〔提要(yào)〕燒堿(Na0H)生産(chǎn)中,對進入(ru)每台電解(jie)槽的精制(zhi)盆水,過去(qu)慣用 玻璃(lí)轉子流量(liàng)計 測量流(liú)量。這種 流(liu)量計 的玻(bo)璃錐管材(cai)質,以往國(guo)内均用翻(fan)矽玻璃制(zhì)造,而矽離(li)子接🧡觸🎯介(jie)質将造成(cheng)離子膜電(diàn)槽的膜片(piàn)中毒,從而(er)🔞大大降低(dī)離子膜的(de)壽命,國外(wai)在這種場(chang)合下🏃🏻‍♂️使用(yong)的🐇玻璃錐(zhui)㊙️管采用聚(ju)礬玻瑞材(cai)質(如美國(guo)、原聯邦德(de)國)這樣可(kě)以克服上(shang)述弊病。
1前(qián)言
　　氯堿工(gong)業是以氯(lü)化鈉(鹽)爲(wei)主要原料(liao)生産基本(běn)化工☁️原料(liao)燒堿和氯(lǜ)氣的工業(ye),燒堿廣泛(fan)用于輕工(gong)、化學纖☂️維(wei)、紙及紙漿(jiāng)、紡織、鋁、肥(fei)皂、印染、冶(yě)金、化工、食(shi)品等工業(yè)。而氯氣也(yě)以氯氣、液(ye)氯、鹽酸、次(ci)氯酸鈉等(děng)形式被廣(guang)泛用于聚(jù)氯乙烯氯(lü)溶劑、紙及(jí)紙💁漿、聚氨(ān)脂、上下水(shuǐ)處理及其(qí)他化學藥(yao)器等領域(yù)。
　　氯堿工業(yè)的發展狀(zhuàng)況,也可以(yi)說是顯示(shi)該國的經(jing)濟🔆活動和(he)産業發展(zhan)的水平。盡(jìn)管我國燒(shāo)堿産量增(zeng)長速度較(jiào)快,但尚不(bu)♊能滿足國(guó)民經濟發(fa)展的需要(yào)。近幾年來(lái),每年尚需(xū)進口20萬噸(dūn)高純度燒(shao)堿主要用(yòng)于紡織部(bù)門。
　　目前世(shi)界燒堿總(zong)産量已接(jie)近5000萬噸,其(qí)中美國居(ju)第一🈲位,原(yuan)📧聯邦📧德國(guó)居第二位(wei),日本第三(sān)位,原蘇聯(lián)第四位,我(wo)國爲第五(wǔ)位。
　　據有關(guan)方面預測(cè)、在今後5一(yi)10年中世界(jie)範圍内氯(lǜ)堿工業将(jiang)進入一個(ge)持續增長(zhang)、緩慢發展(zhǎn)的階段,其(qi)燒堿和氯(lü)氣的增長(zhǎng)率✔️預測如(rú)表1。

　　根據市(shì)場需求,化(hua)工部生産(chǎn)管理部門(mén)建議“八五(wǔ)”期間燒堿(jiǎn)增♻️長速度(dù)年平均5.5%,其(qí)中前兩年(nián)爲4%,後三年(nián)爲6%,“八五”期(qī)間年産量(liang)預測如表(biǎo)2。

