〔提要〕燒(shao)堿(Na0H)生産(chan)中,對進(jin)入每台(tai)電解槽(cao)的精制(zhi)盆水🔱,過(guo)去慣用(yong) 玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計 測量(liang)流量。這(zhe)種 流量(liang)計 的玻(bo)璃錐管(guan)材質,以(yi)往國内(nei)均用翻(fan)矽玻璃(li)制造,而(er)⭐矽☔離子(zi)🐪接觸介(jie)質将造(zao)成離子(zi)膜電槽(cao)的膜片(pian)中毒,從(cong)而大大(da)降低離(li)子膜的(de)壽命,國(guo)外在這(zhe)種場合(he)下使用(yong)的玻璃(li)錐管采(cai)用聚礬(fan)玻瑞材(cai)質(如美(mei)國、原聯(lian)邦德國(guo))這樣可(ke)以克☎️服(fu)上述弊(bi)病。
1前言(yan)
　　氯堿工(gong)業是以(yi)氯化鈉(na)(鹽)爲主(zhu)要原料(liao)生産基(ji)本化工(gong)原料燒(shao)🈲堿和氯(lü)氣的工(gong)業,燒堿(jian)廣泛用(yong)于輕工(gong)、化學纖(xian)維、紙及(ji)紙漿、紡(fang)㊙️織、鋁、肥(fei)皂、印染(ran)、冶金、化(hua)工、食品(pin)💛等工業(ye)。而氯氣(qi)也以氯(lü)氣、液氯(lü)、鹽酸、次(ci)氯酸鈉(na)等形🌈式(shi)被廣泛(fan)用于聚(ju)氯乙烯(xi)氯溶劑(ji)、紙及紙(zhi)漿、聚氨(an)脂、上下(xia)水處理(li)及其他(ta)化學藥(yao)器等領(ling)域。
　　氯堿(jian)工業的(de)發展狀(zhuang)況,也可(ke)以說是(shi)顯示該(gai)國的經(jing)濟活動(dong)🎯和産業(ye)發展的(de)水平。盡(jin)管我國(guo)燒堿産(chan)量增長(zhang)速🏒度較(jiao)快,但尚(shang)不能滿(man)足國民(min)經濟發(fa)展的需(xu)要。近幾(ji)年來,每(mei)年尚需(xu)進口20萬(wan)噸高純(chun)度燒堿(jian)主要用(yong)于紡織(zhi)部門。
　　目(mu)前世界(jie)燒堿總(zong)産量已(yi)接近5000萬(wan)噸,其中(zhong)美國居(ju)第一位(wei),原聯邦(bang)德國居(ju)第二位(wei),日本第(di)三位,原(yuan)蘇聯第(di)四位,我(wo)國爲第(di)五位。
　　據(ju)有關方(fang)面預測(ce)、在今後(hou)5一10年中(zhong)世界範(fan)圍内氯(lü)堿工業(ye)将進入(ru)🚶一個持(chi)續增長(zhang)、緩慢發(fa)展的階(jie)段,其燒(shao)堿和氯(lü)氣的增(zeng)長率預(yu)測如表(biao)1。

　　根據市(shi)場需求(qiu),化工部(bu)生産管(guan)理部門(men)建議“八(ba)五”期間(jian)✔️燒堿❓增(zeng)長速度(du)年平均(jun)5.5%,其中前(qian)兩年爲(wei)4%,後三年(nian)爲6%,“八五(wu)”期間年(nian)産量預(yu)測如表(biao)2。

