陽(yáng)極保護(hù)不銹鋼管殼式濃硫酸冷卻器，主要應(yīng)用在硫酸生產(chǎn)過(guò)程中干吸工段的濃硫酸冷卻。陽(yáng)極保護(hù)系統(tǒng)是由陽(yáng)極、陰極、參比電極、恒電位儀、連接導(dǎo)線組成。陽(yáng)極保護(hù)是通過(guò)對(duì)處于濃硫酸介質(zhì)中的不銹鋼施加陽(yáng)極電流的方法使其表面形成良好耐蝕性能的鈍化膜，從而使材料得到有效的保護(hù)。

　　一、陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)簡(jiǎn)介

　　我國(guó)在上世紀(jì)80年代引進(jìn)了近10臺(tái)陽(yáng)極保護(hù)不銹鋼管殼式濃硫酸冷卻器，主要應(yīng)用在硫酸生產(chǎn)過(guò)程中干吸工段的濃硫酸冷卻。國(guó)內(nèi)的科研開(kāi)發(fā)單位和設(shè)備供應(yīng)商于1988年就通過(guò)消化吸收國(guó)外技術(shù)在國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)、制造了工業(yè)化應(yīng)用的合格設(shè)備，通過(guò)10余年的推廣普及，陽(yáng)極保護(hù)濃硫酸冷卻器在國(guó)內(nèi)得到了大規(guī)模的采用，不僅如此，通過(guò)努力還開(kāi)發(fā)了陽(yáng)極保護(hù)不銹鋼管道、陽(yáng)極保護(hù)不銹鋼分酸器、陽(yáng)極保護(hù)不銹鋼酸槽，在國(guó)內(nèi)的硫酸生產(chǎn)企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)的發(fā)展提高了國(guó)內(nèi)技術(shù)開(kāi)發(fā)水平，同時(shí)為硫酸的生產(chǎn)技術(shù)提高起到了積極的推動(dòng)作用。陽(yáng)極保護(hù)酸冷卻器、陽(yáng)極保護(hù)管道產(chǎn)品已成為國(guó)內(nèi)大型硫酸系統(tǒng)干吸工段的首選設(shè)備。

　　陽(yáng)極保護(hù)系統(tǒng)是由陽(yáng)極、陰極、參比電極、恒電位儀、連接導(dǎo)線組成。陽(yáng)極保護(hù)是通過(guò)對(duì)處于濃硫酸介質(zhì)中的不銹鋼施加陽(yáng)極電流的方法使其表面形成良好耐蝕性能的鈍化膜，從而使材料得到有效的保護(hù)。通過(guò)陽(yáng)極保護(hù)，

　　304L、316L材質(zhì)在80℃時(shí)的濃硫酸中(92——98%)的年腐蝕率僅為0.08——0.01mm。

　　二、陽(yáng)極保護(hù)管殼式不銹鋼濃硫酸冷卻器的應(yīng)用

　　陽(yáng)極保護(hù)管殼式不銹鋼濃硫酸冷卻器(以下簡(jiǎn)稱酸冷器)是八十年代初期首先由國(guó)外引進(jìn)的，用于各類制酸裝置的干吸工段濃硫酸的冷卻，國(guó)外主要供應(yīng)商有加拿大的凱米克公司和美國(guó)的孟山都公司。國(guó)內(nèi)設(shè)備制造廠家于八十年代中期開(kāi)始試制酸冷器，并開(kāi)始在各類制酸裝置中采用。該設(shè)備具有壽命長(zhǎng)、占地面積小、熱效率高、無(wú)污染、日常維護(hù)費(fèi)用低、節(jié)水效果明顯等優(yōu)點(diǎn)。

　　國(guó)內(nèi)目前使用的酸冷器都采用酸走殼程水走管程的固定管板式結(jié)構(gòu)，換熱管通過(guò)折流板固定。換熱管的材質(zhì)為316L，殼體、管板、折流板的材質(zhì)各供應(yīng)商采用的有所不同，有304、304L、316L等。水箱部分根據(jù)各廠工藝條件設(shè)計(jì)為單或雙管程。換熱管尺寸有幾種規(guī)格：Φ19.05×1.65mm、Φ19.05×1.5mm、Φ16×1.5mm等，換熱管在管板上一般按正三角形排列。