　　燒堿生産(chan)主要有隔(gé)膜法、水銀(yín)法和離子(zi)膜法。作爲(wèi)✌️一種傳統(tǒng)的生産方(fang)法,隔膜法(fa)的産量最(zuì)多,約占50%左(zuo)右,水♍銀法(fǎ)由于環境(jing)污染問題(ti)已逐步被(bèi)淘汰(如日(ri)本到80年代(dài)末已停止(zhǐ)生産),離子(zi)膜法是70所(suǒ)代開始發(fa)㊙️展的先進(jìn)的生産方(fāng)法,目前新(xin)技術離子(zi)膜法生産(chǎn)燒堿裝置(zhi)及技術是(shì)國際上已(yi)成熟的先(xiān)進技術。近(jìn)💋幾年來我(wo)國🐪分别從(cóng)日本、美國(guó)✊、英國等國(guo)家引🆚進成(cheng)套離子膜(mó)電解設備(bèi)和技術,對(dui)發展我國(guo)氯堿工業(ye)有很大的(de)幫助和提(ti)高,也促進(jìn)我國對離(li)子膜燒堿(jian)生産的國(guo)産化進程(cheng)。
　　與以往傳(chuán)統的隔膜(mo)法電解相(xiang)比較,離子(zǐ)膜法電解(jie)其特👣點是(shi)🙇‍♀️能耗低(比(bi)隔膜法、金(jīn)屬陽極法(fǎ)燒堿低30寫(xie)😄~35%)産品産量(liàng)質量☂️提高(gāo),所産的高(gao)純堿是輕(qing)紡工業極(ji)需的原料(liao)(即離子膜(mo)法電解槽(cao)📱出來的堿(jian)液即爲産(chan)🙇🏻品,純度高(gao),不需蒸發(fa)濃度已達(dá)商品堿要(yao)求(31%),同時生(sheng)産出來的(de)氯氣純度(du)也高,含氧(yǎng)比金屬陽(yáng)極聯産的(de)氯氣低4倍(bei),占地面積(jī)小,投資低(dī)(比金屬陽(yáng)極裝置低(dī)👅10%),産品成本(ben)低、經濟效(xiao)益好。因此(ci)國際上發(fa)展極快,1990年(nián)此法生産(chan)的燒堿占(zhan)世界燒堿(jiǎn)總産量20寫(xie),尤其是新(xin)增的生産(chǎn)廠在我國(guo)大部分都(dou)采用該技(jì)術。
2耐堿玻(bo)璃轉子流(liu)量計研制(zhi)課題的提(ti)出
　　離子膜(mó)電解槽出(chu)口的堿液(yè)要求進行(háng)現場流量(liàng)指✍️示,由🧡于(yú)玻璃轉子(zǐ)流量計,直(zhi)觀可靠,體(ti)積小,安裝(zhuang)、使🔞用、維修(xiū)方⚽便,價格(gé)便🔞宜,國内(nèi)外均采用(yòng)該類流量(liang)計。衆所周(zhōu)知,氯堿💃🏻生(sheng)産介質的(de)腐蝕性是(shi)相當嚴重(zhòng)的,盡管國(guo)内❗已有采(cǎi)用ICr18NigTi及四氟(fu)乙烯一六(liu)氟丙烯共(gong)聚‼️物(FEP)即氟(fú)46 耐腐型玻(bo)璃轉子流(liu)量計 ,但實(shí)踐證明仍(réng)不能解決(jué)氯堿裝置(zhì)上的耐腐(fu)蝕問題。
　　近(jìn)年來,我國(guó)從國外引(yǐn)進的一批(pi)隔膜法和(he)離子膜法(fǎ)燒堿裝置(zhi)中,已有新(xin)型耐腐玻(bō)璃轉子流(liú)量計,較好(hǎo)地解決⚽了(le)強腐蝕性(xing)問題,國内(nei)300多家大小(xiao)氯堿廠,均(jun)希望國内(nèi)也🏒能提供(gong)達到國際(jì)水平🧡的耐(nài)堿玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)。化工部第(di)八設計院(yuan)爲解決耐(nai)堿玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)國内配套(tào)問題,選擇(zé)了國内生(shēng)産玻璃轉(zhuan)子流量計(jì)曆史最長(zhang)、批量最📱大(da)、近年從原(yuán)聯📧邦德國(guo)克隆尼✍️公(gōng)司引進了(le)世🐪界一流(liu)玻璃轉子(zi)流量計專(zhuān)有技術及(ji)關鍵設⁉️備(bèi)的熱工儀(yí)表總廠協(xie)商聯合🌈開(kāi)發研制🌈,經(jīng)雙方研究(jiu),同意合作(zuò)開發耐堿(jiǎn)玻璃轉子(zi)流量計。
3氯(lü)堿裝置用(yong)玻璃轉子(zi)流量計技(jì)術要求
經(jīng)雙方協商(shang)确定氯堿(jiǎn)裝置用玻(bo)璃轉子流(liú)量計技術(shù)要求如下(xia)。
堿液LZP一40F玻(bō)璃轉子流(liu)量計
被測(ce)介質:31%wtNaOH堿液(ye);
被測介質(zhì)标稱溫度(du);80C;
允許最高(gāo)介質溫度(dù):150`C;
工作壓力(lì):0.15MPa;
允許最大(da)工作壓力(lì):。.25MPa;
量程:1~5m3/h;
公稱(chēng)通徑:DN40;
精度(dù)等級:4級;
安(an)裝方式:見(jian)圖1。