　　燒堿生(sheng)産主要(yao)有隔膜(mo)法、水銀(yin)法和離(li)子膜法(fa)。作爲一(yi)🚶種傳統(tong)的生産(chan)方法,隔(ge)膜法的(de)産量最(zui)多,約占(zhan)50%左右,水(shui)🈲銀法由(you)于環境(jing)污染問(wen)題已逐(zhu)步被淘(tao)汰(如日(ri)本到80年(nian)🔞代末已(yi)停止生(sheng)🐇産),離子(zi)膜法是(shi)70所代開(kai)始發展(zhan)的先進(jin)的生産(chan)方法,目(mu)前新技(ji)術離子(zi)膜法生(sheng)産燒堿(jian)裝置及(ji)技術是(shi)國際上(shang)已成熟(shu)的先進(jin)技術。近(jin)🌈幾年來(lai)我國分(fen)别從日(ri)本、美國(guo)、英國等(deng)國家引(yin)進成♌套(tao)離子膜(mo)電解設(she)備和技(ji)術,對發(fa)展我國(guo)氯堿工(gong)業有💰很(hen)大的幫(bang)助和提(ti)📱高,也促(cu)進我國(guo)對離🔱子(zi)膜燒堿(jian)生産的(de)國産化(hua)進程。
　　與(yu)以往傳(chuan)統的隔(ge)膜法電(dian)解相比(bi)較,離子(zi)膜法電(dian)解其👅特(te)點❓是能(neng)💚耗低(比(bi)隔膜法(fa)、金屬陽(yang)極法燒(shao)堿低30寫(xie)~35%)産品産(chan)量質量(liang)提高,所(suo)産的高(gao)純堿是(shi)輕紡工(gong)業極需(xu)的原料(liao)(即離子(zi)膜法電(dian)解槽出(chu)來的堿(jian)液即爲(wei)産品,純(chun)度高🈲,不(bu)需蒸發(fa)濃度已(yi)達商品(pin)堿要求(qiu)(31%),同時生(sheng)産出來(lai)的氯氣(qi)純度也(ye)高🈲,含氧(yang)比金屬(shu)陽極聯(lian)産的☔氯(lü)氣低4倍(bei),占地面(mian)積小,投(tou)資低(比(bi)金屬陽(yang)極裝置(zhi)低10%),産品(pin)成本🌈低(di)、經濟效(xiao)益好🌈。因(yin)此國際(ji)上發展(zhan)極快,1990年(nian)此✌️法生(sheng)産的燒(shao)堿占❄️世(shi)界燒堿(jian)總産量(liang)20寫,尤其(qi)是新增(zeng)的生産(chan)廠在我(wo)國大部(bu)分都‼️采(cai)用該技(ji)術。
2耐堿(jian)玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計研制(zhi)課題的(de)提出
　　離(li)子膜電(dian)解槽出(chu)口的堿(jian)液要求(qiu)進行現(xian)場流量(liang)指示💘,由(you)🛀🏻于玻璃(li)轉子流(liu)量計,直(zhi)觀可靠(kao),體積小(xiao),安裝、使(shi)用、維💋修(xiu)方🐪便,價(jia)格便㊙️宜(yi),國内外(wai)均采用(yong)該類流(liu)量計。衆(zhong)所周知(zhi),氯堿生(sheng)産介質(zhi)的腐蝕(shi)性是相(xiang)當嚴重(zhong)的㊙️,盡管(guan)國内已(yi)有采用(yong)ICr18NigTi及四氟(fu)乙烯一(yi)六氟丙(bing)烯共聚(ju)物(FEP)即氟(fu)46 耐腐型(xing)玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計 ,但實(shi)踐證明(ming)仍不能(neng)解決氯(lü)堿裝置(zhi)上的耐(nai)腐蝕問(wen)題。
　　近年(nian)來,我國(guo)從國外(wai)引進的(de)一批隔(ge)膜法和(he)離子膜(mo)法燒🐪堿(jian)裝置中(zhong),已有新(xin)型耐腐(fu)玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計,較好(hao)地✌️解決(jue)了強腐(fu)蝕性問(wen)題,國内(nei)300多家大(da)小氯堿(jian)廠,均希(xi)望國内(nei)也能提(ti)供達到(dao)國際水(shui)平的耐(nai)堿玻璃(li)轉子流(liu)量計。化(hua)工部第(di)八設計(ji)院爲解(jie)決耐堿(jian)玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計✨國内(nei)配套問(wen)題,選擇(ze)了國内(nei)生産玻(bo)璃轉子(zi)流量計(ji)曆史最(zui)長、批量(liang)最大、近(jin)年從原(yuan)聯邦德(de)國克隆(long)尼公司(si)引進了(le)世界一(yi)流玻璃(li)轉子流(liu)量計專(zhuan)有技術(shu)及關鍵(jian)設💁備的(de)熱工儀(yi)表總廠(chang)🌍協商聯(lian)合開發(fa)研制,經(jing)雙方研(yan)究,同意(yi)合作開(kai)發耐堿(jian)玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計。
3氯堿(jian)裝置用(yong)玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計技術(shu)要求
經(jing)雙方協(xie)商确定(ding)氯堿裝(zhuang)置用玻(bo)璃轉子(zi)流量計(ji)技術要(yao)求㊙️如🏃下(xia)。
堿液LZP一(yi)40F玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計
被測(ce)介質:31%wtNaOH堿(jian)液;
被測(ce)介質标(biao)稱溫度(du);80C;
允許最(zui)高介質(zhi)溫度:150`C;
工(gong)作壓力(li):0.15MPa;
允許最(zui)大工作(zuo)壓力:。.25MPa;
量(liang)程:1~5m3/h;
公稱(cheng)通徑:DN40;
精(jing)度等級(ji):4級;
安裝(zhuang)方式:見(jian)圖1。

