陽極保護不銹鋼管殼式濃硫酸冷卻器，主要應用在硫酸生產(chǎn)過程中干吸工段的濃硫酸冷卻。陽極保護系統(tǒng)是由陽極、陰極、參比電極、恒電位儀、連接導線組成。陽極保護是通過對處于濃硫酸介質(zhì)中的不銹鋼施加陽極電流的方法使其表面形成良好耐蝕性能的鈍化膜，從而使材料得到有效的保護。

　　一、陽極保護技術(shù)簡介

　　我國在上世紀80年代引進了近10臺陽極保護不銹鋼管殼式濃硫酸冷卻器，主要應用在硫酸生產(chǎn)過程中干吸工段的濃硫酸冷卻。國內(nèi)的科研開發(fā)單位和設備供應商于1988年就通過消化吸收國外技術(shù)在國內(nèi)設計、制造了工業(yè)化應用的合格設備，通過10余年的推廣普及，陽極保護濃硫酸冷卻器在國內(nèi)得到了大規(guī)模的采用，不僅如此，通過努力還開發(fā)了陽極保護不銹鋼管道、陽極保護不銹鋼分酸器、陽極保護不銹鋼酸槽，在國內(nèi)的硫酸生產(chǎn)企業(yè)中得到了廣泛應用。陽極保護技術(shù)的發(fā)展提高了國內(nèi)技術(shù)開發(fā)水平，同時為硫酸的生產(chǎn)技術(shù)提高起到了積極的推動作用。陽極保護酸冷卻器、陽極保護管道產(chǎn)品已成為國內(nèi)大型硫酸系統(tǒng)干吸工段的首選設備。

　　陽極保護系統(tǒng)是由陽極、陰極、參比電極、恒電位儀、連接導線組成。陽極保護是通過對處于濃硫酸介質(zhì)中的不銹鋼施加陽極電流的方法使其表面形成良好耐蝕性能的鈍化膜，從而使材料得到有效的保護。通過陽極保護，

　　304L、316L材質(zhì)在80℃時的濃硫酸中(92——98%)的年腐蝕率僅為0.08——0.01mm。

　　二、陽極保護管殼式不銹鋼濃硫酸冷卻器的應用

　　陽極保護管殼式不銹鋼濃硫酸冷卻器(以下簡稱酸冷器)是八十年代初期首先由國外引進的，用于各類制酸裝置的干吸工段濃硫酸的冷卻，國外主要供應商有加拿大的凱米克公司和美國的孟山都公司。國內(nèi)設備制造廠家于八十年代中期開始試制酸冷器，并開始在各類制酸裝置中采用。該設備具有壽命長、占地面積小、熱效率高、無污染、日常維護費用低、節(jié)水效果明顯等優(yōu)點。

　　國內(nèi)目前使用的酸冷器都采用酸走殼程水走管程的固定管板式結(jié)構(gòu)，換熱管通過折流板固定。換熱管的材質(zhì)為316L，殼體、管板、折流板的材質(zhì)各供應商采用的有所不同，有304、304L、316L等。水箱部分根據(jù)各廠工藝條件設計為單或雙管程。換熱管尺寸有幾種規(guī)格：Φ19.05×1.65mm、Φ19.05×1.5mm、Φ16×1.5mm等，換熱管在管板上一般按正三角形排列。

　　目前，國內(nèi)使用的酸冷器超過3000臺，隨著該設備的大規(guī)模使用，國內(nèi)供貨商在酸冷器的設計、制造技術(shù)已相當成熟，用戶在使用中也積累了很多的經(jīng)驗，目前國產(chǎn)酸冷器最長使用時間已超過10年。隨著國內(nèi)制酸裝置的大型化，國產(chǎn)酸冷器已為單系列1000Kt/a大型裝置配套，國內(nèi)目前應用的

　　單臺酸冷器面積已達超過1000m2，說明國內(nèi)的設計制造能力完全能滿足大型裝置設備國產(chǎn)化的要求。

　　三、陽極保護不銹鋼濃硫酸管道的應用

　　以前，硫酸生產(chǎn)中濃硫酸管道最常用的是鑄鐵管及少量內(nèi)襯氟塑料管。鑄鐵管基本是靠壁厚來增加使用壽命，并且存在管道重量大、法蘭連接點多，漏酸隱患點多等缺點;在實際生產(chǎn)中，管道的損壞多以“砂眼”蝕穿和脆性開裂這兩種突發(fā)損壞形式出現(xiàn)，極易造成安全生產(chǎn)事故，增加系統(tǒng)非計劃性停車時間。內(nèi)襯氟塑料管雖有優(yōu)良的耐腐蝕性能，但在實際應用中，存在不耐負壓的缺點，當泵啟動或關(guān)閉時塑料易剝離損壞。陽極保護濃硫酸管道技術(shù)是上世紀90年代由國內(nèi)首創(chuàng)的一項新技術(shù)，在國際上領(lǐng)先。將普通不銹鋼如18-8、304、304L、316L等配以陽極保護技術(shù)，應用于濃硫酸輸送管道上。經(jīng)過近10年的使用表明：采用常用的不銹鋼管道配以陽極保護技術(shù)是可行的，并且兼顧了實用性與經(jīng)濟性。實際應用中防腐蝕效果非常顯著，設計使用壽命8年以上，徹底解決了輸酸管道泄漏問題。為廣大制酸廠家提供了一種全新的選擇。

