typu konwencjonalnego z wymuszona cyrkualcja. W jednostce tej material uzytyjest do wykonania komory odbieraja¬ ce] ciecz, rurek i oslon rurek w skrzynce parowej, komory rozdzielczej lub przestrzeni parowej, przegród i urzadzen rozdzielczych znajdujacych sie w przestrzeni parowej i komorze odbiorczej jak równiez przewodów laczacych te komory. Jesli odparowywaniu poddaje sie ciecz z przestrzeni katodowej etektrolizera przeponowe¬ go, zawierajaca okolo 11% wagowych wodorotlenku sodowego, 16% wagowych chlorku sodowego, 0,4% wagowego siarczanu sodowego i 0,01% wagowego chloranu sodowego, w temperaturze okolo 80°C, to odpornosc korozyjne tych jednostek je$t co najmniej równowazna odpornosci korozyjnej porównywalnych jednostek wykonanych z niklu, zarówno wtedy, gdy jednostka pracuje jako wyparka jednodzialowa, jako wyparka pierwsza w baterii trójdzialowe], albo jako pierwsze, druga lub trzecia wyparka w takim systemie. ,0185 0,0193 0,0076 0,0147 0,0086 _ 0,0078 0,1717 0,1737 Nieznaczne brazowawe zabarwienie, brak sladów ataku korozyjnego Korozja miedzyziarnowa w uczulo- onych obszarach przyleglych do spoin Rozpuszczona ogólna korozja oraz kilka lekkich wzerów Rozproszona korozja ogólna oraz kilka lekkich wzerów Rozproszona korozja ogólna oraz kilka lekkich wzerów Rozproszona korozja ogólna oraz kilka lekkich wzerów Rozproszona korozja ogólna oraz kilka lekkich wzerów Rozproszona korozja ogólna oraz - kilka lekkich wzerów Rozproszona korozja ogólna Pewne zmatowienie powierzchni rozproszona lekka korozja ogólna Pewne zmatowienie powierzchni, rozproszona lekka korozja ogólna Pewne zmatowienie powierzchni, rozproszona lekka korozja ogólna Bardzo duza korozja ogólna i wy¬ trawienie powierzchni Bardzo duza korozja ogólna i wy¬ trawienie powierzchni, uprzywile¬ jowany atak na spoiny Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 10 zl PL
Claims (1)
1. Zastrzezenie patentowe Ferrytyczna niskoweglowa stal chromowa zawierejaoe nie wiecej niz 0,40% wagowych manganu, nie wiecej niz 0,02% wagowych fosforu, nie wiecej niz 0,02% wagowych siarki, nie wiecej niz 0,40% wagowych krzemu, nie wJecei niz 0,015% wagowych azotu, nie wiecej niz 0,20% wagowych miedzi, nie wiecej niz 0,60% wagowych niklu z miedzia, oraz zelazo do zrównowazenia bilansu, zwlaszcza do budowy aparatów wyparnych do odparowywania, zatezania i/lub oczyszczania roztworów zawierajacych wodorotlenki i chlorki metali alkalicz¬ nych, znamienna t y m, z& zawiera 25,0-27,5% wagowych chromu, 0,75-1,50% wagowych molibdenu oraz nie wiecsj niz 0,01% wagowych wegla.91 380 Tabele Szybkosc korozji Przyklad Material Warunek w milimetrach/rok Faza ciekla Faza parowa Uwagi 6 IV VI VII E-Brite Stal nierdzewna 304 Stal nierdzewne 309 - Stal nierdzewna 316 • Stop Monola 400 "» Nikiel 200 lJ Tytan 60A S W S W S w S w S w s w S w 0,0027 0,0165 0,4592 0,5163 0,0132 0,1337 0,2908 0,2903 0,0274 0,0104 0,0094 _:0,0157 2,1427 , 3,766 0,00685 0,0155 0,0170 0,0134 0,0152 0,0325 0* PL
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL91380B1 true PL91380B1 (pl) | 1977-02-28 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5027891A (en) | Method for transferring heat between process liquor streams | |
| ES2268471T3 (es) | Procedimiento para la produccion de cloro mediante la oxidacion en fase gaseosa de cloruro de hidrogeno. | |
| US20160231070A1 (en) | Apparatus for processing highly corrosive agents | |
| DK143202B (da) | Svejsede konstruktioner saasom varmevekslere | |
| US3114415A (en) | Shell and tube heat exchangers | |
| BR0304652A (pt) | Aparelho de feixe de tubos, uso do mesmo, e, métodos para a fabricação de um aparelho de feixe de tubos e para a modificação de equipamento pré-existente | |
| CN101660116A (zh) | 一种钢制散热器热浸渗铝工艺 | |
| PL91380B1 (pl) | ||
| US3937646A (en) | Evaporation apparatus of special material | |
| KR102505203B1 (ko) | 질산정제폐열 재활용 효율이 우수하고, 금속이온 용출이 적은 탄탈륨 소재 리보일러를 이용한 초고순도 질산정제시스템 | |
| EP0074434B1 (en) | Heat exchanger and use thereof | |
| SE450009B (sv) | Sett att inhibera korrosion i kerl bestaende av nickelhaltig metall, som anvends vid koncentrering av alkaliska losningar, med hjelp av hydrazin | |
| JPH0525944B2 (pl) | ||
| GB1565165A (en) | Process for concentration of caustic alkali solution produced by ion exchange membrane type electrolysis | |
| ES2109617T3 (es) | Metodo de fabricacion de un conjunto de tubos para intercambiador de calor. | |
| ES2108946T3 (es) | Aleacion de aluminio extruible, resistente a la corrosion. | |
| BRPI0708094A2 (pt) | aparelho para reação de oxidação de ácido clorìdrico e método para reação de oxidação de acìdo clorìdrico | |
| Weisert | High alloys to combat corrosion | |
| US4202751A (en) | Sacrificial anode and apparatus employing same for treating hot sea water | |
| CN106382833A (zh) | 一种可直接冷却换热的冷水机组蒸发器 | |
| US2212813A (en) | Apparatus for the concentration of acids | |
| CN220736270U (zh) | 一种提取高纯铼酸铵的蒸发结晶装置 | |
| Rhodes | Corrosion and other Problems in the Use of Metals at High Temperatures in the Chemical Industries | |
| Hampel | Tantalum makes some products feasible | |
| KR800001113B1 (ko) | 이온 교환막법 전해에 있어서의 가성 알칼리 수용액의 농축 방법 |