Ⅰ 热的硫酸铵溶液腐蚀铁吗
硫酸铵溶液属于强酸弱碱盐,发生水解,溶液显酸性
方程式:NH4++H2O⇌H++NH3.H2O
水解产生的氢离子能够与Fe反应,生成氢气,所以能够腐蚀铁。
腐蚀,分为局部腐蚀和全面腐蚀。局部腐蚀又分为应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀。
局部腐蚀
应力腐蚀开裂 (SCC):是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于烈纹的扩展而互生失效的一种通用术语。应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌,但它也可能发生于韧性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力(不论是残余应力还是外加应力,或者两者兼而有之)和特定的腐蚀介质存在。型纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值,要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。在微观上,穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹,而沿晶界扩图的裂纹称为沿晶裂纹,当应力腐蚀开裂扩展至其一深度时(此处,承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力),则材料就按正常的裂纹(在韧性材料中,通常是通过显微缺陷的聚合)而断开。因此,由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面,将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。
点腐蚀:是一种导致腐蚀的局部腐蚀形式。
晶间腐蚀:晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城,因而,它们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物(如碳化物和δ相)沉淀析出的有利区城。因此,在某些腐蚀介质中,晶粒间界可能先行被腐蚀乃是不足为奇的。这种类型的腐蚀被称为晶间腐蚀,大多数的金属和合金在特定的腐蚀介质中都可能呈现晶间腐蚀。
缝隙腐蚀:是局部腐蚀的一种形式,它可能发全于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成,例如,在与铆钉、螺栓、垫片、阀座、松动的表面沉积物以及海生物相接烛之处形成。
全面腐蚀
是用来描述在整个合金表面上以比较均勺的方式所发生的腐蚀现象的术语。当发生全面腐蚀时,村料由于腐蚀而逐渐变薄,甚至材料腐蚀失效。不锈钢在强酸和强碱中可能呈现全面腐蚀。全面腐蚀所引起的失效问题并不怎么令人担心,因为,这种腐蚀通常可以通过简单的浸泡试验或查阅腐蚀方面的文献资料而预测它。
Ⅱ 硫酸铵的生产工艺
饱和器法硫酸铵生产工艺流程
1.鼓泡式饱和法