②鹽液LZB一(yi)25FA玻璃轉子(zi)流量計
被(bei)測介質:NaCI鹽(yan)液;
被測介(jiè)質标稱溫(wēn)度:75C;
允許最(zuì)高介質溫(wēn)度:20oC;
工作壓(yā)力:0.3MPa;
允許最(zui)大工作壓(yā)力:1.ZMPa;
量程:0.3一(yi)2.2m3/h;
公稱通徑(jing):DN25;
精度等級(jí):4級;
安裝方(fang)式:見圖2;

4研(yán)制概況
　　玻(bo)璃轉子流(liú)量計的基(jī)本元件是(shì)一根由下(xia)向上擴大(dà)的垂直🍉錐(zhui)管(通常采(cǎi)用硼矽酸(suān)鹽玻璃成(cheng)型)和一隻(zhī)随着流體(ti)流👨‍❤️‍👨量變化(hua)而可以沿(yán)着錐管軸(zhou)向自由浮(fu)動的浮子(zǐ)(通常用ICr18NigTi不(bú)鏽鋼或鋼(gāng)質包🏃塑)。熱(rè)工儀表總(zong)廠結合國(guó)内玻璃轉(zhuǎn)子流量計(ji)幾十年設(she)計經驗及(jí)引進原聯(lian)邦德國克(ke)隆尼公司(si)專有技術(shù)設計了✂️該(gāi)型玻璃轉(zhuan)☎️子流量計(ji)。研制耐堿(jian)玻璃轉子(zǐ)流量計的(de)關鍵是選(xuǎn)擇新✊型的(de)耐腐材料(liào)及采用與(yu)新型材♉料(liao)相适應的(de)加工工❌藝(yi)。
下面分别(bie)簡述錐管(guan)與浮子的(de)研制。
①錐管(guan)的研制
　　燒(shao)堿裝置中(zhōng)的鹽液玻(bō)璃轉子流(liú)量計,因硼(peng)矽酸鹽玻(bō)璃有一定(dìng)的化學穩(wen)定性,對鹽(yán)液具有較(jiào)好的防腐(fǔ)性🈲能,故鹽(yán)液玻璃🔞轉(zhuan)子流量計(jì)仍采用硼(péng)矽酸鹽玻(bō)璃成型錐(zhui)管。但因硼(péng)矽酸鹽玻(bo)璃對✉️31%wtNaOH堿液(yè)的耐腐性(xing)較差,必須(xu)選擇新型(xíng)的耐腐蝕(shi)材料,這種(zhong)材料除了(le)在耐腐性(xing)方面要大(da)大優于硼(peng)矽酸鹽玻(bō)璃外,仍應(yīng)保持硼矽(xi)酸鹽玻璃(lí)透明可見(jiàn),熱穩定性(xing)及一定的(de)抗壓強度(dù)。經反複比(bi)較及國産(chǎn)新材料的(de)調研,最後(hou)⛷️确定采用(yòng)聚諷塑🙇‍♀️料(liào)。
　　聚礬(PSF)塑料(liào)是一種新(xīn)型的熱塑(sù)性材料,具(jù)有較高的(de)熱🏃🏻性能和(he)高溫下的(de)機械強度(du)及化學穩(wěn)定性。國産(chan)S一100本色聚(ju)諷的☔主要(yao)性能指标(biāo)見表3。

