〔提(tí)要〕燒堿(jiǎn)(Na0H)生産中(zhong),對進入(rù)每台電(diàn)解槽的(de)精制盆(pén)水,過去(qù)📱慣用 玻(bō)璃轉子(zi)流量計(jì) 測量流(liú)量。這種(zhong) 流量計(jì) 的玻璃(li)錐管材(cái)質,以往(wǎng)國内均(jun1)用翻矽(xi)玻璃制(zhì)造,而矽(xi)離子接(jie)📞觸介質(zhi)将造成(chéng)離子膜(mó)電槽的(de)膜片中(zhōng)毒,從而(ér)大大降(jiang)低離子(zi)膜的‼️壽(shou)命,國外(wai)在這種(zhong)場合下(xià)使用的(de)玻璃錐(zhui)管采用(yong)聚礬玻(bo)瑞材質(zhi)(如美國(guó)、原聯🧡邦(bāng)德國)這(zhè)樣可以(yǐ)克服上(shang)述弊🌏病(bing)。
1前言
　　氯(lü)堿工業(yè)是以氯(lü)化鈉(鹽(yan))爲主要(yào)原料生(shēng)産基本(ben)化⁉️工原(yuán)料🥰燒🏃🏻‍♂️堿(jiǎn)和氯氣(qì)的工業(ye),燒堿廣(guang)泛用于(yú)輕工、化(huà)學纖維(wéi)、紙及紙(zhǐ)漿、紡織(zhi)、鋁🌂、肥皂(zao)、印染、冶(yě)金、化工(gōng)、食品等(deng)工業。而(ér)氯氣也(yě)以氯氣(qi)、液氯、鹽(yan)酸、次氯(lǜ)酸鈉等(děng)形式被(bei)廣泛用(yong)于聚氯(lǜ)乙烯氯(lü)溶劑、紙(zhi)及紙漿(jiāng)、聚氨脂(zhī)、上下水(shui)處理㊙️及(ji)其他化(huà)學藥器(qi)等領域(yù)。
　　氯堿工(gōng)業的發(fā)展狀況(kuang),也可以(yi)說是顯(xiǎn)示該國(guó)的經濟(jì)活動和(he)産🐇業發(fa)展的水(shui)平。盡管(guan)我國燒(shao)堿産量(liang)增長速(sù)度較快(kuài),但尚不(bú)📱能滿足(zu)國民經(jīng)濟發展(zhan)的需要(yào)。近幾年(nián)💃🏻來,每年(nian)尚需進(jìn)口20萬噸(dun)高純度(dù)燒堿主(zhǔ)要用于(yú)紡織部(bù)門。
　　目前(qián)世界燒(shāo)堿總産(chǎn)量已接(jie)近5000萬噸(dūn),其中美(měi)國居第(di)一位,原(yuan)聯邦德(de)國居第(di)二位,日(rì)本第三(sān)位,原蘇(sū)聯第四(sì)位☔,我國(guó)🌈爲第五(wu)位。
　　據有(you)關方面(mian)預測、在(zài)今後5一(yī)10年中世(shì)界範圍(wei)内氯堿(jian)工業将(jiāng)進入一(yi)個持續(xù)增長、緩(huan)慢發展(zhǎn)的階段(duan),其燒堿(jian)和氯氣(qì)的增㊙️長(zhang)率預測(ce)如表1。

　　根(gen)據市場(chang)需求,化(hua)工部生(sheng)産管理(lǐ)部門建(jiàn)議“八五(wǔ)”期間燒(shāo)堿增長(zhǎng)速度年(nián)平均5.5%,其(qi)中前兩(liǎng)年爲4%,後(hòu)三年爲(wèi)6%,“八五”期(qi)間年産(chan)量預測(cè)如表2。

