〔提(tí)要〕燒堿(jian)(Na0H)生産中(zhōng),對進入(ru)每台電(diàn)解槽的(de)精制盆(pen)水💁,過去(qu)慣用 玻(bō)璃轉子(zi)流量計(jì) 測量流(liú)量。這種(zhǒng) 流量計(jì) 的玻璃(lí)錐管材(cai)質,以往(wǎng)國内均(jun1)用翻矽(xī)玻璃制(zhi)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(zhong)毒,從而(er)大大降(jiàng)低離子(zi)膜的壽(shòu)命,國外(wai)在這種(zhǒng)場合下(xia)使用的(de)玻璃錐(zhui)管采用(yòng)聚礬玻(bo)瑞材質(zhì)(如美國(guó)、原聯🛀🏻邦(bang)德國)這(zhè)🤟樣可以(yǐ)克服上(shàng)述弊病(bing)。
1前言
　　氯(lü)堿工業(ye)是以氯(lǜ)化鈉(鹽(yan))爲主要(yào)原料生(shēng)産基本(běn)化工原(yuan)料燒堿(jian)和氯氣(qi)的工業(yè),燒堿廣(guǎng)泛用于(yu)輕工、化(huà)學纖維(wei)、紙及紙(zhǐ)漿、紡💃🏻織(zhi)、鋁、肥皂(zao)、印染、冶(yě)金、化工(gong)、食品等(deng)工業。而(ér)氯氣💜也(ye)以氯氣(qi)、液氯🐇、鹽(yán)酸、次🔴氯(lü)酸鈉等(děng)形式被(bei)廣泛☂️用(yong)于聚氯(lǜ)乙烯氯(lü)溶劑、紙(zhǐ)及紙⁉️漿(jiāng)、聚氨脂(zhi)⭕、上下水(shuǐ)處理及(jí)其他化(huà)學藥器(qì)等領域(yu)。
　　氯堿工(gong)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(hé)産📞業發(fa)展的水(shui)平。盡管(guǎn)我國燒(shao)堿産量(liang)增長速(sù)度較快(kuài),但😍尚不(bu)能滿足(zú)國民經(jīng)濟發展(zhan)的需要(yao)。近幾年(nian)來,每年(nián)尚需進(jìn)口20萬噸(dūn)高純度(dù)燒堿主(zhǔ)要用于(yú)紡織部(bù)門。
　　目前(qián)世界燒(shao)堿總産(chan)量已接(jiē)近5000萬噸(dūn),其中美(mei)國居第(dì)一位,原(yuan)⁉️聯邦德(dé)國居第(dì)二位,日(rì)本第三(san)位,原蘇(sū)聯第🌍四(sì)位,我國(guó)🚶爲第五(wu)位。
　　據有(you)關方面(miàn)預測、在(zài)今後5一(yī)10年中世(shì)界範圍(wéi)内氯堿(jiǎn)工業将(jiang)進🚶入一(yi)個持續(xu)增長、緩(huan)慢發展(zhan)的階段(duàn),其燒堿(jiǎn)和氯氣(qì)的增🌍長(zhang)率預測(cè)如表1。

　　根(gen)據市場(chang)需求,化(hua)工部生(sheng)産管理(lǐ)部門建(jian)議“八五(wu)”期間✔️燒(shāo)✏️堿增💯長(zhang)速度年(nián)平均5.5%,其(qí)中前兩(liǎng)年爲4%,後(hou)三年爲(wèi)6%,“八五”期(qī)間年産(chan)量預測(ce)如表2。