國産(chan)S一100聚礬塑(sù)料耐化學(xué)腐蝕性見(jian)表

備注:
優(you)—抗張強度(du)變化率在(zai)10%以内,外觀(guan)無變化;
好(hǎo)—抗張強度(du)變化率在(zài)20%以内,外觀(guān)無變化;
良(liáng)—抗張強度(dù)變化率在(zài)30%以内,外觀(guan)微變化;
可(kě)—抗張強度(du)變化率在(zai)30%以内外觀(guān)開裂;
耐化(huà)學腐蝕性(xìng)試驗條件(jian)
溫度:常溫(wen);
試驗樣品(pǐn):2mm×9mm×45mm啞鈴條;
浸(jìn)演時間:30天(tiān)。
　　綜上所述(shu),聚飒塑料(liào)應該是耐(nài)堿玻璃轉(zhuan)子流量計(ji)錐管的理(li)想材料,但(dan)聚礬塑料(liao)因加工時(shí)流動性差(cha)💃,加工比較(jiao)✉️困難,而錐(zhui)管又要求(qiu)透明可見(jiàn)、光潔度高(gāo)。
②浮子的研(yan)制
　　國産LZB、LZJ系(xi)列普通型(xíng)玻璃轉子(zi)流量計浮(fu)子采用ICrl8NigiT不(bú)鏽鋼或瑪(ma)瑙😘加工而(er)成。近年來(lái),LZB、LZJF系列耐腐(fu)玻璃轉子(zǐ)流量計,開(kāi)始采用鋼(gang)質浮子包(bao)封四氟乙(yi)烯一六氟(fú)丙烯共聚(jù)物(FEP)(俗稱F46)大(dà)大提高了(le)玻😘璃轉子(zi)流量計的(de)耐腐蝕性(xìng)能,但在耐(nài)腐👌蝕性能(neng)方面仍不(bú)能滿足各(ge)種🏃‍♂️強腐蝕(shi)介質🌈的防(fang)腐要求,爲(wei)了解決耐(nài)堿玻璃轉(zhuan)子流量計(jì)浮子耐腐(fu)問題,熱工(gōng)儀表總廠(chang)又借鑒了(le)國外先進(jìn)技術,對國(guó)🐉内有關廠(chang)所研制的(de)新型材料(liào)作❄️了全面(mian)比較,最後(hòu)選定采用(yong)Hastelloy。鎳基合金(jīn)👄。Hasetlloy。鎳🔴基合金(jīn)是以鑰鎢(wū)等♈元素強(qiáng)化的固溶(rong)形鎳基合(he)金,具有較(jiào)好的抗氧(yang)化和抗腐(fu)🌈蝕性能🥰,允(yun)許使用溫(wen)度最高可(kě)達1180℃,在980℃以下(xià)還具有良(liang)好的強度(du),合金對強(qiang)氧化劑如(rú)氯🤞化鐵氯(lü)化銅的抗(kang)腐蝕能🌂力(lì)很強,是抗(kang)潮濕氯氣(qì),亞氯酸鹽(yán)腐💘蝕的合(hé)金之一,固(gù)溶狀🙇‍♀️态下(xià)抗腐性能(neng)最好,合金(jīn)的抗氧化(hua)和抗還原(yuan)氣氛的最(zuì)高溫度可(ke)達🔱1150℃,熱工儀(yí)表總廠選(xuan)用🈲國産3YC24固(gu)溶态鎳基(jī)合金分别(bié)制作鹽液(yè)和堿🚩液玻(bō)璃轉子流(liu)量計,該合(hé)金的主要(yào)性能分别(bie)見表5、6、7。