　　燒(shao)堿生産(chan)主要有(yǒu)隔膜法(fa)、水銀法(fa)和離子(zǐ)膜法。作(zuo)爲一種(zhǒng)傳統🌈的(de)生産方(fang)法,隔膜(mo)法的産(chan)量最多(duo),約占50%左(zuǒ)右,水銀(yin)法由于(yu)🏃🏻環境污(wū)染問題(ti)已逐步(bu)被淘汰(tai)(如日本(ben)到80年代(dài)末已停(ting)止生💜産(chan)),離子膜(mó)法是70所(suo)代開始(shi)發♊展的(de)先進的(de)生産方(fāng)法,目前(qian)新🈚技術(shù)離子膜(mó)法生産(chan)燒堿裝(zhuang)置及技(jì)術是國(guo)際上已(yi)成熟的(de)先進技(jì)術。近幾(ji)年來我(wo)國💋分别(bie)從日本(ben)、美國、英(ying)國等國(guo)家引進(jin)成套離(lí)子膜電(dian)解設備(bei)和技術(shu),對發展(zhǎn)我國氯(lü)堿工業(yè)有很大(dà)的幫助(zhu)和提高(gao),也促進(jin)我國對(duì)⭐離子膜(mo)燒堿生(sheng)産的國(guó)⁉️産化進(jin)程。
　　與以(yǐ)往傳統(tǒng)的隔膜(mo)法電解(jie)相比較(jiao),離子膜(mó)法電解(jiě)㊙️其📱特🚶點(diǎn)是能耗(hao)低(比隔(ge)膜法、金(jin)屬陽極(ji)法燒堿(jiǎn)低30寫~35%)産(chan)品🏃🏻産量(liang)質量提(tí)高✏️,所産(chǎn)的高純(chún)堿是輕(qing)紡工業(yè)極需的(de)原料(即(jí)離子膜(mo)法電解(jie)槽㊙️出來(lai)的堿液(ye)即爲産(chan)品,純度(dù)高,不需(xū)蒸發濃(nong)度已達(da)商品堿(jian)要求(31%),同(tong)時生産(chǎn)出來的(de)氯💃氣純(chun)度也高(gāo),含氧比(bǐ)金屬陽(yáng)極聯産(chan)的氯氣(qì)低4倍,占(zhan)地面積(ji)小,投資(zi)低(比金(jin)屬陽極(jí)裝置低(dī)10%),産品成(chéng)本低、經(jing)濟效益(yi)好。因此(ci)國際上(shàng)發展極(ji)快,1990年此(cǐ)法生産(chǎn)的燒堿(jiǎn)占世界(jiè)燒堿總(zǒng)産量20寫(xie),尤其是(shì)新增的(de)生産廠(chǎng)在我國(guó)大部分(fen)都采用(yong)該技術(shù)。
2耐堿玻(bō)璃轉子(zi)流量計(ji)研制課(ke)題的提(tí)出
　　離子(zǐ)膜電解(jiě)槽出口(kǒu)的堿液(yè)要求進(jìn)行現場(chǎng)流量指(zhi)示,由于(yú)玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計,直觀(guān)可靠,體(ti)積小,安(an)裝、使用(yòng)、維修方(fāng)便,價格(gé)便宜,國(guo)内外均(jun1)采用該(gāi)類流量(liang)計。衆所(suǒ)周知,氯(lǜ)堿生産(chan)介質的(de)腐蝕性(xing)是相當(dāng)嚴重的(de),盡管國(guó)内已有(yǒu)采用ICr18NigTi及(ji)四氟乙(yi)烯一六(liu)氟丙烯(xi)共聚物(wu)(FEP)即氟46 耐(nai)腐型玻(bō)璃轉子(zǐ)流量計(ji) ,但實踐(jiàn)證明仍(réng)不能解(jiě)決氯堿(jiǎn)裝置上(shang)的耐腐(fu)蝕問題(tí)。
　　近年來(lái),我國從(cong)國外引(yǐn)進的一(yī)批隔膜(mo)法和離(li)子膜🌍法(fǎ)燒堿裝(zhuāng)置中,已(yi)有新型(xíng)耐腐玻(bō)璃轉子(zi)流量計(ji),較好地(dì)解決了(le)強腐蝕(shi)👉性問題(ti),國内300多(duō)家大小(xiǎo)氯堿廠(chǎng)⚽,均希望(wàng)國内也(ye)能提供(gong)🔞達到國(guo)際水平(ping)的耐堿(jian)玻璃轉(zhuǎn)子流量(liang)🌏計。化工(gōng)部💯第八(ba)設計院(yuàn)爲解決(jue)耐堿玻(bo)璃💰轉子(zǐ)流量計(jì)♊國内配(pei)套問💃題(tí),選擇了(le)國⭐内生(shēng)産玻璃(li)🔞轉子流(liú)量計🔅曆(li)史最長(zhang)、批量最(zui)大、近年(nian)從原聯(lián)邦德國(guó)克隆尼(ní)公司引(yǐn)進了世(shì)界一流(liú)玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計專有(yǒu)技術及(jí)關鍵設(shè)🐪備的熱(rè)工儀表(biǎo)總廠協(xié)商聯合(he)開發研(yán)制🈲,經雙(shuang)方研究(jiū),同意合(hé)作開發(fa)耐堿玻(bo)璃轉💛子(zi)流量計(ji)。
3氯堿裝(zhuang)置用玻(bo)璃轉子(zi)流量計(jì)技術要(yao)求
經雙(shuang)方協商(shang)确定氯(lǜ)堿裝置(zhi)用玻璃(li)轉子流(liú)量計技(ji)😄術要求(qiú)如下👨‍❤️‍👨。
堿(jiǎn)液LZP一40F玻(bo)璃轉子(zi)流量計(ji)
被測介(jiè)質:31%wtNaOH堿液(ye);
被測介(jiè)質标稱(cheng)溫度;80C;
允(yun)許最高(gāo)介質溫(wen)度:150`C;
工作(zuò)壓力:0.15MPa;
允(yǔn)許最大(dà)工作壓(yā)力:。.25MPa;
量程(chéng):1~5m3/h;
公稱通(tōng)徑:DN40;
精度(dù)等級:4級(ji);
安裝方(fang)式:見圖(tu)1。