　　燒(shāo)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(fāng)法,隔膜(mó)法的産(chan)量最多(duo),約占50%左(zuǒ)右,水銀(yin)法由于(yu)環境污(wu)染問題(ti)已逐步(bu)被淘汰(tai)(如日本(běn)到80年代(dai)末已停(tíng)止生産(chan)),離子膜(mo)法是70所(suǒ)代開始(shǐ)發展的(de)先進的(de)生産方(fang)法,目前(qian)新技術(shu)離子膜(mó)法生産(chan)🚶燒堿裝(zhuang)置及技(ji)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(guó)家引進(jin)成套離(li)子膜電(diàn)解設備(bei)和技術(shù),對發展(zhǎn)我國氯(lǜ)堿工業(ye)有很大(da)的幫助(zhu)和提🌈高(gao),也促進(jìn)我國對(duì)離子膜(mo)燒堿🌍生(sheng)産的國(guó)産化進(jìn)程。
　　與以(yǐ)往傳統(tǒng)的隔膜(mó)法電解(jie)相比較(jiao),離子膜(mo)法電解(jiě)其特點(diǎn)是能耗(hao)低(比隔(gé)膜法、金(jīn)屬陽極(jí)法燒堿(jiǎn)低30寫~35%)産(chan)品産量(liàng)質量提(ti)高,所産(chan)的高純(chun)堿是輕(qing)紡工業(yè)極需的(de)原料(即(ji)離子膜(mó)法電解(jiě)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(jiǎn)要求(31%),同(tóng)時生✏️産(chan)出來的(de)氯氣純(chun)度也高(gāo)🤩,含氧比(bǐ)金屬陽(yáng)極聯産(chǎn)的氯氣(qi)低4倍,占(zhàn)地💛面積(ji)小,投資(zī)低(比金(jin)屬陽極(jí)裝置低(dī)10%),産品成(cheng)本低、經(jīng)濟效益(yì)好。因此(cǐ)國際上(shang)發展極(jí)快,1990年此(ci)法生産(chǎn)的燒堿(jiǎn)占💋世界(jiè)燒堿總(zong)産量20寫(xie),尤其是(shi)新增的(de)生産🈲廠(chǎng)在我國(guó)大部分(fèn)都🌏采用(yong)該技術(shu)。
2耐堿玻(bo)璃轉子(zǐ)流量計(ji)研制課(kè)題的提(ti)出
　　離子(zǐ)膜電解(jie)槽出口(kou)的堿液(ye)要求進(jìn)行現場(chang)流量指(zhǐ)示,由于(yu)玻💰璃轉(zhuǎn)子流量(liang)計,直觀(guan)可靠,體(tǐ)積小,安(ān)裝、使🔞用(yong)、維修方(fang)便,價格(ge)便💔宜,國(guo)内外均(jun)采用該(gāi)類流量(liàng)計。衆所(suǒ)周知,氯(lǜ)堿生産(chan)介質的(de)腐蝕性(xìng)是相當(dāng)嚴重的(de),盡管國(guo)内已有(yǒu)采用ICr18NigTi及(jí)四氟乙(yi)烯一六(liù)氟🐇丙烯(xī)共聚物(wù)(FEP)即氟46 耐(nai)腐型玻(bo)璃轉子(zi)流量計(jì) ,但實踐(jiàn)證明仍(réng)不能解(jie)決氯堿(jiǎn)裝置上(shàng)的耐腐(fǔ)蝕問🔞題(tí)。
　　近年來(lai),我國從(cóng)國外引(yǐn)進的一(yi)批隔膜(mo)法和離(lí)子膜法(fǎ)燒堿裝(zhuang)置中,已(yǐ)有新型(xing)耐腐玻(bo)璃轉子(zǐ)流量計(ji),較🏃🏻‍♂️好地(di)解決📞了(le)強腐蝕(shí)性問💘題(ti),國内300多(duo)家大小(xiao)氯堿廠(chǎng),均希望(wang)國内也(yě)能提供(gong)達到國(guó)際水平(ping)的耐堿(jiǎn)玻璃轉(zhuǎn)子流量(liang)計。化工(gong)部第八(bā)設計院(yuan)爲解決(jue)耐堿玻(bō)璃轉子(zi)流量計(ji)國内配(pei)套問題(ti),選擇了(le)國🐇内生(sheng)産玻璃(li)🏒轉子流(liu)量計曆(lì)史最長(zhǎng)、批量最(zuì)大、近年(nián)從原聯(lian)邦德國(guó)克隆尼(ní)公司引(yǐn)進了世(shì)🥰界一流(liu)玻璃轉(zhuǎn)子流量(liang)計專有(yǒu)技術及(ji)關鍵設(she)備的熱(re)工儀表(biao)總廠協(xié)商聯合(hé)開發研(yan)制,經雙(shuāng)方研究(jiū),同意合(hé)作開發(fa)耐堿玻(bō)璃轉📧子(zǐ)流量計(jì)。
3氯堿裝(zhuang)置用玻(bo)璃轉子(zǐ)流量計(jì)技術要(yào)求
經雙(shuang)方協商(shang)确定氯(lü)堿裝置(zhì)用玻璃(li)轉子流(liú)量計技(ji)術要求(qiu)㊙️如下。
堿(jian)液LZP一40F玻(bō)璃轉子(zi)流量計(ji)
被測介(jiè)質:31%wtNaOH堿液(yè);
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(zuo)壓力:0.15MPa;
允(yǔn)許最大(dà)工作壓(ya)力:。.25MPa;
量程(cheng):1~5m3/h;
公稱通(tong)徑:DN40;
精度(du)等級:4級(ji);
安裝方(fang)式:見圖(tú)1。

