一、為什么材質(zhì)選擇很關(guān)鍵
硫酸銨是強(qiáng)酸弱堿鹽,水解呈酸性(pH通常在5.0-6.5之間),在高溫蒸發(fā)工況下腐蝕性較強(qiáng)。而且硫酸銨溶液常伴隨氯離子、鐵離子、鋁離子等雜質(zhì),一旦材質(zhì)選錯(cuò),設(shè)備很快就會(huì)出現(xiàn)腐蝕泄漏、結(jié)疤堵管等問題,維修成本極高。
二、核心選材原則(按工況分類)
第一類:純硫酸銨溶液,不含或僅含極少量氯離子(Cl?<50ppm),pH調(diào)整至6.5以上
推薦材質(zhì):316L不銹鋼
說明:這是經(jīng)濟(jì)的方案,316L在中性偏堿環(huán)境下耐腐蝕性能完全夠用,設(shè)備投資可節(jié)省30%-50%。
第二類:硫酸銨溶液含一定量氯離子(Cl?在50-500ppm),或成分較為復(fù)雜
推薦材質(zhì):2205雙相不銹鋼 或 2507雙相不銹鋼
說明:雙相鋼的耐氯離子點(diǎn)蝕能力遠(yuǎn)優(yōu)于316L,特別適合電廠脫硫廢水、鋼廠酸洗廢液等來源的硫酸銨廢水。與物料接觸的主要設(shè)備(蒸發(fā)器、換熱器、分離器、循環(huán)泵等)用雙相鋼,不接觸物料的部分可用316L。
第三類:氯離子含量高(Cl?>500ppm甚至超過150ppm),或pH偏低(<5.0),或含大量雜質(zhì)
推薦材質(zhì):TA2純鈦 或 TC4鈦合金
說明:鈦材是耐硫酸銨腐蝕的優(yōu)解,幾乎不受氯離子、酸性環(huán)境影響。加熱管、管板、壓縮機(jī)葉輪等關(guān)鍵部件優(yōu)先選用鈦材。板式蒸發(fā)器的板片因雙相鋼不易成型,也必須用鈦材。
第四類:pH<5.0的強(qiáng)酸性工況
推薦材質(zhì):石墨(加熱室)+ 鈦復(fù)合板或玻璃鋼(分離室)
說明:強(qiáng)酸環(huán)境下不銹鋼和雙相鋼都不適用,石墨耐酸性好,但強(qiáng)度低,一般只用于加熱室。
三、不同部件的材質(zhì)配置建議
蒸發(fā)器加熱管(與物料直接接觸):純硫酸銨用316L,含氯離子用2205/2507,高氯離子或強(qiáng)酸用TA2鈦管
蒸發(fā)器分離室:316L或鈦復(fù)合板
板式換熱器板片:一律用鈦材(TA2),因雙相鋼板片難以成型
壓縮機(jī)葉輪:TC4鈦合金
循環(huán)泵:2507雙相鋼或316L
冷凝水泵、真空泵:2507雙相鋼(因二次蒸汽中可能帶有氨氣,有腐蝕)
管道閥門:316L或2507,關(guān)鍵部位用鈦材
離心機(jī):316L
四、省錢實(shí)用技巧
有效的降本方法是把硫酸銨溶液的pH調(diào)至6.5以上。pH一旦大于6.5,腐蝕環(huán)境大幅緩和,材質(zhì)可以從鈦材降到316L,設(shè)備投資直接砍掉30%-50%,而產(chǎn)品硫酸銨的品質(zhì)不受影響。很多工程實(shí)際就是這么做的,用氨水或液堿中和調(diào)pH,經(jīng)濟(jì)又可靠。
另外,采用兩段式MVR(降膜+強(qiáng)制循環(huán))工藝時(shí),因?yàn)楦骷?jí)pH和氯離子濃度不同,可以分段選材。比如一效降膜段用316L,二效強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶段用2205或鈦材,既保證安全又節(jié)省投資。
純硫酸銨無氯離子選316L,含氯離子選2205或2507雙相鋼,高氯離子或強(qiáng)酸選TA2鈦材,能調(diào)pH到6.5以上就優(yōu)先用316L省錢。