②鹽液LZB一(yī)25FA玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計
被測(ce)介質:NaCI鹽(yán)液;
被測(cè)介質标(biao)稱溫度(dù):75C;
允許最(zuì)高介質(zhì)溫度:20oC;
工(gōng)作壓力(lì):0.3MPa;
允許最(zuì)大工作(zuò)壓力:1.ZMPa;
量(liang)程:0.3一2.2m3/h;
公(gong)稱通徑(jing):DN25;
精度等(děng)級:4級;
安(ān)裝方式(shi):見圖2;

4研(yán)制概況(kuang)
　　玻璃轉(zhuan)子流量(liàng)計的基(ji)本元件(jian)是一根(gēn)由下向(xiàng)上擴💛大(dà)的垂直(zhi)錐管(通(tong)常采用(yòng)硼矽酸(suān)鹽玻璃(li)成型)和(he)一隻随(suí)着流體(tǐ)流量變(bian)🚶化而可(kě)以沿着(zhe)錐管軸(zhou)向自由(you)浮動的(de)浮子(通(tong)常用ICr18NigTi不(bu)❤️鏽鋼或(huò)鋼質包(bāo)塑)。熱工(gong)儀表總(zǒng)廠結合(hé)國内玻(bō)璃轉子(zǐ)流量計(jì)幾十年(nian)設計經(jīng)驗🤟及引(yǐn)進原聯(lian)邦德國(guó)克隆尼(ni)公司專(zhuan)有🏃‍♀️技術(shu)設計了(le)該型玻(bo)璃轉子(zǐ)流量計(ji)。研制耐(nài)堿玻璃(li)轉子流(liú)量計📱的(de)關鍵是(shi)選擇新(xin)型的耐(nài)腐材料(liao)及🛀采用(yòng)與新型(xíng)材料相(xiàng)适應的(de)加工工(gōng)藝。
下面(miàn)分别簡(jiǎn)述錐管(guan)與浮子(zǐ)的研制(zhi)。
①錐管的(de)研制
　　燒(shao)堿裝置(zhi)中的鹽(yán)液玻璃(lí)轉子流(liú)量計,因(yīn)硼矽酸(suan)鹽玻璃(li)有一定(dìng)的化學(xué)穩定性(xìng),對鹽液(yè)具有較(jiào)好的防(fáng)腐性能(néng),故鹽液(ye)玻璃轉(zhuan)子😘流量(liàng)計仍采(cai)用硼矽(xi)酸鹽玻(bo)璃成型(xíng)錐管。但(dàn)因硼矽(xi)酸鹽玻(bō)璃對31%wtNaOH堿(jiǎn)液的耐(nai)腐性較(jiào)差,必須(xu)選擇新(xīn)型的耐(nài)腐蝕材(cai)料,這種(zhong)材料除(chú)💰了在耐(nai)腐性方(fāng)面要大(dà)大優于(yu)硼矽酸(suān)鹽玻璃(li)外,仍😄應(ying)保持硼(peng)矽酸鹽(yan)玻璃透(tou)明可見(jian),熱穩定(dìng)性及一(yī)定的抗(kang)壓強度(dù)。經反複(fú)比較及(jí)國産新(xin)‼️材料的(de)調研,最(zuì)後确定(ding)采用聚(jù)諷塑料(liào)。
　　聚礬(PSF)塑(su)料是一(yi)種新型(xíng)的熱塑(su)性材料(liào),具有較(jiao)高的♊熱(rè)性能和(he)高溫下(xià)的機械(xie)強度及(jí)化學穩(wen)定性。國(guó)産S一100本(ben)色聚⭕諷(feng)的主要(yao)性能指(zhǐ)标見表(biao)3。