由鼓风机来的焦炉煤气,经电捕焦油器后进入煤气预热器。在预热器内用间接蒸汽加热煤气到60~70℃或更高的温度,目的是为了使煤气进入鼓泡式饱和器蒸发饱和器内多余的水分,保持饱和器内的水平衡。预热后的煤气沿饱和器中央煤气管进入饱和器,经泡沸伞从酸性母液中鼓泡而出,同时煤气中的氨被硫酸所吸收。煤气出饱和器后进入除酸器,捕集其夹带的酸雾后,被送往粗苯工段。鼓泡式饱和器后煤气含氨一般小于0.03g/m3。冷凝工段的剩余氨水经蒸氨后得到的氨气,在不生产吡啶时,直接进入饱和器;当生产吡啶时将此氨气通入吡啶中和器。氨在中和器内与母液中的游离酸及硫酸吡啶作用,生成硫酸铵,又随中和器回流母液返回饱和器。
饱和器母液中不断有硫酸铵生成,在硫酸铵含量高于其溶解度时,就析出结晶,并沉淀于饱和器底部。其底部结晶被抽送到结晶槽,在结晶槽内使结晶长大并沉淀于底部。结晶槽底部硫酸铵结晶放到离心机内进行离心分离,滤除母液,并用热水洗涤结晶,以减少硫酸铵表面上的游离酸和杂质。离心分离的母液与结晶槽满流出的母液一同自流回饱和器中。从离心机分离出的硫酸铵结晶经螺旋输送机,送入沸腾干燥器内,用热空气干燥后送入硫酸氨储斗,经称量包装入成品库。
为了使饱和器内煤气与母液接触充分,必须使煤气泡沸伞在母液中有一定的液封高度,并保证饱和器内液面稳定,为此在饱和器上还设有满流口,从满流口溢出的母液经插入液封内的满流管流入满流槽,以防止煤气逸出。满流槽下部与循环泵链接,将母液不断地抽送到饱和器底部的喷射器。因而一定的喷射速度,故饱和器内母液被不断循环搅动,以改善结晶过程。
煤气带入饱和器的煤焦油雾,在饱和器内与硫酸作用生成所谓的酸煤焦油,泡沫状酸煤焦油漂浮在母液面上,并与母液一起流入满流槽。漂浮于满流槽液面上的酸煤焦油应及时捞出,或引入一分离处理装置与母液分离,以回收母液。饱和器内所需补充的硫酸,由硫酸仓库送至高置槽,再自流入饱和器,正常生产时,应保持母液酸度为4%~6%,硫酸加入量为中氨的需要量;当不生产粗轻吡啶时,硫酸加入量要大一些,还要中和随氨气进入饱和器的氨。
饱和器在操作一定时间后,由于结晶的沉积将使其阻力增加,严重时会造成饱和器的堵塞。所以操作中必须定期进行酸洗和水洗。当定期大加酸、补水、用水冲洗饱和器及除酸器时,所形成的大量母液有漫流槽满流至母液储槽。在正常生产时又将这些母液抽回饱和器以作补充。饱和器是周期性连续操作设备,为了防止结晶堵塞,定期大加酸和水洗,从而破坏了结晶生成的正常条件,加之结晶在饱和器底部停留时间短,因而结晶颗粒较小,平均直径在0.5mm。这些都是鼓泡式饱和器存在的缺点。
2.喷淋式饱和器法
喷淋式饱和器分为上段和下段,上段为吸收室,下段为结晶室。
由脱硫工序来的煤气经煤气预热器预热至60~70℃或更高温度,目的是为了保持饱和器水平衡。煤气预热后,进入喷淋式饱和器的上段,分成两股沿饱和器水平方向沿环形室做环形流动,每股煤气均经过数个喷头用含游离酸量3.5%~4%的循环母液喷洒,以吸收煤气中的氨,然后两股煤气汇成一股进入饱和器的后室,用来自小母液循环泵(也称二次喷洒泵)的母液进行二次喷洒,以进一步除去煤气中的氨。煤气再以切线方向进入饱和器内的除酸器,除去煤气中夹带的酸雾液滴,从上部中心出口管离开饱和器再经捕雾器捕集下煤气中的微量酸雾后到终冷洗苯工段。喷淋式饱和器后煤气含氨一般小于0.05g/m3。
饱和器的上段和下段以降液管联通。喷洒吸收氨后的母液从降液观念流到结晶室的底部,在此结晶核被饱和母液推动向上运动,不断地搅拌母液,使硫酸铵晶核长大,并引起颗粒分级。用结晶泵将其底部的浆液送至结晶槽.含有小颗粒的母液上升至结晶室的上部,母液循环泵从结晶室上部将母液抽出,送往饱和器上段两组喷洒箱内进行循环喷洒,使母液在上段与下段之间不断循环。