　　不銹鋼管道陽極保護系統(tǒng)的配置是根據(jù)輸酸管徑、酸量、溫度、壓力及材質(zhì)等變量參數(shù)決定控制技術(shù)指標，經(jīng)過詳細的設計計算確定陰極、參比電極的材料及布置方式。選用陰極材料基本無腐蝕，設計壽命為5年以上，無須檢修、更換。管道的設計使用壽命為8年。

　　目前國內(nèi)采用陽極保護管道的廠家已經(jīng)超過60家，單系列最大規(guī)模800Kt/a裝置，最大管徑DN700mm，最長使用壽命已超過10年。

　　四、陽極保護分酸器的應用

　　傳統(tǒng)的分酸器的基本型式有管式分酸器和槽式掛爪分酸器兩種，所用材質(zhì)由早期的鑄鐵發(fā)展到低鉻鑄鐵、合金鑄鐵。分酸點一般<20點/m2，整個塔平面的分酸不夠理想。分析其原因主要有兩點，首先是因為鑄鐵的鑄造精度低，開孔數(shù)量有限;同時安裝過程中水平度有偏差;三是沿塔壁有分酸“盲區(qū)”。分酸器的低效率產(chǎn)生的危害是有目共睹的，不僅工藝操作指標達不到最佳，而且產(chǎn)生的酸沫會對下游的設備產(chǎn)生腐蝕。上述分酸裝置都是靠增加材料的壁厚來提高使用壽命，在運行過程中隨著使用年限的增加，會不斷減薄，分酸效果會更差。另外一個令使用廠家頭疼的問題是檢修，由于需要在塔內(nèi)進行部分組件更換，工作環(huán)境惡劣任務繁重，每年的檢修工作量大、維修費用大、檢修時間長。

　　國內(nèi)外的設備生產(chǎn)廠家對這一關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)從未停止。目前已有耐濃硫酸腐蝕的特制合金槽管式分酸器進入中國，分酸點可達22～42點/m2，但價格太高，國內(nèi)廠家很難接受。國內(nèi)的設備廠家經(jīng)過多年的努力，也開發(fā)出了分酸點>42點/m2的帶陽極保護的不銹鋼槽管式分酸裝置，其價格適中，并已在國內(nèi)多家硫酸企業(yè)使用，最長已使用了7年，完全可以滿足生產(chǎn)需要。

　　陽極保護不銹鋼分酸器主要有兩種基本型式——管式和槽管式，分酸器主要由分酸主管和落酸管組成，落酸管的規(guī)格數(shù)量和排列方式是按照塔面積計算，結(jié)合酸流量計算出每個落酸管的流量，即保證使硫酸能均勻的分配到塔的每個位置，又便于現(xiàn)場的制作安裝。為了減少分酸器酸沫夾帶，槽管式的落酸管流速不能太高?？紤]到檢修的工作，確定進酸口的進酸高度和槽體的高度差，保證運行時不會發(fā)生溢槽和堵塞落酸管，槽內(nèi)的檢修清理工作簡單容易，在停車后清理出槽體內(nèi)的磁環(huán)碎渣即可，無需更換其他的任何部件。

　　陽極保護系統(tǒng)的設計：常見的陽極保護裝置均設置在設備的外部，如陽極保護濃硫酸冷卻器、陽極保護不銹鋼管道等，其陰極、參比電極等陽極保護主要構(gòu)件的連接都設置在設備的外部。而陽極保護分酸器的陽極保護裝置必須設置在塔內(nèi)SO2、SO3氣體高溫環(huán)境里，通過努力在技術(shù)上很好地解決。

　　五、數(shù)字式恒電位儀的應用

　　恒電位儀的性能直接關(guān)系到陽極保護系統(tǒng)的實施和設備的安全，傳統(tǒng)的模擬式恒電位儀電路多采用分立元件構(gòu)成，由于電子元件數(shù)量多，其穩(wěn)定性不高，抗干擾能力差。目前已采用微電腦控制技術(shù)，把電位、電流、電壓信號全部實現(xiàn)數(shù)字化處理后傳至遠方終端機，并可方便地與各類DCS系統(tǒng)對接。由于采用了以上先進技術(shù)，使控制操作簡單、明了，設備開車階段的鈍化過程比以前大大縮短，減少了酸溫、酸濃變化對設備鈍化膜的破壞程度。實現(xiàn)了智能化控制，只需由DCS系統(tǒng)的上位機觀察數(shù)據(jù)變化即可，該儀器已接近國際先進水平。

　　隨著硫酸裝置的大型化趨勢和環(huán)境保護意識的提高，國內(nèi)硫酸生產(chǎn)企業(yè)在不斷地采用先進可靠的技術(shù)改造原有裝置，成熟的陽極保護技術(shù)在硫酸裝置中應用的步伐將進一步加快。