“氟塑料換熱器F- 4 管板限施壓加熱焊接法”工藝, 解決了管式聚四術關鍵。目前此工藝已用于工業性生產, 其技術為鄭州工業大學校辦總廠獨創, 其特點為所需設備簡單, 投資少并能解決實際問題。
(2)聚四氟乙烯換熱器制造方面;
聚四氟乙烯換熱器制造分為A設備制造、B工裝制造、C工序工藝、流程三個步驟
設備制造—焊接爐
聚四氟乙烯換熱器采用F-4管板限脹施壓加熱焊接工藝進行管板焊接,此焊接技術部天界任何焊接劑,換熱器成品內件全四氟結構材料以保證耐腐蝕性能要求。在所有工序中,焊接工藝是換熱器制造的關鍵技術工序。
自制焊接爐所需投資少,設備簡單,易于工人操作控制,便于定期維護維修。焊接牢固性高,焊接面質量好。其焊接后焊縫機械強度等指標高于四氟管本身的物理機械性能所以焊接爐是四氟換熱器制造中*重要設備。
工裝制造
主要工裝部件為各系列限脹模具,焊接加熱鋼芯、輔助工裝夾具等,具體附分系列詳細制造圖紙。
(3) 鄭州工業大學校辦總廠與錦西化工總廠協作研究了“F- 46 蜂狀管板焊接法”和“F- 46 管板熔加熱焊接法”, 后者已被用于制造工業用的F-46 換熱制品。
1.2.2 工業用的各種聚四氟乙烯換熱器設計、試制方面 自1985 年到今已設計、試制了多種結構不同的氟塑換熱器, 如管殼式、盤管浸入式和U型管浸入式, 經工業實際應用, 有數種效果較理想, 并在國內已實施工業化生產。目前在工業上應用的聚四氟乙烯換熱器*大換熱面積達280 平方米臺。換熱管達2000 根。
2 我國聚四氟乙烯換熱器的應用
目前聚四氟乙烯換熱器的類型較多, 性能各有特色, 大體上可以分為以下幾種:
(1) 管殼式: 是應用領域*廣, 使用量*大的一類, 目前單臺*大面積達280m 2。
(2) 浸入式: 又分為U 型浸入式和盤管浸入式兩類。由于采用的材質F4 化學性能穩定, 即使將F4 材料溶于“王水”中煮沸亦不會發生反應, 故其制品可用于強酸、強堿、強氧化劑等流體物料的換熱過程, 例如用來作苛性溶液、氫氟酸、硝酸混合物、20% 發煙硫酸、各種有機酸、氯氣、溴、有機溶劑等流體物料的加熱、冷凝之用。由于F4 表面的自由能很低, 只有119Pa, 加上其膨脹系數較一般污垢為大, 所用管子具有撓性, 易于震動, 這就大大減少了結垢堵塞的機會。由于列管管束采用薄壁細管, 單位體積內包容的換熱面積比普通列管式增加了數倍, 彌補了F4 用做傳熱材料其導熱系數過低的缺點。在一般情況下, 設備的總傳熱系數K 為209_ 291W öm 2•K。同時由于采用了小口徑換熱管, 設備在使用溫度范圍內管程殼程均能承受一定的介質壓力, 許用溫度范圍及壓力如下:
許用溫度范圍: - 50—150℃
許用壓力范圍: 管程壓力015M Pa
殼程壓力013M Pa
3 聚四氟乙烯換熱器在工業中的應用實例
自1975 年至今已制造了一大批不同類型的工業用F4 換熱器制品, 這些制品已投入生產應用, 絕大部分應用成功, 其中FHL K- 6×015- 325- 10 型在生產中取得了較顯著的效果, 現舉一例介紹如下。
(1) 設備型號: FHL K- 6×015- 325- 10;
(2) 應用單位: 北京第二制藥廠;
(3) 使用工藝條件: 維生素B6 生產流程有機溶媒、鹽酸、水蒸氣混合工段冷凝; 其中
管程:
介質: 有機溶媒、鹽酸、水蒸氣
溫度: 100℃
壓力: 微負壓
殼程:
介質: 冷卻水
溫度: 常溫
壓力: 012M Pa
(4) 測定數據:
管程進口: 平均溫度100℃。
管程出口: 平均溫度45℃。
操作時間: 約3 小時。
產量: 有機溶媒、鹽酸冷凝液150 公斤左右(約50kgöh )。
(5) 使用時間: 從1982 年起至今已正常運轉13 年, 目前仍在繼續使用。
(6) 效果: ①鋼制設備安裝后使用一次就發現腐蝕, 后改用石墨冷凝器, 平均壽命約1
年, 且安裝維修易出現問題。換上F4 換熱器后已正常運轉10 年, 較前者壽命長10 倍, 仍在繼續使用, 且傳熱效率較穩定; ②安裝簡易, 運輸方便, 制品由鄭州用汽車運送北京, 途中經受顛簸震動, 安裝使用均未發現由此而造成的異常現象。北京第二制藥廠的應用結果顯示了聚四氟乙烯換熱器具有小巧玲瓏、高效耐用的特點, 其技術經濟效果十分明顯。
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