②鹽液(ye)LZB一25FA玻璃(li)轉子流(liu)量計
被(bei)測介質(zhi):NaCI鹽液;
被(bei)測介質(zhi)标稱溫(wen)度:75C;
允許(xu)最高介(jie)質溫度(du):20oC;
工作壓(ya)力:0.3MPa;
允許(xu)最大工(gong)作壓力(li):1.ZMPa;
量程:0.3一(yi)2.2m3/h;
公稱通(tong)徑:DN25;
精度(du)等級:4級(ji);
安裝方(fang)式:見圖(tu)2;

4研制概(gai)況
　　玻璃(li)轉子流(liu)量計的(de)基本元(yuan)件是一(yi)根由下(xia)向上擴(kuo)🐉大的垂(chui)直錐管(guan)(通常采(cai)用硼矽(xi)酸鹽玻(bo)璃成型(xing))和一隻(zhi)随着流(liu)體流量(liang)變化而(er)可以沿(yan)着錐管(guan)軸向自(zi)由浮動(dong)的👉浮子(zi)(通常用(yong)ICr18NigTi不鏽鋼(gang)或鋼質(zhi)包塑)。熱(re)工儀表(biao)總廠結(jie)合國内(nei)玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計幾十(shi)年設計(ji)經驗及(ji)引進原(yuan)聯邦德(de)國克隆(long)尼公司(si)專有技(ji)術設計(ji)了該型(xing)玻璃轉(zhuan)⚽子流量(liang)計。研制(zhi)耐堿玻(bo)璃轉子(zi)流量計(ji)的關鍵(jian)是選擇(ze)新📐型的(de)耐腐材(cai)料及采(cai)用與新(xin)型材料(liao)相适應(ying)的加工(gong)工🐇藝。
下(xia)面分别(bie)簡述錐(zhui)管與浮(fu)子的研(yan)制。
①錐管(guan)的研制(zhi)
　　燒堿裝(zhuang)置中的(de)鹽液玻(bo)璃轉子(zi)流量計(ji),因硼矽(xi)酸鹽玻(bo)璃有一(yi)定的化(hua)學穩定(ding)性,對鹽(yan)液具有(you)較好的(de)防腐性(xing)能,故鹽(yan)液玻璃(li)轉子流(liu)量計仍(reng)采用硼(peng)矽酸鹽(yan)玻璃成(cheng)型錐管(guan)。但因硼(peng)矽酸鹽(yan)玻璃對(dui)31%wtNaOH堿液的(de)耐腐性(xing)較差,必(bi)須選擇(ze)新型的(de)耐腐蝕(shi)材料,這(zhe)✍️種材料(liao)除⭐了在(zai)耐腐性(xing)方面要(yao)大大優(you)于硼矽(xi)酸♉鹽玻(bo)璃外,仍(reng)💰應保持(chi)硼矽🔴酸(suan)鹽玻璃(li)透明可(ke)見,熱穩(wen)定性及(ji)🧡一定的(de)抗壓強(qiang)度。經反(fan)複比較(jiao)及國産(chan)新材料(liao)的調研(yan),最後确(que)定采用(yong)聚諷塑(su)料。
　　聚礬(fan)(PSF)塑料是(shi)一種新(xin)型的熱(re)塑性材(cai)料,具有(you)較高的(de)熱性能(neng)📧和高溫(wen)下的機(ji)械強度(du)及化學(xue)穩定性(xing)。國産S一(yi)100本色聚(ju)諷的主(zhu)要性能(neng)指标見(jian)表3。