　　目前，國(guó)內(nèi)使用的酸冷器超過(guò)3000臺(tái)，隨著該設(shè)備的大規(guī)模使用，國(guó)內(nèi)供貨商在酸冷器的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)已相當(dāng)成熟，用戶在使用中也積累了很多的經(jīng)驗(yàn)，目前國(guó)產(chǎn)酸冷器最長(zhǎng)使用時(shí)間已超過(guò)10年。隨著國(guó)內(nèi)制酸裝置的大型化，國(guó)產(chǎn)酸冷器已為單系列1000Kt/a大型裝置配套，國(guó)內(nèi)目前應(yīng)用的

　　單臺(tái)酸冷器面積已達(dá)超過(guò)1000m2，說(shuō)明國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)制造能力完全能滿足大型裝置設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的要求。

　　三、陽(yáng)極保護(hù)不銹鋼濃硫酸管道的應(yīng)用

　　以前，硫酸生產(chǎn)中濃硫酸管道最常用的是鑄鐵管及少量?jī)?nèi)襯氟塑料管。鑄鐵管基本是靠壁厚來(lái)增加使用壽命，并且存在管道重量大、法蘭連接點(diǎn)多，漏酸隱患點(diǎn)多等缺點(diǎn);在實(shí)際生產(chǎn)中，管道的損壞多以“砂眼”蝕穿和脆性開(kāi)裂這兩種突發(fā)損壞形式出現(xiàn)，極易造成安全生產(chǎn)事故，增加系統(tǒng)非計(jì)劃性停車時(shí)間。內(nèi)襯氟塑料管雖有優(yōu)良的耐腐蝕性能，但在實(shí)際應(yīng)用中，存在不耐負(fù)壓的缺點(diǎn)，當(dāng)泵啟動(dòng)或關(guān)閉時(shí)塑料易剝離損壞。陽(yáng)極保護(hù)濃硫酸管道技術(shù)是上世紀(jì)90年代由國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的一項(xiàng)新技術(shù)，在國(guó)際上領(lǐng)先。將普通不銹鋼如18-8、304、304L、316L等配以陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)，應(yīng)用于濃硫酸輸送管道上。經(jīng)過(guò)近10年的使用表明：采用常用的不銹鋼管道配以陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)是可行的，并且兼顧了實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性。實(shí)際應(yīng)用中防腐蝕效果非常顯著，設(shè)計(jì)使用壽命8年以上，徹底解決了輸酸管道泄漏問(wèn)題。為廣大制酸廠家提供了一種全新的選擇。

　　不銹鋼管道陽(yáng)極保護(hù)系統(tǒng)的配置是根據(jù)輸酸管徑、酸量、溫度、壓力及材質(zhì)等變量參數(shù)決定控制技術(shù)指標(biāo)，經(jīng)過(guò)詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算確定陰極、參比電極的材料及布置方式。選用陰極材料基本無(wú)腐蝕，設(shè)計(jì)壽命為5年以上，無(wú)須檢修、更換。管道的設(shè)計(jì)使用壽命為8年。

　　目前國(guó)內(nèi)采用陽(yáng)極保護(hù)管道的廠家已經(jīng)超過(guò)60家，單系列最大規(guī)模800Kt/a裝置，最大管徑DN700mm，最長(zhǎng)使用壽命已超過(guò)10年。

　　四、陽(yáng)極保護(hù)分酸器的應(yīng)用

　　傳統(tǒng)的分酸器的基本型式有管式分酸器和槽式掛爪分酸器兩種，所用材質(zhì)由早期的鑄鐵發(fā)展到低鉻鑄鐵、合金鑄鐵。分酸點(diǎn)一般<20點(diǎn)/m2，整個(gè)塔平面的分酸不夠理想。分析其原因主要有兩點(diǎn)，首先是因?yàn)殍T鐵的鑄造精度低，開(kāi)孔數(shù)量有限;同時(shí)安裝過(guò)程中水平度有偏差;三是沿塔壁有分酸“盲區(qū)”。分酸器的低效率產(chǎn)生的危害是有目共睹的，不僅工藝操作指標(biāo)達(dá)不到最佳，而且產(chǎn)生的酸沫會(huì)對(duì)下游的設(shè)備產(chǎn)生腐蝕。上述分酸裝置都是靠增加材料的壁厚來(lái)提高使用壽命，在運(yùn)行過(guò)程中隨著使用年限的增加，會(huì)不斷減薄，分酸效果會(huì)更差。另外一個(gè)令使用廠家頭疼的問(wèn)題是檢修，由于需要在塔內(nèi)進(jìn)行部分組件更換，工作環(huán)境惡劣任務(wù)繁重，每年的檢修工作量大、維修費(fèi)用大、檢修時(shí)間長(zhǎng)。

