论无水氟化氢反应转炉的腐蚀与防护

2023-02-03

无水氟化氢的应用范围十分广泛, 包括制冷、医药、化工、纺织、汽车、航空航天等行业[1]。各行各业对于无水氟化氢的需求也在不断提高, 这对无水氟化氢的生产工艺提出了更高的要求。然而生产中常会出现反应转炉的腐蚀问题, 因此, 采用有效的防护措施, 防止反应转炉的腐蚀, 对其安全生产有着十分重要的意义。

1 无水氟化氢的生产工艺

目前无水氟化氢的主要生产技术采用的是萤石-硫酸法。该技术来自于国外先进技术与实际生产经营的结合[2]。萤石-硫酸法制造无水氟化氢的工艺过程中, 主要将进行以下化学反应。Ca F2与H2SO4产生化学反应, 并生成HF与Ca SO4。这一化学反应是生产过程中的主要化学反应, 该反应过程具有一定的吸热性。由于Ca F2中存在一定的杂质, 因此生产过程中, 还会产生一系列的次要化学反应[3]。

无水氟化氢的具体生产流程如下:萤石粉经过蒸汽干燥与预热之后, 使用斗式提升机将其运送到萤石料仓中。经过计量后, 采用高速螺旋输送器, 将料仓中的萤石粉输送至反应转炉中[4]。同时将发烟硫酸与已吸收氟化氢的硫酸运送到混酸槽, 使混酸达到浓度要求, 经过预反应后, 将其输送至反应转炉。

2 影响反应转炉腐蚀的原因

无水氟化氢生产过程中的生产原料、化学反应中的中间产物及生产产品均有极强的腐蚀性, 均会对反应转炉造成腐蚀, 进而使反应转炉损坏, 给生产企业带来较大的经济损失。一般, 造成无水氟化氢反应转炉腐蚀的原因包括以下几方面因素。

(1) 反应温度生产过程中, 随着反应温度的持续过高, 反应转炉腐蚀的速度会不断增大。而在反应温度超出一定水平之后, 会使反应转炉的腐蚀程度更加严重。

(2) 反应物料由于反应物料中浓硫酸与氟化钙之间的配比问题, 使液体与固体反应物料之间的比例增大, 会加速反应转炉的腐蚀。而由于反应物料中存在杂质, 这些杂质会在反应转炉内产生副反应, 进而生成大量有害物质, 造成反应转炉的腐蚀。

(3) 反应时间由于在反应混合阶段, 反应转炉的腐蚀速率增长较快, 而在反应混合阶段之后, 反应转炉的腐蚀情况会得到一定缓解。因此反应物料在反应混合阶段的反应时间过长, 也会造成反应转炉的严重腐蚀。

3 反应转炉腐蚀的防护措施

(1) 反应温度的控制由于生产过程中的反应温度越高, 会导致反应的速度加快。然而当热风温度高出一定程度后, 将会造成反应转炉的腐蚀, 进而对反应转炉的使用寿命与使用强度造成严重的不良影响。同时热风温度过高, 对保温工作提出了更高的要求, 增加了外界环境的散热量, 对于节能环保十分不利。因此, 应尽量选择合适的热风温度, 这样不仅能够防止反应转炉的腐蚀, 还能够对萤石粉-硫酸的化学反应起到促进作用, 使所有反应物料能够立即进入反应状态, 有效提高各物料的反应效率, 提高反应转炉的使用寿命与使用强度。

(2) 反应物料的控制在无水氟化氢的生产过程中, 应适当增大浓硫酸的比例, 使多余的浓硫酸与转炉的碳素钢发生钝化反应, 进而防止反应转炉的腐蚀。同时应对生产过程中的萤石进行筛选, 以降低反应物料中的杂质。使用较细的萤石粉作为反应物料, 可以有效的提高反应效率, 降低对反应转炉的腐蚀。这是由于萤石粉越细, 其产生化学反应的速度越迅速, 使完成反应所需要的时间得到有效缩短。同时需注意洗涤塔的防堵塞装置的使用。无内件反应转炉要求萤石粉细度为, 筛孔58μm或以上, 带内返渣反应转炉要求萤石粉细度为, 筛孔106μm或以上。萤石粉细度过细时, 会使大量粉尘进入到洗涤塔中, 会导致系统的堵塞。所以, 以反应转炉作为生产设备时, 应注意洗涤塔防堵塞设施的使用, 防止洗涤塔出现粉尘堵塞问题。

(3) 反应时间的控制由于生产中化学反应的时间越长, 反应的程度越彻底。在化学反应的前期, 反应速度一般较快, 随着反应的持续发展, 反应速度会逐渐降低。而由于反应混合阶段, 反应转炉中碳素钢受到的腐蚀更为严重, 因此, 应控制生产过程中, 反应混合阶段的持续时间。根据相关研究, 反应混合阶段的时间应控制在四分钟以内。

4 结语

综上所述, 无水氟化氢的生产过程中, 反应温度、反应物料中的固液配比、反应物料中存在的杂质、反应时间等因素均会对反应转炉造成腐蚀, 因此应对这些因素进行严格控制与管理, 防止反应转炉发生腐蚀, 进而保证生产过程中的安全与环保, 提高产品的产量与质量。工业生产的安全节能环保, 能够有效提高企业的经济效益与生产效益, 使企业的利润得到最大化, 是企业的发展基础。只有通过科学的手段, 运用先进的生产技术, 才能实现生产的安全与环保。

摘要：无水氟化氢是制作元素氟、含氟新材料、无机氟化盐、各类含氟制冷剂、各类有机氟化物等的基本原料, 是现代氟化工的基础。无水氟化氢的生产占据着我国国民经济的重要位置。本文将首先介绍无水氟化氢的生产工艺与化学反应, 并分析影响反应转炉腐蚀的原因, 最后将探讨如何采用有效的防护措施, 防止反应转炉的腐蚀, 以提高无水氟化氢的生产品质, 并实现生产的安全与环保。

关键词：无水氟化氢,反应转炉,腐蚀,防护措施