國産(chan)S一100聚礬(fan)塑料耐(nai)化學腐(fu)蝕性見(jian)表

備注(zhu):
優—抗張(zhang)強度變(bian)化率在(zai)10%以内,外(wai)觀無變(bian)化;
好—抗(kang)張強度(du)變化率(lü)在20%以内(nei),外觀無(wu)變化;
良(liang)—抗張強(qiang)度變化(hua)率在30%以(yi)内,外觀(guan)微變化(hua);
可—抗張(zhang)強度變(bian)化率在(zai)30%以内外(wai)觀開裂(lie);
耐化學(xue)腐蝕性(xing)試驗條(tiao)件
溫度(du):常溫;
試(shi)驗樣品(pin):2mm×9mm×45mm啞鈴條(tiao);
浸演時(shi)間:30天。
　　綜(zong)上所述(shu),聚飒塑(su)料應該(gai)是耐堿(jian)玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計錐管(guan)的理⁉️想(xiang)🈚材料,但(dan)聚礬塑(su)料因加(jia)工時流(liu)動性差(cha),加工比(bi)較困難(nan),而錐管(guan)又要求(qiu)透明可(ke)見、光潔(jie)度高🈚。
②浮(fu)子的研(yan)制
　　國産(chan)LZB、LZJ系列普(pu)通型玻(bo)璃轉子(zi)流量計(ji)浮子采(cai)用ICrl8NigiT不鏽(xiu)鋼或瑪(ma)瑙加工(gong)而成。近(jin)年來,LZB、LZJF系(xi)列耐腐(fu)玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計,開始(shi)采用🛀🏻鋼(gang)質浮子(zi)包封四(si)氟乙烯(xi)一六氟(fu)丙🐉烯共(gong)聚物(FEP)(俗(su)稱F46)大大(da)提高了(le)玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計的耐(nai)腐蝕性(xing)能,但在(zai)耐腐蝕(shi)性能方(fang)面仍不(bu)能🚶滿足(zu)各種♋強(qiang)腐蝕介(jie)質🏃🏻的防(fang)腐要求(qiu),爲了解(jie)決耐堿(jian)玻璃轉(zhuan)子👨‍❤️‍👨流量(liang)計浮子(zi)耐腐問(wen)題,熱工(gong)儀表總(zong)廠又借(jie)鑒了國(guo)外先進(jin)技術,對(dui)國内有(you)關㊙️廠所(suo)研制的(de)新型材(cai)料作了(le)全面比(bi)較,最後(hou)選定采(cai)用Hastelloy。鎳基(ji)合金。Hasetlloy。鎳(nie)👌基合金(jin)是以鑰(yao)鎢等元(yuan)素強化(hua)的固溶(rong)形鎳基(ji)合金,具(ju)有較好(hao)🔞的抗氧(yang)化和抗(kang)腐蝕性(xing)能,允許(xu)使用溫(wen)度最高(gao)可達🐉1180℃,在(zai)980℃以下還(hai)具有良(liang)好的強(qiang)度,合金(jin)對強氧(yang)化劑如(ru)氯化鐵(tie)氯化銅(tong)的抗腐(fu)蝕能力(li)很強,是(shi)抗潮濕(shi)氯氣,亞(ya)氯酸鹽(yan)腐蝕的(de)合金之(zhi)一,固溶(rong)狀态下(xia)抗腐性(xing)能最好(hao),合金的(de)抗氧化(hua)和抗還(hai)原氣氛(fen)的㊙️最高(gao)溫度可(ke)達1150℃,熱工(gong)儀表總(zong)廠選用(yong)國産3YC24固(gu)溶态鎳(nie)基🏃合金(jin)分别制(zhi)作鹽液(ye)和堿液(ye)玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計,該合(he)金的主(zhu)要性能(neng)分别見(jian)表5、6、7。


