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钛在海水淡化设备上的应用

2020/10/21

淡水约占地球水资源的3%,经过海水淡化获取新的淡水资源是往后国际用水的一大趋势.现在,海水淡化已成为像中东这样的水资源缺少区域获取水源的首要方法.1、国际海水淡化情况  至1993年,国际各国在5738个区域的海水淡化设备共有9014台,总容量为1.624X107m3/d,仅中东区域总容量就达8.91*106m3/d,占55%,美国为2.37*106m3/d,占重5%。  早在50年代,就已选用海水淡化方法出产淡水.海水淡化的首要方法有:  ①蒸腾法:多级闪蒸法、单级闪蒸法,立式多效法、横式多效法、浸管法、蒸气紧缩法;  ②:电透析法、逆渗透法;  ③复合法。  其间,蒸腾法占60%,逆渗透法占33%,电透析法占5.5%。表1为日本国内首要运用的海水淡化法及其有用份额。             表1 日本国内首要的海水淡化法及其有用份额                   饮用水  工业用水            逆渗透法   42%   56%            电透析法   37%   18%             蒸腾法   21%   26%

2 钛在海水淡化设备中的运用2.1海水淡化设备中的导热管  原海水淡化设备导热管首要用铜合金管,因为铜合金管存在许多缺乏,现已被可靠性高且免于维护的钛管所替代.  (1)钛管的壁厚  导热管壁厚由运用条件,管板材料、扩管作业的施工才能、管端的焊接技能等来决议,因为导热管直径小,对强度要求不高,因而实践运用中选用壁厚较薄的管材,一般,铜合金管等壁厚为0.9mm-1.2mm;用钛管替代,在腐蚀性小的当地,可用壁厚为0.3mm的薄壁焊管。  2)钛管的导热性  因为导热管的原料不同,热导率也不同,如钛为17W/(m•k),铝黄铜为lOOW/(m•k),90/10白铜为47W(m•k),70/30白铜为29W/(m•k),因而,可经过壁厚的改变操控导热管的导热作用。在以上材料中,钛的热导率最小.如运用薄壁钛焊管,导热性尽管比铝黄铜差,但与90/10白铜适当,比70/30白铜的要好。  (3)钛管的经济性  钛管的单位质量报价比铜合金贵2—6倍,但从性价比上考虑,钛管报价可与铜合金管抗衡,因为钛的密度低,壁厚相一起,平等长度的钛管质量仅仅铜合金管的50%,当钛管壁厚为铜合金管的50%时,相同传热面积的钛管质量仅为铜合金管的1/4.按现在的报价水平,选用薄壁钛焊管的全体报价与铝铜管相同,比白铜管还廉价.可见,钛管在报价方面是有竞争力的。2.2日本薄壁钛焊管的开发和运用  钛带轧制技能的开发成功成为钛焊管批量出产的根底。60年代,在法烧碱电解出产中,日本选用了钛丝;90年代初,为避免污染,对烧碱出产工艺进行了改善,跟着隔阂法的选用,700多吨的钛带得以运用,以此为关键,日本研讨开发了连续出产热轧和冷轧钛带卷的技能,建立了海水淡化和电站冷凝器钛薄壁焊管用的带卷的批量出产系统,相应开发了薄壁焊管的出产技能。  日立,三菱及东芝出产的电站冷凝器,运用了厚0.5mm的钛焊管,三菱、川崎、日立,三井以及神户制钢等公司出产的海水淡化设备,运用了厚0.5mm-0.7mm的钛焊管。[next]  以电站运用为主,钛焊管作为海水淡化、炼铁、船只、粹、化工等范畴的传热管已广泛运用。到1983年,在16年的时间里,日本出产了用于国际各地海水淡化设备的薄壁钛焊管4038t,至今未发作因海水腐蚀而损坏的现象。  (1)通风凝结器和喷发压气机  日本真实的海水淡化设备是1967年由松岛碳矿株式会社建成的2650t/d海水淡化设备。该设备的通风凝结器及喷发压气机的传热管和管板,因为受海水中Br-的腐蚀,不能用铜合金,换用钛后,没发作过因腐蚀导致的毛病。  (2)热放出部冷凝器  多级闪蒸冷凝器是将海水作冷却水,冷却各级闪速室发作的水蒸气,因为海水常混有泥沙、海生物,它们在传热管内及管端附着,腐蚀铜合金管。因而,现在简直一切的MSF型海水淡化设备的传热冷凝器上都运用了钛管。特别是为了死海水中的细菌,不得不注入氧时,更需运用耐蚀性好的钛管。  (3)热收回部冷凝器  热收回部冷凝器传热面积较大,因为经济原因,现一般运用铜合金管,仅在特殊场合运用钛管,如含有或等污染物的介质对铜合金的腐蚀剧烈。1977年,向德国出口的3600t/d的MSF型淡化设备,因为它是的附属设备,不能用铜合金,而选用了钛;因为硫化氧的腐蚀,秘鲁的3120t/dMSP型淡化设备,运用1年后铝黄铜管就发作了腐蚀,最终将悉数传热管换成了钛管。  据报道,日产百吨的海水淡化设备用钛管达6万根.从1967年至1994年,在近30年的时间里,共出产了52套原于能级火力发电用冷凝器和7套海水淡化设备,合计运用钛焊管11000t。3、运用时应留意的问题  (1)电偶腐蚀  钛在海水中电位较正,与其它金属触摸时,可促进其它金属的腐蚀。避免方法有传热管和管板均选用钛,或用献身阳极的方法。80℃以上,为避免吸氢,运用Fe-90%Ni合金作献身阳极;80℃以下,运用涂层或胶衬钢板。  (2)空隙腐蚀  钛管选用扩管法安装在钛管板上,在100℃,pH值为8的海水中可发作空隙腐蚀.但实践水室中运用了铜合金,即便海水温度到达120℃,也不会发作空隙腐蚀。在实际中,为了进步设备的可靠性,在100℃以上运用时多选用管端焊接来避免空隙腐蚀。  (3)吸氢  在80℃以上的海水中;钛有或许吸氢;施加阴极维护时,过维护时会引起吸氢。如选用Fe-9%Nq合金作献身阳极板时,不会发作钛吸氢.  (4)振荡  因为钛管壁薄,在替换铜合金管时,还应留意管振荡引起的损坏。可选用比铜合金管的管支撑板距离小的方法来处理这一问题。

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