饱和器的上段设满流管,保持液面并封住煤气,使煤气不能进入下段。满流管插入漫流槽7中也封住煤气,使煤气不能外逸。饱和器满流口溢出的母液流入漫流槽内的液封槽,再溢流到满流槽,然后用小母液泵送至饱和器的后室喷洒。冲洗和加酸时,母液经漫流槽至母液储槽,再用小母液泵送至饱和器。此外,母液储槽还可供饱和器检修时储存母液之用。
结晶槽的浆液经静置分层,底部的结晶排入到离心机,经分离和水洗的硫酸铵晶体由胶带输送机送至振动式流化床干燥器,并用被空气热风机加热的空气干燥,再经冷风冷却后进入硫酸铵储斗。然后称量、包装送入成品库。离心机滤出的母液与结晶槽满流出来的母液一同自流回饱和器的下段。干燥硫酸铵的尾气经旋风除尘器后由排风机排放至大气。
为了保证循环母液一定的酸度,连续丛母液循环泵入口管或满流管处加入质量分数为90%~93%的浓硫酸,维持正常母液酸度。
由油库送来的硫酸送至硫酸储槽,再经硫酸泵抽出送到硫酸高置槽内,然后自流到满流槽。
喷淋式饱和器生产硫酸铵工艺,采用的喷流式饱和器,材质为不锈钢,设备使用寿命长,集酸洗吸收、结晶、除酸、蒸发为一体,具有煤气系统阻力小,结晶颗粒较大,平均直径0.7mm,硫酸铵质量好,工艺流程短,易操作等特点。新建改建焦化厂多采用此工艺回收煤气中的氨
Ⅲ 离心泵怎样选择机械密封
机械密封的选择介质或使用条件 特点 对密封要求 密封选择
强腐蚀性 盐酸、铬酸、硫酸、 醋酸等 密封件经受化学腐蚀,尤其在密封面上的腐蚀速率通常为无摩擦作用的表面腐蚀速率的10~50倍 要求摩擦副材料既耐蚀有耐磨 要求辅助密封圈材料弹性好、耐腐蚀及耐温 要求弹簧使用可靠 ⑴参考表1-18内容选择与介质接触的材料 ⑵采用外装式机械密封,加强冷却,防止温度升高 ⑶采用内装式密封时,弹簧加保护层 ①大弹簧外套塑料软管,二端封住 ②弹簧表面喷涂防腐层,如聚三氟氯乙烯,聚四氟乙烯,氯化聚醚等。应采用大弹簧,因丝径大,涂层不易剥落 ⑷泄漏液隔离,图1-8表示外装式机械密封,带波纹管的动环采用填充聚四氟乙烯,静环是氧化铝陶瓷,腐蚀性介质被波纹管隔离,弹簧可用普通材料
易汽化 乙醛、异丁烯、异丁烷、异丙烯、液化石油气、轻石脑油 易使密封端面间液膜汽化,造成摩擦副干摩擦 要求摩擦系数低,导热性好的摩擦副材料 密封腔,尤其是密封端面要有充分冷却,防止泄漏引起密封面结冰(靠大气侧) ⑴采用平衡型密封或双端面密封、低端面比压 ⑵摩擦副材料建议采用碳化钨-石墨或碳化硅-石墨 ⑶加强冷却、冲洗和相应急冷 ⑷通常需使密封端面间的液体温度比相应压力下的液体温度低约14℃
含盐及易结晶 硫铵、磷铵、苛性钠(钾)、氢氧化钙、导生油、氯化钾(钠) 由于温度变化而使溶质析出,沉淀在密封端面上,造成强烈摩擦或阻塞。另外,介质还具有一定的腐蚀性 要求摩擦副耐磨。耐腐。加强保温,防止结晶。加强冲洗,防止结晶颗粒粘在密封端面上 ⑴含颗粒较少时,采用双端面密封,靠近介质一侧的摩擦副材料为硬对硬材料组合,如碳化钨-碳化钨 ⑵含颗粒较多时: ①靠近介质侧的密封应选择静止内流式(图1-9),颗粒不易进入摩擦副内,动环和静环的密封圈得到了保护 ②加强外冲洗(图1-10) ③用冲洗液进行”封堵”,阻止颗粒进入密封端面,选择硬对硬摩擦副,如硬质合金对硬质合金、陶瓷对陶瓷。若硬质合金热装在座环上,其材料必须匹配,以防电解腐蚀 ④配置急冷装置 图1-11用于含10%H2SO4的过饱和硫酸铵溶液,介质温度90℃,靠近物料侧摩擦副材料为陶瓷环和硬石墨,用水阻封并循环使用 图1-12用于氢氧化钠溶液,采用碳化钨对碳化钨,使用效果好 ⑶选择单端面机械密封(大弹簧结构)
