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硬質聚氯乙烯塑料制化工設備概況

發布時間:2012-04-13 來源: 環球塑化網 專題: 材料研發 打印

  聚氯乙烯是具有一定強度(對塑料而言)的熱塑性材料,并且與其它塑料相比,它的價格低廉,產量又最大。囚此,無論在工業、農業、交通運輸業以及生活用品方面,都獲得了廣泛的應用。特別是硬質聚氯乙烯塑料,具有優良的化學穩定性,人們常常選用它作為耐腐蝕材料。近年來實踐經驗證明,它的強度足夠用來制造常壓的化工設備。因此,它不僅作為耐腐蝕材料,而且已經作為化工設備的結構材料。隨著不加增塑劑的硬質聚氯乙烯塑料生產的發展,由硬質聚氯乙烯塑料代替部分不銹鋼和其它耐腐蝕合金材料的化工設備正在迅速增多。不僅在化肥、硫酸生產及石油化工工業中被應用,而且在化學纖維、日用化學制藥、制革、染料、電鍍、電器、印刷 、搪瓷、冶煉、電影機器制造等工業中,均已被大量地采用。制造了塔器、煙囪、貯槽、反應器、電鍍槽、酸洗槽、管道、鼓風機、泵、閥門等各種硬質聚氯乙烯設備,有的已使用了近十年,經過生產實踐的考驗,情況良好。當然,由于各廠的使用條件、制造水平、客觀環境不同,使用壽命也不同,但是經驗證明,只要正確地掌握材料性能,正確地設計,正確地施工,正確地維護保養,在一般情況下,硬質聚氯乙烯塑料可以用作耐腐蝕結構材料。由于其性能優良,因此可以成功地代用有色金屬及合金材料。所以合理使用非金屬耐腐蝕材料一硬質聚氯乙烯塑料是一個很有意義的問題。硬質聚氯乙烯塑料制的設備類型和結構型式很多,按其用途分述如下。

  一、煙囪

  硬質聚氯乙烯塑料一般用作常溫下的尾氣煙囪,在化纖廠、電鍍廠等是比較適宜的。直徑達1.5米、高達43米的煙囪,大部分采用承插結構。煙囪分成若干節,每節長約3~4米,內插筒體,下半節焊住,上半節是活動的,這樣,每節煙囪可自由膨脹,用來補償伸縮。但在此處容易漏液,若密封要求高,可在外面再包軟聚氯乙烯焊住,但容易老化,因此要定期更換。每節法蘭與鋼架(由角鋼制成)相連,其重量由鋼架來支承。同時,每節煙囪上裝有抱攀,此鋼架直接防止風載荷,塑料煙囪外面可以涂一層灰色銀粉漆,以防老化。另外,塑料煙囪外面還可以砌一層混凝土,不僅能起骨架作用,還可以防止紫外光對塑料的老化作用,以及由于氣溫變化而對塑料引起的不利影響。

  二、吸收塔

  用硬聚氯乙烯塑料板焊接而成的硝酸吸收塔,經過了十年多的生產實踐考驗,證明在硝酸濃度為49%、溫度30一47°C的條件下,有著良好的耐腐蝕性能,可以代替含鉻18%、鎳8%的不銹鋼材。塔內均勻地裝置了五塊淋降型的塔板,硝酸的吸收情況良好。

  硝酸是一項魚要的化工產品,對發展工、農業和國防工業有著重要意義。硝酸生產的吸收設備由于酸的強烈腐蝕,工業上都采用鎳鉻不銹鋼材料來制造。一個年產四千噸硝酸廠的吸收塔要耗用二十余噸不銹鋼。我國工人階級遵照毛主席關于“自力更生,艱苦奮斗,破除迷信,解放思想”的偉大教導,大膽地采用硬質聚氯乙烯塑料代替不銹鋼材,取得了許多寶貴的經驗,為加速硝酸制造工業的發展,加強國防建設作出了貢獻。近年來,硬質聚氯乙烯塑科塔已被全國各地廣泛應用,甚至硝酸生產中的氧化塔也采用了硬質聚氯乙烯板材。

  三、貯槽

  硬質聚氯乙烯塑料制貯槽有長方形和圓筒形等,一般使用溫度約在-10~50°C之間,采用得較多的是常壓全塑料結構設備,比較大型的容積有達300米 貯槽。對強度要求稍高的全塑料設備,外面可以包幾層玻璃布并涂以粘結劑,這樣不僅可以增加強度,節約硬質聚氯乙烯板材,并能防止老化。目前已經廣泛應用,是一個值得推廣的方法。使用條件要求較高的大型貯槽??刹捎靡r里結構,在襯里施工中,要求襯里和外殼貼得緊密。間隙應盡量地小,并且外殼體要求有較好的剛性和垂直度,內壁平整。襯里設備有的采用補償裝置,有的則沒有補償裝置。襯里的貯槽除鋼殼外,還有采用水泥和木殼的,木殼用可調節的鐵箍扎緊,用以加強。鳥籠式貯槽的外殼用角鋼和扁鐵制成,柵條跪離視介質溫度和塑料板材厚度而定。