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

4研(yan)制概況(kuàng)
　　玻璃轉(zhuǎn)子流量(liang)計的基(jī)本元件(jian)是一根(gen)由下向(xiàng)上擴大(da)的垂直(zhí)☔錐✍️管(通(tōng)常采用(yong)硼矽酸(suan)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(huo)鋼質包(bāo)塑)。熱工(gong)儀表總(zǒng)廠結合(he)國内玻(bō)璃轉子(zǐ)流量計(jì)幾十年(nián)設計經(jing)驗及引(yin)進原聯(lian)邦德國(guó)克隆尼(ni)公司專(zhuān)有🥰技術(shu)設計了(le)🔅該型玻(bō)璃轉子(zi)流量計(jì)。研制耐(nai)堿玻璃(li)轉子流(liu)🌍量計的(de)關鍵是(shi)選擇新(xin)㊙️型的耐(nai)⁉️腐材料(liao)及🔆采用(yòng)與新型(xing)材料相(xiang)适應的(de)加工工(gōng)藝。
下面(miàn)分别簡(jian)述錐管(guǎn)與浮子(zǐ)的研制(zhì)。
①錐管的(de)研制
　　燒(shao)堿裝置(zhì)中的鹽(yán)液玻璃(li)轉子流(liú)量計,因(yīn)硼矽酸(suan)鹽☂️玻璃(lí)有🔱一定(ding)的化學(xue)穩定性(xing),對鹽液(yè)具有較(jiào)好的防(fáng)腐性能(neng),故鹽液(ye)玻璃😍轉(zhuǎn)子流量(liang)計仍采(cai)用硼矽(xi)酸鹽🚶玻(bō)璃成型(xing)錐管。但(dan)因硼矽(xi)酸鹽玻(bo)璃對31%wtNaOH堿(jiǎn)液的耐(nài)腐性較(jiao)差,必須(xu)選擇新(xīn)型的耐(nai)腐蝕材(cái)料,這種(zhǒng)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(yán)玻璃透(tou)明可見(jiàn),熱穩定(dìng)性及一(yī)定的抗(kang)壓強度(du)。經反複(fu)比較及(ji)國産新(xīn)材料的(de)調研,最(zui)後确定(ding)采用聚(ju)諷塑料(liào)。
　　聚礬(PSF)塑(su)料是一(yī)種新型(xíng)的熱塑(sù)性材料(liao),具有較(jiào)高的🔆熱(rè)㊙️性能和(he)高📱溫下(xia)的機械(xie)強度及(ji)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(biǎo)3。