易凝固 石蜡、腊油、渣油、尿素、熔融硫磺、煤焦油、醇醛树脂、苯酐、对苯二甲酸二甲脂(DMT) 介质凝固温度高而又不可能冷却。因介质温度降低,会使介质凝固,防碍动环转动,密封面会引起磨损 注意保温或加热,使介质温度高于凝固温度 摩擦副及密封辅助件需要耐一定温度 ⑴加强保温,采用蒸汽背冷(温度>150℃) ⑵采用硬对硬摩擦副材料 ⑶采用双端面密封。图1-13为用于尿素溶液的内冲洗双端面密封。封液从入口1进来,到分配孔2进行冲洗,在轴套和非补偿静环之间就不会存在沉淀物。节流环3形成一道狭窄迷宫密封 ⑷采用大弹簧单端面密封(用于DMT,凝固点温度140℃),如图1-14所示,从泵出口引出高温流体来冲洗机械密封
含固体颗粒 塔底残油、油浆、原油 固体颗粒进入摩擦副端面,会引起剧烈磨损。介质颗粒沉积在动环处,动环会失去浮动,颗粒沉积在弹簧上会影响弹簧弹性 要求摩擦副耐磨。结构上要能排除杂质或防止杂质沉淀 ⑴采用双端面密封,靠近介质侧摩擦副采用碳化钨对碳化钨材料组合,外供冲洗液冲洗 ⑵采用单端面密封,从泵出口引出液体经泵配备的旋流分离器将固体分离后进行冲洗,如图1-15所示(常用于固液重度差较大场合) ⑶采用大弹簧结构 ⑷固体颗粒含量较多时,宜采用图1-9结构
易聚合 糠醛、甲醛、苯乙烯、氯乙烯单体。苯烯醛、醋酸乙烯、甲醛水 因摩擦和搅拌使介质温度升高,而引起聚合 注意介质温度不超过聚合温度 标准充分冷却,摩擦副材料需要耐磨 ⑴采用双端面密封 ⑵采用单端面密封,提高封液量 ⑶加强冷却 ⑷摩擦副采用硬对硬材料
易融解 异丙醇(对水)、磺化油(对水)、戊烷(对水)、明矾(对水)、硫酸铜、硫酸钾(对水)、甘油(对乙醇) 溶剂会使密封圈溶解,破坏石墨中的填充材料 密封材料需要耐水。耐油和乙醇等溶剂 ⑴密封圈材料可采用耐油橡胶(丁腈橡胶、聚硫橡胶)或聚四氟乙烯 ⑵摩擦副采用硬对硬材料 ⑶苯、氨、氨水不能用氟橡胶
高粘度 硫酸、润滑脂、齿轮油、渣油、汽缸油、硅油、苯乙烯等 介质粘度高,会影响动环的浮动性,弹簧易受阻塞 密封材料易损坏 摩擦副材料要求耐磨,弹簧要能克服阻力 要求保温或加热 ⑴采用静止型双端面密封 ⑵采用硬对硬摩擦副材料组合 ⑶考虑保温结构
高温 塔底热油、热载体、油浆、苯酐、对苯二甲酸二甲脂(DMT)、熔盐、熔融硫 随着温度增高,加快密封磨损和腐蚀,材料强度降低。介质易汽化,密封环易变形,橡胶碳化,组合环配合松脱 要求材料耐高温 为了防止摩擦副产生干摩,需对机械密封进行冷却冲洗,以保证密封面间隙中温度保持在汽化温度以下 要求密封各零件膨胀系数相近 ⑴密封材料需进行稳定性热处理,消除残余应力,且膨胀系数相近 ⑵采用单端面密封,端面宽度尽量小,且充分冷却和冲洗(图1-16) ⑶温度超过250℃时,采用金属波纹管式密封(图1-17) ⑷采用双端面密封,外供循环液。为了防止辅助密封圈寿命短,在与介质接触侧的密封设置冷却夹套(图1-18) 图1-17用于输送氯乙烯、二氯乙烷介质(含颗粒)高温型双端面密封及循环 ⑸辅助密封材料使用温度范围见表1-14
