陶瓷球阀在氯纯碱行业的应用

刀锋

陶瓷球阀在纯碱行业的应用
% }1 W- R" m) \! O  ?( `. Q    纯碱工业是重要的化学原料工业，纯碱产品是保障国民经济发展的基本工业原料。我国纯碱产品在国际纯碱市场上有着较强的竞争力。国家在“十五”乃至更长时期内，将有机原料、合成材料、新技术、精细化工及传统的“两碱”等列为化工“十五”计划和未来15年规划的重点。
4 n8 O# K, D+ J7 ^0 D    目前我国的纯碱企业主要是采用氨碱法和联碱法进行生产的。氨碱法是以盐和石灰石为主要原料，以氨为中间辅助材料生产纯碱的方法。在盐水精制工序，粗盐水中Mg2＋、Ca2＋反应生成Mg(OH)2和CaCO3，形成盐水泥，盐水泥与蒸馏废液混合经澄清或压滤废清液（L1）排放，固态渣（S1）堆存。原盐用水（或海水）溶解成为粗盐水后，经过精制去除粗盐水中的Ca2+和Mg2+杂质，精制后的盐水在吸氨塔吸收氨生成氨盐水，氨盐水在碳化塔内吸收二氧化碳，生成NaHCO3悬浮液，悬浮液经真空过滤机得到的滤饼煅烧后即为纯碱产品，煅烧生成的二氧化碳气体返回碳化塔使用；过滤得到的母液加入石灰乳送往蒸氨塔蒸馏回收氨，回收的氨用于吸氨塔制备氨盐水。联碱法是以自合成氨装置生产的氨和二氧化碳及原盐为原料生产纯碱并联产氯化铵的方法。在制取纯碱过程，氨母液Ⅱ和二氧化碳在碳化塔内碳酸化后，生成NaHCO3悬浮液，真空过滤后的母液送Ⅱ过程， 滤饼煅烧后即为纯碱产品；在制取氯化铵过程，来自真空过滤机的母液经吸氨、换热后，在冷析结晶器中析出氯化铵晶浆，冷析后的母液在盐析结晶器中加盐继续析出氯化铵晶浆，盐析后的母液再经换热、吸氨、澄清后制得合格的氨母液Ⅱ，送往Ⅰ过程。冷析和盐析过程析出的晶浆，经稠厚、离心分离、干燥得到氯化铵产品。
+ t, a# e4 ^. n* |7 c) P    这两种生产工艺，在纯碱和氯化铵生产过程中，都存在工艺流程长，系统母液温度较高，而且中成分复杂，不但含氨和高氯根，并含有一定数量的含钙、镁固体物，尤其在对废弃排放物的环保处理时，设备管道等的腐蚀、磨损极为严重，设备等的故障、检修频繁产生。因此提高设备的抗腐蚀、耐磨损性能对设备的安全稳定运行极为重要。尤其作为流体控制部件的阀门更是首当其冲。
- m& _8 n5 A0 z) R     目前我国各行业生产中普遍使用的阀门为金属阀门，金属阀门的使用已有上百年的历史，其间虽然也经过结构及材料的改进，但受金属材料自身条件的限制，已越来越不能适应高磨损、强腐蚀等恶劣工况。使用寿命短，泄漏严重。大大影响了系统运行的稳定性。传统的金属阀门急需从材料、设计及制造工艺等方面彻底革新。
7 I# d- Z: @" _( K9 E     工程陶瓷材料作为二十一世纪的新材料，以其本身所具备的高硬度，高强度、高耐磨性及良好的防腐性能，自二次世界大战以来，就受到各发达国家的青睐，他们竟相投入人力物力，研制开发工程陶瓷，最早应用于军事和宇航工业，如火箭尾喷管，航天飞机隔热护板，装甲车等，后来逐渐应用到工业领域，如陶瓷发动机、陶瓷轴承等，直到二十世纪九十年代初，随着陶瓷材料本身性能的提高，才开始被应用于阀门行业，并得到了广泛的认同。
8 C4 e% ^/ |! Q, P5 k     工程陶瓷又称结构陶瓷，与普通陶瓷有本质的区别。阀门上使用的陶瓷材料主要为TZP，它的原材料就是锆宝石的原材料，经喷雾造粒、等静压制、高温烧结、精密加工，使陶瓷的“脆性”得到了大大改进，其韧性和强度得到了极大的提高，工业上称其为“陶瓷钢”。TZP陶瓷不但具有高韧性 、高强度、高硬度、高耐磨性及高的耐腐蚀性能，而且还有自润滑性好、热传导率低、极好的表面光洁度（Ra可达0.01um）等特点，是阀门金属材料的绝佳替换材料。
     球阀自问世以来，以其良好的密封、通断、防堵性能，以及流路简单，无阻调节，KV值最大，"自洁"性能最好，开闭简单快捷、克服压差能力强等特点，在石油化工、矿山冶金、电站能源、医药造纸等行业的应用范围迅速扩大。而陶瓷球阀结合了结构陶瓷和球阀的双重优点，很好地解决了纯碱生产工艺中存在的高腐蚀，高固含量磨损两大问题，尤其在盐水及蒸馏工序中，陶瓷球芯击垮了目前任何一种耐腐耐磨的合金材料的阀芯，使陶瓷球阀成为到目前为止最理想的阀门。
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