國産S一(yi)100聚礬塑(sù)料耐化(huà)學腐蝕(shi)性見表(biǎo)

備注:
優(you)—抗張強(qiang)度變化(huà)率在10%以(yi)内,外觀(guan)無變化(hua);
好—抗張(zhāng)強度變(biàn)化率在(zai)20%以内,外(wai)觀無變(biàn)化;
良—抗(kang)張強度(dù)變化率(lǜ)在30%以内(nei),外觀微(wei)變化;
可(kě)—抗張強(qiáng)度變化(hua)率在30%以(yǐ)内外觀(guān)開裂;
耐(nai)化學腐(fu)蝕性試(shì)驗條件(jian)
溫度:常(cháng)溫;
試驗(yàn)樣品:2mm×9mm×45mm啞(ya)鈴條;
浸(jìn)演時間(jiān):30天。
　　綜上(shàng)所述,聚(ju)飒塑料(liào)應該是(shi)耐堿玻(bo)璃轉子(zǐ)流量計(jì)錐管的(de)🈲理想🈲材(cai)料,但聚(jù)礬塑料(liao)因加工(gōng)時流動(dong)性差,加(jiā)工比較(jiao)困難,而(ér)錐💃🏻管又(you)要求透(tou)明可見(jiàn)、光潔度(dù)高。
②浮子(zi)的研制(zhi)
　　國産LZB、LZJ系(xi)列普通(tong)型玻璃(li)轉子流(liu)量計浮(fu)子采用(yòng)ICrl8NigiT不鏽鋼(gang)或瑪瑙(nǎo)加工而(ér)成。近年(nian)來,LZB、LZJF系列(lie)耐腐玻(bō)璃轉子(zǐ)流量計(jì),開始采(cǎi)用鋼質(zhi)浮子包(bao)封四氟(fu)乙烯一(yi)六氟丙(bing)烯共聚(jù)物(FEP)(俗稱(cheng)F46)大大提(tí)高了玻(bō)璃轉子(zǐ)流量計(ji)的耐腐(fǔ)蝕性能(néng),但在耐(nai)腐蝕性(xing)能方面(mian)仍不能(neng)滿足各(gè)種❄️強腐(fu)蝕介質(zhi)的防腐(fu)要求,爲(wei)了解決(jué)耐堿玻(bō)璃轉子(zǐ)㊙️流量計(jì)浮子耐(nai)腐問題(ti),熱工儀(yí)表總廠(chang)又借鑒(jian)了國外(wài)先進技(ji)術,對國(guo)内有關(guān)廠所研(yan)制的新(xin)型材料(liào)作✉️了全(quan)面比較(jiào),最後選(xuǎn)定采用(yong)Hastelloy。鎳基合(hé)金🛀。Hasetlloy。鎳基(jī)合金是(shì)以鑰鎢(wū)等元素(su)強化的(de)固溶形(xing)鎳基合(he)金,具有(yǒu)較好的(de)抗氧化(huà)和抗腐(fǔ)🏃🏻蝕性能(néng),允許使(shi)用溫度(dù)最高可(kě)達🛀1180℃,在980℃以(yǐ)下還具(ju)有良好(hǎo)的強📧度(du),合金對(dui)強氧化(huà)劑如氯(lǜ)🔱化鐵👈氯(lü)化銅的(de)抗腐蝕(shí)能力很(hen)強❓,是抗(kang)潮濕氯(lü)氣,亞氯(lü)酸鹽腐(fu)🐅蝕的合(hé)金之一(yi),固溶狀(zhuàng)态下抗(kang)腐性能(neng)最好,合(he)金的抗(kàng)氧⛷️化和(hé)抗還原(yuán)氣氛的(de)😍最高溫(wen)度可達(dá)🏒1150℃,熱工儀(yí)表總廠(chang)選用⛹🏻‍♀️國(guo)産3YC24固溶(rong)态鎳基(ji)合金分(fèn)别制🙇‍♀️作(zuo)鹽液和(he)堿液玻(bo)璃轉子(zi)流量計(jì),該合金(jīn)的主要(yào)性⭐能分(fèn)别見表(biao)5、6、7。