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

備注:
優(yōu)—抗張強(qiáng)度變化(huà)率在10%以(yǐ)内,外觀(guān)無變化(hua);
好—抗張(zhang)強度變(biàn)化率在(zai)20%以内,外(wài)觀無變(bian)化;
良—抗(kàng)張強度(du)變化率(lǜ)在30%以内(nèi),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(fǔ)蝕性試(shì)驗條件(jiàn)
溫度:常(chang)溫;
試驗(yan)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(liao)應該是(shì)耐堿玻(bō)璃轉子(zǐ)流量計(jì)錐管的(de)理想😄材(cai)料,但聚(jù)礬塑料(liào)因加工(gong)時流動(dòng)性差❓,加(jiā)工比較(jiào)🔞困難,而(ér)錐管又(you)🈲要求透(tòu)明可見(jiàn)、光潔度(dù)高✔️。
②浮子(zǐ)的研制(zhì)
　　國産LZB、LZJ系(xì)列普通(tong)型玻璃(lí)轉子流(liú)量計浮(fu)子采用(yong)ICrl8NigiT不鏽👨‍❤️‍👨鋼(gang)或瑪瑙(nǎo)加工而(ér)成。近年(nián)來,LZB、LZJF系列(liè)耐腐玻(bō)璃轉子(zǐ)流量計(ji),開始采(cai)用☎️鋼質(zhi)浮子包(bāo)封四氟(fú)乙烯一(yī)六氟丙(bing)💃烯共聚(ju)物(FEP)(俗稱(cheng)F46)大大提(ti)高了玻(bō)璃轉子(zi)流量計(jì)的耐腐(fǔ)蝕性能(néng),但在耐(nai)腐🐉蝕性(xing)能方面(miàn)仍不能(néng)滿足各(ge)種強腐(fu)蝕介質(zhì)的防腐(fu)要求,爲(wei)了解決(jué)耐堿玻(bō)璃轉子(zi)☎️流量計(ji)浮子耐(nài)腐問題(ti),熱工儀(yí)表總廠(chang)又借鑒(jian)👣了國❓外(wài)先進技(jì)術,對國(guo)内有關(guan)廠所研(yan)制的新(xin)型材料(liao)作了全(quan)面比較(jiao),最後選(xuǎn)定采用(yòng)Hastelloy。鎳基合(hé)金。Hasetlloy。鎳基(ji)合金是(shi)以鑰鎢(wū)等⭐元素(sù)強化的(de)固溶形(xing)鎳基合(hé)金,具有(yǒu)較好的(de)抗氧化(huà)和抗腐(fǔ)蝕性能(neng),允許使(shi)用溫度(dù)最高可(kě)達1180℃,在980℃以(yǐ)下還具(jù)有良好(hao)的強度(dù),合金對(duì)強氧化(hua)劑如氯(lü)💁化鐵氯(lǜ)化銅的(de)抗腐蝕(shi)能㊙️力很(hen)強,是抗(kàng)潮濕氯(lü)氣,亞氯(lǜ)酸鹽腐(fǔ)蝕的合(hé)金之一(yi),固溶狀(zhuàng)态下抗(kang)腐性能(neng)最🔞好,合(hé)金的抗(kàng)氧化和(hé)抗還原(yuán)氣氛的(de)最高溫(wēn)度可達(da)1150℃,熱工儀(yi)表總廠(chǎng)選用國(guó)産3YC24固溶(róng)🔴态鎳基(ji)合金分(fèn)别制作(zuò)鹽🌏液和(he)堿液玻(bo)璃轉子(zi)流量計(ji),該合金(jin)💜的主要(yao)性能分(fèn)别見表(biǎo)5、6、7。