低温 液氨、液氧、液氯、液态烃 低温时材料脆化,需要慎重选择材料 密封圈易老化而失去弹性,影响密封性能 介质温度低,大气中的水分会冻结在密封面上,加速摩擦副的磨损 密封面摩擦发热,会造成密封介质汽化,使摩擦副形成干摩擦,烧损密封表面 要考虑材料膨胀和收缩,选择膨胀系数相近的材料 要求密封材料耐低温,要考虑材料低温,要考虑材料强度,疲劳强度和冲击韧性,要注意石墨环在低温下的滑动性 辅助密封件要耐低温老化,要有一定的弹性 要求密封面有良好的润滑,防止密封端面液膜汽化 要求保冷或与大气隔离,防止结冰进行急冷 ⑴介质温度高于-45℃时,除液氯等介质漏出有危险外,可用单端面密封(图1-19),但需要注意大气中的水分冻结,导致密封失效 ⑵介质温度高于-100℃时,可用波纹管密封。单端面密封(图1-20)在外面向密封面吹干燥氮气,使密封面与大气隔绝,防止水分冻结。图1-21用于液化气密封 ⑶介质温度低于-100℃时,采用静止式波纹管结构,防止波纹管疲劳破坏。图1-22为液氧泵密封,图中右侧的迷宫密封及机械密封用来隔绝大气及防止轴承润滑油漏入 ⑷选择适当摩擦副材料。如QSn6.5-0.1青铜-填充聚四氟乙烯 ⑸液态烃(如戊烷、丁烷、乙烯等)建议采用双端面密封,用乙醇、乙而醇做封液,丙醇可用于-120℃ ⑹采用低端面比压、低Pcδ值的密封,加强急冷与冲洗,防止液膜汽化(图1-24) ⑺辅助密封材料使用温度范围见表1-14
高压 合成氨水洗塔溶液,乙烯装置脱甲烷塔回流液,环氧乙烷解析塔釜液及二氧化碳吸收液加氢裂化原料、加氢精制原料 由于压力高,回引起端面比压和Pcδ值增高,端面发热、导致液膜破坏,磨损加剧 压力高,要注意材料强度,防止密封件变形和压碎、使密封失效 摩擦副要求油足够强度和刚度,结构上要考虑防变形 摩擦副材料要有较低的摩擦系数,良好的材料组合,使之具有较高的Pcδ值 密封面要保证良好润滑 ⑴在保证允许的最小端面比压条件下,选择较大平衡系数β,但不大于0.5 ⑵介质压力P>15MPa,宜采用串联密封逐步降低每级密封压力 ⑶摩擦副材料宜用碳化钨-浸渍金属石墨或硬对硬材料,如硬质合金、陶瓷、喷涂陶瓷等 ⑷采用流体静压密封或液体动压密封,[Pcδ]值可达270(MPa·m)/s ⑸加强冷却和润滑 ⑹推荐O形圈,消氏硬度最小为80度,用隔离支承圈以防止被挤出
真空 减压塔釜液 主要是防止外界空气的漏入,漏入空气后,使密封面形成干摩擦,破坏系统的真空度 与正常密封的不同点在于密封对象的方向性差异 避免密封面分开,尤其在泵不运转时足以密封住大气压力,保证负压工作 ⑴一般真空,可采用内装式单端面密封 ⑵高真空采用双端面密封、注入封液有助于提高密封性能和改算润滑条件 ⑶为了减少辅助密封件泄漏,采用与动环焊在一起的波纹管密封 ⑷石墨在真空条件下耐磨性差,高真空时不宜采用
高速 尿素、丙稀。氯乙烯溶液的输送 由于离心力作用,严重影响机械密封中弹簧或波纹管的弹性,甚至失效 由于转动惯量增大会造成周围介质激烈搅动,从而增加阻力、发热,同时不易达到动平衡 要求摩擦副材料允许的Pcδ值高 要考虑离心力和搅拌的影响,零件需经过动平衡校正,防止振动 要求良好冷却和润滑 ⑴滑动速度δ>25m/s时,采用静止式密封(图1-24),动环与轴直接配合,利用轴套及叶轮夹紧,传递力矩 ⑵转动零件几何形状对称,传动方式不推荐用销子。键等,以减少不平衡力的影响 ⑶要采用较小的密封端面摩擦系数,如陶瓷-浸铜石墨,端面宽度应尽量减小 ⑷加强冷却与润滑 ⑸采用平衡型、流体动压型或流体静压型密封 ⑹选择较高的Pcδ摩擦副材料组合
正反转向 开停频繁和正反转对弹簧旋向有影响,密封件易受冲击,密封件摩擦条件恶劣 要求零件耐磨性高,注意强度设计和加强防转机构,要注意弹簧旋向 ⑴动环驱动间隙要小,静环用防转零件 ⑵采用金属波纹管密封或小弹簧密封