　　在解決(jue)了錐管(guan)和浮子(zi)耐腐蝕(shí)材料的(de)選擇及(jí)加工問(wen)題後🈲,熱(re)工儀表(biao)總廠又(yòu)在其他(tā)結構件(jian)方面采(cǎi)取了一(yī)定的防(fang)腐⛷️措施(shī),供燒堿(jian)裝置配(pei)套的鹽(yán)酸和堿(jiǎn)液玻璃(lí)轉子流(liu)量計終(zhōng)于研制(zhì)成功。
5試(shi)驗考核(he)
①聚礬錐(zhuī)管熱穩(wen)定性試(shi)驗
　　将錐(zhui)管試樣(yàng)用标準(zhun)浮子先(xiān)在常溫(wen)下選擇(ze)l000L/h、400oL/h、600oL/h三個流(liu)💛量進✨行(háng)标定并(bing)記錄下(xià)浮子裝(zhuang)置,然後(hou)依次加(jiā)熱至100,120,250,280℃保(bǎo)溫2.5小時(shí)後重複(fu)标定,再(zai)次記錄(lu)下浮子(zǐ)位置,觀(guan)察浮子(zǐ)位置的(de)變化,檢(jiǎn)測結果(guǒ)見表8。
　　因(yīn)流量計(ji)精度爲(wèi)0.5%,檢測浮(fú)子位置(zhi)變化小(xiao)于1.6mm,即誤(wù)差不大(dà)于0.02mm,以上(shàng)♉結果表(biao)明在150℃以(yǐ)下,流量(liang)計精度(du)均在誤(wu)㊙️差範⁉️圍(wei)内,因此(cǐ)聚礬⭐錐(zhui)管流量(liàng)計在150℃以(yǐ)下是完(wan)全穩定(ding)的。

②壓力(li)試驗:聚(jù)礬錐管(guǎn)試樣選(xuǎn)擇在進(jìn)行充氣(qi)加壓試(shi)🤩驗後✉️,結(jie)💋果表🥰明(ming):加壓至(zhi)1.6MPa,錐管無(wu)變形和(he)破裂現(xiàn)象加壓(ya)至❌2MPa時發(fā)現密封(fēng)件✊洩漏(lòu)♻️無法檢(jian)驗,就這(zhè)樣的耐(nài)壓強度(du)已⁉️大大(dà)超過硼(péng)矽酸鹽(yan)錐管0.9MPa的(de)指标。
③精(jīng)度檢測(cè):在對72台(tai)堿液流(liu)量計進(jìn)行水流(liu)量标定(dìng)後,檢查(cha)标定刻(ke)🈲度位置(zhi)表明全(quán)部刻度(dù)的不一(yī)緻差值(zhí)小于1.5mm,計(ji)算收縮(suō)率波✍️動(dong)能控制(zhi)在0.03mm以内(nei),對單标(biāo)的流量(liàng)計完🔴全(quán)符合精(jing)度要🏃求(qiu)。
　　經試驗(yàn)考核,采(cai)用聚礬(fan)錐管的(de)堿液流(liu)量計與(yǔ)采用🌏硼(péng)矽酸鹽(yan)錐管的(de)鹽水流(liú)量計完(wan)全符合(he)設計要(yào)求。
6結論(lùn)
　　燒堿裝(zhuang)置用耐(nai)腐鹽水(shuǐ)流量計(jì)與堿液(ye)流量計(jì)采用聚(jù)🌈礬塑♉料(liào)制成的(de)錐管及(ji)3YC24固溶态(tai)鎳基合(hé)金制成(cheng)的浮子(zi)不僅能(néng)精确測(cè)量各☂️種(zhǒng)液體和(hé)氣體介(jiè)質,完全(quán)能滿足(zú)燒堿裝(zhuang)置強腐(fǔ)蝕介質(zhi)流量測(cè)量的要(yao)求,而😘且(qie)也适用(yòng)于對硼(peng)矽鹽錐(zhuī)管具有(yǒu)腐蝕作(zuò)用的其(qí)他介質(zhi),爲我國(guo)的耐腐(fǔ)流量計(jì)的發展(zhǎn)提供了(le)新的途(tú)徑.

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