　　在解決(jue)了錐管(guǎn)和浮子(zǐ)耐腐蝕(shi)材料的(de)選擇及(jí)加工問(wen)題後,熱(rè)工儀表(biǎo)總廠又(yòu)在其他(tā)結構件(jiàn)方面采(cai)取了一(yī)定的防(fáng)腐措施(shī)⁉️,供燒堿(jiǎn)裝置配(pèi)套的鹽(yan)酸和堿(jian)液玻璃(lí)轉子流(liú)量計終(zhōng)⛷️于研制(zhi)成功。
5試(shì)驗考核(he)
①聚礬錐(zhuī)管熱穩(wen)定性試(shi)驗
　　将錐(zhuī)管試樣(yang)用标準(zhun)浮子先(xiān)在常溫(wen)下選擇(zé)l000L/h、400oL/h、600oL/h三個流(liu)量進行(hang)标定并(bing)記錄下(xia)浮子裝(zhuang)置,然後(hou)依次加(jiā)熱至100,120,250,280℃保(bao)溫2.5小時(shi)後重🌈複(fu)标定,再(zai)次記錄(lù)下浮子(zi)位置,觀(guan)察⭐浮子(zi)位✍️置的(de)變化,檢(jiǎn)測結果(guǒ)見表8。
　　因(yin)流量計(jì)精度爲(wei)0.5%,檢測浮(fú)子位置(zhi)變化小(xiao)于1.6mm,即誤(wu)差不大(dà)于0.02mm,以上(shàng)結果表(biǎo)明在150℃以(yǐ)下,流量(liang)計精度(du)均在誤(wu)差範圍(wéi)内,因此(cǐ)聚礬🔴錐(zhui)管流量(liàng)計在150℃以(yi)下是完(wán)全穩🍓定(dìng)的。

②壓力(lì)試驗:聚(ju)礬錐管(guǎn)試樣選(xuan)擇在進(jìn)行充氣(qì)加壓試(shi)☁️驗後,結(jié)果表明(míng):加壓至(zhi)1.6MPa,錐管無(wu)變形和(he)破裂現(xian)象加壓(ya)至2MPa時發(fā)現密㊙️封(fēng)件洩漏(lou)🏃無法檢(jiǎn)驗,就這(zhe)樣的耐(nài)壓強度(dù)已大大(dà)超過硼(peng)矽酸鹽(yan)錐管0.9MPa的(de)指标。
③精(jing)度檢測(cè):在對72台(tái)堿液流(liu)量計進(jin)行水流(liú)量标定(ding)後,檢查(cha)标定刻(ke)度位置(zhì)表明全(quan)部刻度(du)的不一(yī)緻差值(zhi)小于1.5mm,計(ji)算♻️收縮(suō)率波動(dong)能控制(zhì)在0.03mm以内(nei),對單标(biāo)的流量(liang)計完全(quán)符合精(jīng)度要求(qiú)。
　　經試驗(yan)考核,采(cai)用聚礬(fán)錐管的(de)堿液流(liú)量計與(yǔ)采用硼(péng)矽酸🏃‍♀️鹽(yán)錐管的(de)鹽水流(liu)量計完(wán)全符合(he)設計要(yao)求。
6結論(lùn)
　　燒堿裝(zhuāng)置用耐(nài)腐鹽水(shui)流量計(jì)與堿液(ye)流量計(jì)采用聚(jù)礬塑料(liao)制成的(de)錐管及(jí)3YC24固溶态(tài)鎳基合(he)金制成(cheng)的🧑🏽‍🤝‍🧑🏻浮子(zǐ)不僅能(néng)精确測(cè)量各種(zhong)液體和(hé)氣體介(jie)質,完全(quan)能滿足(zu)♈燒堿裝(zhuāng)置強腐(fǔ)蝕介質(zhì)流量測(ce)量的要(yao)求,而且(qie)也适用(yòng)🎯于對硼(peng)矽🥰鹽錐(zhui)管具有(yǒu)腐蝕作(zuò)用的其(qi)他介質(zhì),爲我國(guo)的耐腐(fǔ)流量計(jì)的發展(zhan)提供了(le)新的途(tú)徑.

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