　　在解(jiě)決了錐管(guan)和浮子耐(nai)腐蝕材料(liao)的選擇及(jí)加工問題(ti)後,熱工儀(yi)表總廠又(yòu)在其他結(jié)構件方面(miàn)采取了一(yi)定的❌防腐(fǔ)措施,供燒(shao)🍉堿裝置配(pei)套的鹽酸(suān)和堿液玻(bo)璃🚩轉子流(liú)量計終于(yú)研制‼️成功(gong)。
5試驗考核(hé)
①聚礬錐管(guan)熱穩定性(xìng)試驗
　　将錐(zhui)管試樣用(yòng)标準浮子(zi)先在常溫(wēn)下選擇l000L/h、400oL/h、600oL/h三(san)個流🧡量進(jin)行标定并(bing)記錄下浮(fú)子裝置,然(rán)後依次加(jiā)熱至100,120,250,280℃保溫(wēn)2.5小時後重(zhòng)複标定,再(zai)次記錄下(xia)浮子位置(zhì),觀察浮子(zǐ)位置的變(biàn)化,檢測⭕結(jie)果見表8。
　　因(yīn)流量計精(jīng)度爲0.5%,檢測(ce)浮子位置(zhi)變化小于(yú)1.6mm,即誤差不(bu)🔞大于0.02mm,以上(shang)結果表明(ming)在150℃以下,流(liú)量計精度(du)均在誤差(cha)範圍内,因(yīn)此聚礬錐(zhuī)管流量計(jì)在150℃以下是(shi)完全穩💞定(ding)的。

②壓力試(shì)驗:聚礬錐(zhui)管試樣選(xuǎn)擇在進行(háng)充氣加壓(yā)試驗💛後,結(jié)果表明:加(jiā)壓至1.6MPa,錐管(guan)無變形和(he)破裂現象(xiàng)加壓至2MPa時(shí)發現密封(fēng)件🌈洩漏無(wu)法檢驗,就(jiù)這樣的耐(nai)壓📧強度已(yi)大大超過(guò)硼矽酸鹽(yán)錐管0.9MPa的指(zhi)标。
③精度檢(jian)測:在對72台(tái)堿液流量(liang)計進行水(shuǐ)流量标定(ding)後,檢查标(biāo)定刻度位(wèi)置表明全(quán)部刻度的(de)不一緻差(cha)值小于1.5mm,計(ji)算收縮率(lü)波動能控(kòng)制在0.03mm以内(nèi),對單标的(de)流量計完(wan)全符合❗精(jing)度要求。
　　經(jing)試驗考核(he),采用聚礬(fan)錐管的堿(jian)液流量計(jì)與采用硼(péng)矽酸✍️鹽錐(zhuī)管的鹽水(shuǐ)流量計完(wan)全符合設(she)計要求。
6結(jie)論
　　燒堿裝(zhuang)置用耐腐(fǔ)鹽水流量(liàng)計與堿液(yè)流量計采(cǎi)用聚🈲礬塑(sù)料制㊙️成的(de)錐管及3YC24固(gù)溶态鎳基(ji)合金制成(chéng)的浮子不(bú)僅能精确(què)測量各🔴種(zhǒng)液體和氣(qi)體介質,完(wan)全能滿足(zú)燒堿裝✏️置(zhì)強腐蝕介(jiè)質流量測(ce)量的要求(qiu),而且也适(shi)用于對硼(peng)矽鹽錐管(guan)具有腐蝕(shí)作用的其(qí)他介質,爲(wei)我國的耐(nai)腐流量計(ji)的發展提(ti)供了新的(de)途徑.

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