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騰宇鈦業定制氯堿化工用TA1/TA2鈦換熱器

發布時間:2025-04-27 23:12:16 瀏覽次數 :

1、氯堿化工用鈦換熱器

鈦換熱器是氯堿工業中專門用于處理含高濃度氯離子(Cl?)、濕氯氣(Cl?+H?O)及強腐蝕性介質(如濃堿液、鹽酸)的熱量交換設備。其核心由鈦或鈦合金材料制成,利用鈦在氧化性介質中形成的穩定二氧化鈦(TiO?)鈍化膜,抵抗氯離子腐蝕和高溫(≤250℃)環境,通過管殼式或板式結構實現工藝流體的高效加熱、冷卻或余熱回收,是氯堿生產中保障工藝溫度控制、延長設備壽命的關鍵耐腐蝕裝備。

2、性能

耐腐蝕性:鈦在濕氯氣(Cl?+H?O)、高溫堿液(如50% NaOH)中形成穩定的TiO?鈍化膜,抗點蝕和縫隙腐蝕能力顯著優于不銹鋼(如316L)和鎳基合金(如哈氏合金C276)。

傳熱效率:鈦的導熱系數(15~20 W/(m·K))適中,但通過薄壁設計(0.5~1.0 mm鈦板)和波紋結構(板式換熱器)可提升傳熱系數至3000~6000 W/(m2·K)。

耐溫耐壓:工作溫度范圍-50~250℃,設計壓力≤4.0 MPa(管殼式)或≤2.5 MPa(板式)。

潔凈性:表面光滑(Ra≤0.8 μm),避免結垢和介質殘留,符合醫藥級潔凈要求。

3、材質

1)純鈦(TA1/TA2):

TA2(Gr.2鈦)為通用材質,用于管殼式換熱器的管束、板式換熱器的板片。

TA1(Gr.1鈦)用于高純度介質(如電子級化學品)。

2)鈦合金:

Ti-0.2Pd(Gr.11鈦)用于含微量還原性雜質(如Fe3?、H?S)的介質,抗縫隙腐蝕。

復合材質:鈦-鋼復合板用于非接觸介質的支撐結構,降低成本。

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4、特點

抗Cl?腐蝕:在飽和鹽水和濕氯氣中壽命可達15年以上,無需頻繁更換。

輕量化設計:密度僅為鋼的56%,便于安裝和維護。

局限性:

對氫氟酸(HF)、濃磷酸(>10%)敏感,需嚴格避免接觸;

初始投資成本較高(約為不銹鋼換熱器的3~5倍)。

5、執行標準

1)國內標準:

NB/T 47011-2010《鈦制壓力容器》

GB/T 3625-2007《換熱器及冷凝器用鈦及鈦合金管》

2)國際標準:

ASME BPVC Section VIII(壓力容器規范)

ASTM B338《無縫及焊接鈦管》

3)行業認證:

需通過PED(歐盟)、ASME U鋼印認證,出口設備需滿足NACE MR0175(抗硫化物應力腐蝕)。

6、應用領域(氯堿化工)

氯氣冷卻:將電解產生的濕氯氣(80~90℃)冷卻至40℃以下,防止下游設備腐蝕。

堿液加熱:預熱50% NaOH溶液至80~100℃,提高反應效率。

余熱回收:利用反應余熱加熱工藝水,降低能耗。

鹽酸合成:HCl氣體冷卻成液態鹽酸。

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7、制造工藝

管殼式換熱器:

鈦管與管板采用脹接+焊接(TIG焊),管板為鈦-鋼復合板;

殼程設計導流筒,減少介質短路。

板式換熱器:

0.5~1.0 mm鈦板沖壓成型,波紋結構增強湍流;

激光焊接密封,避免橡膠墊片腐蝕。

質量控制:

焊縫100% X射線探傷(RT)和滲透檢測(PT);

氦質譜檢漏(泄漏率≤1×10?? Pa·m3/s)。

8、與其他氯堿鈦設備的區別(具體對比)

設備類型核心功能結構特點氯堿典型應用材質選擇
鈦換熱器熱量交換管殼式/板式,無攪拌裝置氯氣冷卻、堿液加熱TA2純鈦,Ti-0.2Pd合金
鈦陽極電解反應催化鈦基體+貴金屬涂層(RuO?/IrO?)離子膜電解槽陽極TA1純鈦+涂層
鈦反應釜化學反應容器帶攪拌、夾套加熱次氯酸鈉合成TA2純鈦,Ti-6Al-4V攪拌槳
鈦管道腐蝕介質輸送直管/彎頭,法蘭連接濕氯氣、濃堿液輸送TA2無縫鈦管
鈦儲罐介質儲存立式/臥式,無內件鹽酸、次氯酸鈉儲存TA2純鈦,鈦-鋼復合板
鈦塔器氣液傳質(吸收/蒸餾)填料塔/板式塔,多級結構氯氣干燥(濃硫酸)TA2純鈦,鈦格柵
鈦泵介質輸送離心葉輪+機械密封鹽水循環泵TA2鑄造鈦
鈦過濾器固體雜質過濾燒結鈦濾芯(5~20 μm孔徑)電解液凈化TA2粉末燒結

9、采購方法與注意事項

1)采購流程

需求明確:

確定介質成分(Cl?濃度、pH、溫度)、流量、壓降要求。

選擇換熱器類型(管殼式適合高壓,板式適合高傳熱效率)。

供應商篩選:

優先選擇具備壓力容器制造資質(A1/A2級)的廠家;

考察同類項目案例(如是否做過離子膜法氯堿項目)。

技術評審:

要求提供傳熱計算書、FEA應力分析報告;

審核焊接工藝評定(WPS/PQR)和無損檢測方案。

合同簽訂:

明確驗收標準(如氦檢漏、傳熱性能測試);

質保期≥3年,包含涂層/焊縫缺陷保修。

2)注意事項

防污染措施:

鈦表面禁止接觸碳鋼工具,防止鐵離子污染(制藥級要求);

安裝前需酸洗鈍化(10% HNO? + 1% HF溶液)。

成本優化:

非接觸介質的支撐結構采用鈦-鋼復合板;

板式換熱器可模塊化設計,便于后期擴容。

運行維護:

定期化學清洗(5%檸檬酸溶液)去除結垢;

監測壓差變化,防止堵塞導致效率下降。

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鈦換熱器在氯堿化工中是不可替代的關鍵設備,其核心價值在于高效傳熱與極端耐腐蝕的結合。采購時需重點關注介質兼容性、制造商工藝能力及質量控制體系。與其他鈦設備相比,鈦換熱器更注重熱力學設計與表面處理,而非化學反應或電化學催化功能。實際運行中需定期維護鈍化膜完整性,避免因局部腐蝕導致泄漏。

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