純堿是最基本的化工原料之一,它直接關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。純堿生產(chǎn)過程中,氣體介質(zhì)多為NH3和CO2,液體介質(zhì)多為NaCl、NH4Cl、NH4HCO3和Cl- 濃度較高的溶液,使用碳鋼、鑄鐵材質(zhì)進(jìn)行碳酸化反應(yīng)的碳化塔小管、熱母液冷卻器、冷卻器、結(jié)晶外冷器等主體設(shè)備,均不耐腐蝕,腐蝕泄漏嚴(yán)重,使用壽命不超過三年。1975-1977年,天津堿廠和大連化學(xué)工業(yè)公司建廠進(jìn)行了鈦應(yīng)用示范工作,碳化塔冷卻管63×2mm、鈦板式換熱器、鈦外冷器、鈦泵、CO2透平壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子、Ti-6Al-4V合金葉輪等的應(yīng)用效果很好,這為全行業(yè)進(jìn)行用鈦技術(shù)改造和新建三個年產(chǎn)60萬噸純堿廠起到了樣板作用。
例如:某純堿廠蒸餾塔頂部氨冷凝器應(yīng)用純鈦管代替鑄鐵管。氨冷凝器是純堿生產(chǎn)過程中,將蒸餾塔蒸出的氨氣進(jìn)行冷凝的設(shè)備,它由兩個鑄鐵冷卻箱組成,每個箱的直徑2.5m,高1.2m,箱內(nèi)原裝有Φ63×6×2986mm鑄鐵小管214根,兩個箱共428根。管內(nèi)外均用熱固性酚醛清漆防腐,管外介質(zhì)為NH3、CO2、H2O蒸氣,溫度95℃左右。管內(nèi)走NH4Cl母液,與管外介質(zhì)進(jìn)行換熱。在此條件下,鑄鐵管腐蝕嚴(yán)重,使用一年即有部分管子腐蝕穿孔,2年已腐蝕損壞嚴(yán)重,停止使用。為解決氨冷凝器內(nèi)鑄鐵管嚴(yán)重腐蝕問題,將鑄鐵管全部替換為TA2鈦管,規(guī)格為Φ60×2×3010mm,鈦管管端與鑄鐵花板間用O型橡膠圈密封。這是我國純堿工業(yè)第一臺蒸餾塔的冷卻小管采用純鈦管。投產(chǎn)使用二年多,曾抽管進(jìn)行宏觀檢查,未發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象,預(yù)計使用壽命可達(dá)20年以上,可比鑄鐵管延長10倍。由于鈦管耐腐蝕,傳熱效率保持良好(鑄鐵管在3年一個大修期間,其傳熱效率前期好,中期差,后期就失效),管內(nèi)NH4Cl母液預(yù)熱回收熱量,提高母液進(jìn)入蒸餾塔的溫度,可節(jié)約大量蒸汽,經(jīng)濟(jì)效益明顯。