　　國(guó)內(nèi)外的設(shè)備生產(chǎn)廠家對(duì)這一關(guān)鍵技術(shù)的開(kāi)發(fā)從未停止。目前已有耐濃硫酸腐蝕的特制合金槽管式分酸器進(jìn)入中國(guó)，分酸點(diǎn)可達(dá)22～42點(diǎn)/m2，但價(jià)格太高，國(guó)內(nèi)廠家很難接受。國(guó)內(nèi)的設(shè)備廠家經(jīng)過(guò)多年的努力，也開(kāi)發(fā)出了分酸點(diǎn)>42點(diǎn)/m2的帶陽(yáng)極保護(hù)的不銹鋼槽管式分酸裝置，其價(jià)格適中，并已在國(guó)內(nèi)多家硫酸企業(yè)使用，最長(zhǎng)已使用了7年，完全可以滿足生產(chǎn)需要。

　　陽(yáng)極保護(hù)不銹鋼分酸器主要有兩種基本型式——管式和槽管式，分酸器主要由分酸主管和落酸管組成，落酸管的規(guī)格數(shù)量和排列方式是按照塔面積計(jì)算，結(jié)合酸流量計(jì)算出每個(gè)落酸管的流量，即保證使硫酸能均勻的分配到塔的每個(gè)位置，又便于現(xiàn)場(chǎng)的制作安裝。為了減少分酸器酸沫夾帶，槽管式的落酸管流速不能太高?？紤]到檢修的工作，確定進(jìn)酸口的進(jìn)酸高度和槽體的高度差，保證運(yùn)行時(shí)不會(huì)發(fā)生溢槽和堵塞落酸管，槽內(nèi)的檢修清理工作簡(jiǎn)單容易，在停車后清理出槽體內(nèi)的磁環(huán)碎渣即可，無(wú)需更換其他的任何部件。

　　陽(yáng)極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：常見(jiàn)的陽(yáng)極保護(hù)裝置均設(shè)置在設(shè)備的外部，如陽(yáng)極保護(hù)濃硫酸冷卻器、陽(yáng)極保護(hù)不銹鋼管道等，其陰極、參比電極等陽(yáng)極保護(hù)主要構(gòu)件的連接都設(shè)置在設(shè)備的外部。而陽(yáng)極保護(hù)分酸器的陽(yáng)極保護(hù)裝置必須設(shè)置在塔內(nèi)SO2、SO3氣體高溫環(huán)境里，通過(guò)努力在技術(shù)上很好地解決。

　　五、數(shù)字式恒電位儀的應(yīng)用

　　恒電位儀的性能直接關(guān)系到陽(yáng)極保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)施和設(shè)備的安全，傳統(tǒng)的模擬式恒電位儀電路多采用分立元件構(gòu)成，由于電子元件數(shù)量多，其穩(wěn)定性不高，抗干擾能力差。目前已采用微電腦控制技術(shù)，把電位、電流、電壓信號(hào)全部實(shí)現(xiàn)數(shù)字化處理后傳至遠(yuǎn)方終端機(jī)，并可方便地與各類DCS系統(tǒng)對(duì)接。由于采用了以上先進(jìn)技術(shù)，使控制操作簡(jiǎn)單、明了，設(shè)備開(kāi)車階段的鈍化過(guò)程比以前大大縮短，減少了酸溫、酸濃變化對(duì)設(shè)備鈍化膜的破壞程度。實(shí)現(xiàn)了智能化控制，只需由DCS系統(tǒng)的上位機(jī)觀察數(shù)據(jù)變化即可，該儀器已接近國(guó)際先進(jìn)水平。

　　隨著硫酸裝置的大型化趨勢(shì)和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，國(guó)內(nèi)硫酸生產(chǎn)企業(yè)在不斷地采用先進(jìn)可靠的技術(shù)改造原有裝置，成熟的陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)在硫酸裝置中應(yīng)用的步伐將進(jìn)一步加快。