  四、反應器

  反應器有圓形的也有方形的,反應器內介質一般都有一定的溫度,且附有電動機帶動的攪拌器,因此器內介質都處于流動狀態,并使反應器產生振動。硬質聚氯乙烯塑料的反應器四周常采用角鋼加強,一般制成全鐵殼襯里結構,施工質量要嚴格控制。實踐證明,這種反應器雖然受到溫度和振動的影響,即使有些微小的變形,一般不會彩響正常使用和操作。電動機等金屬的重量不應承受在塑料板上。不適用于攪拌轉速過大、強烈振動的情況下。

  五、電鍍槽、電解槽、酸洗槽

  這類設備大部分都是長方體,其容積一般在10米 以下,介質基本上處于靜止狀態,但使用溫度大部分在50~70°C之間。這類設備也有采用全塑料結構的及鳥籠式的結構,但較多的是用作鋼、磚、水泥、木材等設備的襯里。有一酸洗槽采用硬質聚氯乙烯塑料作為單獨結構材料,有長達20米的酸洗槽,不用任何補強,也可以使用。

  六、管道

  化學纖維廠、電鍍廠、化肥廠等用來作通風、排氣、輸送漿液、酸、堿等的管道較多,例如有輸送45%硝酸、36%鹽酸和90%硫酸的管道,實際使用都很成功。目前在直徑超過400毫米時,則采用硬板成型加工。

  硬質聚氯乙烯管道代替白鐵管,用來輸送煤氣,在我國也已得到應用。煤氣公司曾經埋設1吋管道于地下0.35米深處作為煤氣輸送管,經過七年后掘開檢查,其情況與埋土前一樣,外表顏色無變化,僅管內表有一層薄的黑垢,管壁也未減薄。

  目前上海地下管埋設深度最淺處為0.4米,在此深度時平均地溫只有11.2°C,所以硬質聚氯乙烯管雖在冬季,耐沖擊強度也不存在問題。管子在長期負重下的蠕變性能與土壓和車壓負重大小、地下溫度、使用時間的長短有關,通過試驗,所得到的蠕變量是不大的,可以滿足長期埋設的要求。

  硬質聚氯乙烯管道安裝均有補償節和支承裝置,這是使用管道的二個重要條件。

  七、鼓風機、泵、管件和閥門

  硬質聚氯乙烯塑料可以制造鼓風機,與風管配套使用,以解決腐蝕性介質的輸送或排氣問題。硬質聚氯乙烯塑料也可以制造泵。泵的種類眼多,定型的有101型、102型及100、130、150、200型,也有各單位自制的。硬質聚氯乙烯管件、閥門尺寸由Φ25~150毫米,可以代替不銹鋼或青鉛閥門。

  以上是列舉了一些由硬質聚氯乙烯塑料制造的各種設備,使用最長的也不過近十年的時間,但從調查的情況來看,已顯示了它的優越性,使用情況普遍反映較好。但是我國的聚氯乙烯制造工業還很年輕,在推廣應用硬質聚氯乙烯制設備時,也不是一帆風順的,開始時,人們對硬質聚氯乙烯塑料的認識是不足的,對用熱脹冷脆“嬌”氣十足的塑料來代替不銹鋼是有懷疑的。硬質聚氯乙烯塑料確實有冷脆熱脹的特性,在耐溫和強度方面很難與不銹鋼媲美,但在耐腐蝕性能上卻與不誘鋼相同。

  為了提高硬質聚氯乙烯板材的耐腐蝕性,在配方中不加增塑劑,這樣勢必給加工工藝帶來一定的困難,經過不斷的實踐與摸索,終于克服了困難,使工藝過了關。產品質量也提高了一步,滿足了硝酸吸收塔的使用要求。

  塑料塔的結構設計,也是在不斷實踐、不斷認識的過程中逐步完善的。最初用的是填料型,在塔內固定的蓖子板上,堆積重18噸的陶瓷填充圈,由于塑料塔底負荷過于集中,同時瓷圈與塑料板的膨脹系數不同,在氣溫變化下,曾兩次發現塔底和塔身的焊縫破裂。事故發生后,有人提出“宜小不宜大,不能工業化”的悲觀論調。面臨著困難,是知難而進,還是知難而退呢?是敢于革命,還是甘心失敗呢?毛主席的光輝哲學思想使同志們思想開了竅,毛主席教導我們:“不論在變革自然或變革社會的實踐中,人們原定的思想、理論、計劃、方案,毫無改變地實現出來的事,是很少的。”我們遵循這個教導,分析了破裂的原因,提出了改用淋降型的結構。這種結構,塔身負重輕、塔底受壓小、結構本身也可適應熱脹冷縮,這樣就保證了硬質聚氯乙烯塑料制硝酸吸收塔的質量。

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