　　在解(jie)決了錐(zhui)管和浮(fu)子耐腐(fu)蝕材料(liao)的選擇(ze)及加工(gong)問題後(hou),熱工儀(yi)表總廠(chang)又在其(qi)他結構(gou)件方面(mian)采取了(le)一定的(de)💃🏻防腐措(cuo)施,供燒(shao)堿裝置(zhi)配套的(de)鹽酸和(he)堿🏃液玻(bo)璃轉子(zi)流量計(ji)終于研(yan)制成功(gong)。
5試驗考(kao)核
①聚礬(fan)錐管熱(re)穩定性(xing)試驗
　　将(jiang)錐管試(shi)樣用标(biao)準浮子(zi)先在常(chang)溫下選(xuan)擇l000L/h、400oL/h、600oL/h三個(ge)流量進(jin)🏃‍♀️行标💁定(ding)并記錄(lu)下浮子(zi)裝置,然(ran)後依次(ci)加熱至(zhi)100,120,250,280℃保溫2.5小(xiao)時後重(zhong)🔴複标💋定(ding),再次記(ji)錄下浮(fu)子位置(zhi),觀察浮(fu)子位置(zhi)的變化(hua),檢測結(jie)果見表(biao)8。
　　因流量(liang)計精度(du)爲0.5%,檢測(ce)浮子位(wei)置變化(hua)小于1.6mm,即(ji)誤差❓不(bu)🏃‍♂️大于0.02mm,以(yi)上結果(guo)表明在(zai)150℃以下,流(liu)量計精(jing)度均在(zai)誤差範(fan)圍内,因(yin)此㊙️聚礬(fan)錐管♋流(liu)量計在(zai)150℃以下是(shi)完全穩(wen)🧡定的。

②壓(ya)力試驗(yan):聚礬錐(zhui)管試樣(yang)選擇在(zai)進行充(chong)氣加壓(ya)試驗後(hou)👨‍❤️‍👨,結果表(biao)明:加壓(ya)至1.6MPa,錐管(guan)無變形(xing)和破裂(lie)現象加(jia)壓至2MPa時(shi)發現密(mi)封件洩(xie)漏無法(fa)檢驗,就(jiu)這樣的(de)耐壓強(qiang)度已大(da)大超過(guo)硼矽酸(suan)鹽錐管(guan)0.9MPa的指标(biao)。
③精度檢(jian)測:在對(dui)72台堿液(ye)流量計(ji)進行水(shui)流量标(biao)定後,檢(jian)查标定(ding)刻度位(wei)置表明(ming)全部刻(ke)度的不(bu)一緻差(cha)值小于(yu)1.5mm,計算收(shou)縮率波(bo)動能💋控(kong)制在0.03mm以(yi)内,對單(dan)标的流(liu)🌈量計完(wan)♉全符合(he)精度要(yao)求。
　　經試(shi)驗考核(he),采用聚(ju)礬錐管(guan)的堿液(ye)流量計(ji)與采用(yong)硼🔅矽酸(suan)鹽錐管(guan)的鹽水(shui)流量計(ji)完全符(fu)合設計(ji)要求。
6結(jie)論
　　燒堿(jian)裝置用(yong)耐腐鹽(yan)水流量(liang)計與堿(jian)液流量(liang)計采用(yong)💛聚礬塑(su)料制成(cheng)的錐管(guan)及3YC24固溶(rong)态鎳基(ji)合金制(zhi)成的浮(fu)子不僅(jin)能精✉️确(que)測量各(ge)種液體(ti)和氣體(ti)介質,完(wan)全能滿(man)足‼️燒堿(jian)裝置強(qiang)腐蝕介(jie)質流量(liang)測量的(de)要求,而(er)且也适(shi)用于對(dui)硼矽🔞鹽(yan)錐管具(ju)有腐蝕(shi)作用的(de)其他介(jie)質,爲我(wo)國的耐(nai)腐流量(liang)計的發(fa)展提📱供(gong)了新的(de)途徑.

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