一种电化学保护硝酸镁加热器的制作方法

本实用新型涉及化工设备技术领域，具体涉及一种电化学保护硝酸镁加热器。

背景技术：

硝酸镁加热器作为“间硝法”浓硝酸生产的关键设备，其结构形式为u型管釜式重沸器。设备正常运转时，经过浓缩塔萃取、蒸馏后的高温硝酸镁溶液进入设备壳程，经换热管内中压蒸汽加热，溶液中所含的硝酸组分沸腾气化后从气相孔进入浓缩塔，作为浓缩塔提馏段的加热物料，而脱除硝酸后的硝酸镁溶液从溢流口流出进入硝酸镁储槽。

目前，我国浓硝酸生产企业所用的硝酸镁加热器选用不锈钢材质制作，然而，此设备在运行中存在严重的腐蚀问题，开车运行仅半年时间，硝酸镁加热器管束、壳体和进料管均因腐蚀而穿孔泄漏，经计算，腐蚀率高达20mm/a。设备一旦泄漏，迫使生产系统停车维修，同时造成加热蒸汽和环境的污染，增加了废气、废液的排放。采用焊接封堵维修后效果甚微，并且维修次数越多，腐蚀速率越大，如此修修补补，“带病运行”两年后，设备腐蚀报废。

硝酸镁加热器的腐蚀问题，严重影响了装置长周期运行，浓硝酸生产效率低下，设备置换费用和维护费被迫增高，导致企业生产成本增加，经济效益降低。因此，解决硝镁加热器的腐蚀问题迫在眉睫。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的电化学保护硝酸镁加热器，结构形式为釜式重沸器，施加电化学保护防腐蚀技术，其具有易于制作、防腐蚀、寿命长、安全可靠、价格低廉等优点，实用性更强。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：它包含壳体、u型加热管束和控制仪；壳体的顶壁贯通设置有硝酸蒸汽出口，壳体的内部设有u型加热管束，u型加热管束的入口端与设置于壳体左端上侧的蒸汽进口贯通设置，u型加热管束的出口端与设置于壳体左端下侧的蒸汽出口贯通设置；控制仪设置在壳体的一侧；它还包含辅助电极、控制参比电极和监测参比电极；其中，辅助电极的左端穿过壳体左端壁的封头端后，设置于壳体的左侧，且利用导线与控制仪电连接，辅助电极的右端设置于壳体的内部；所述的控制参比电极和监测参比电极均设置于壳体的内部，且控制参比电极和监测参比电极的前端均穿过壳体前侧壁的封头端后，利用导线与控制仪电连接，控制仪的负极利用导线与壳体内部空间电连接；所述的控制参比电极设置于进料口的下端口下方位置处，该进料口贯通设置在壳体的顶壁；所述的监测参比电极设置于临近溢流口的内端位置处，该溢流口贯通设置在壳体右端壁上。

进一步地，所述的辅助电极与u型加热管束呈平行设置。

进一步地，所述的辅助电极的右端临近u型加热管束的u型弯头处。

进一步地，所述的控制参比电极和监测参比电极的外部包设有绝缘套。

进一步地，所述的u型加热管束由数个u型加热管内外并列设置，且每个u型加热管的入口端均与蒸汽进口贯通设置，每个u型加热管的出口端均与蒸汽出口贯通设置。

进一步地，所述的辅助电极的材料为钢铁、铸铁、铝、石墨(浸渍、镀铂钛、镀铂钽、镀钌钛、铂中其中的一种。

进一步地，所述的控制参比电极和监测参比电极均可以采用甘汞电极、氯化银电极、氧化汞电极、硫酸铜电极或者金属电极。

进一步地，所述的u型加热管束、壳体以及壳体内部的支撑板等的管材质均选用不锈钢，如321、304、304l、316、316l，连接在u型加热管束入口端和出口端上的封头选用碳钢材质，如q235b。

进一步地，所述的控制仪可以选用恒电位仪、恒电流仪或整流器。

采用上述结构后，本实用新型有益效果为：本实用新型所述的一种电化学保护硝酸镁加热器，结构形式为釜式重沸器，施加电化学保护防腐蚀技术，其具有易于制作、防腐蚀、寿命长、安全可靠、价格低廉等优点，实用性更强，本实用新型具有结构简单，设置合理，制作成本低等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图。

附图标记说明：

蒸汽出口1、辅助电极2、蒸汽进口3、进料口4、硝酸蒸汽出口5、控制参比电极6、监测参比电极7、壳体8、溢流口9、u型加热管束10、控制仪11。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

参看如图1所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含壳体8、u型加热管束10和控制仪11；壳体8的顶壁贯通设置有硝酸蒸汽出口5，壳体8的内部设有u型加热管束10，u型加热管束10的入口端与设置于壳体8左端上侧的蒸汽进口3贯通设置，u型加热管束10的出口端与设置于壳体8左端下侧的蒸汽出口1贯通设置；控制仪11设置在壳体8的一侧；它还包含辅助电极2、控制参比电极6和监测参比电极7；控制参比电极6和监测参比电极7的外部包设有绝缘套，使得其与壳体8以及u型加热管束10之间呈绝缘设置，其中，辅助电极2的左端穿过壳体8左端壁的封头端后，设置于壳体8的左侧，且利用导线与控制仪11的正极电连接，辅助电极2的右端设置于壳体8的内部，且临近u型加热管束10的u型弯头处设置，同时辅助电极2与u型加热管束10呈平行设置；所述的控制参比电极6和监测参比电极7均设置于壳体8的内部，且控制参比电极6和监测参比电极7的前端均穿过壳体8前侧壁的封头端后，利用导线与控制仪11电连接(其中，控制参比电极6与控制仪11中的控参端连接，监测参比电极7与控制仪11中的监参端连接)，控制仪11的负极利用导线与壳体8内部空间电连接(控制仪11、导线、辅助电极2和硝酸镁溶液形成电流回路)；所述的控制参比电极6设置于进料口4的下端口下方位置处，该进料口4贯通设置在壳体8的顶壁；所述的监测参比电极7设置于临近溢流口9的内端位置处，该溢流口9贯通设置在壳体8右端壁上。

进一步地，所述的u型加热管束10由数个u型加热管内外并列设置，且每个u型加热管的入口端均与蒸汽进口3贯通设置，每个u型加热管的出口端均与蒸汽出口1贯通设置。

进一步地，所述的辅助电极2的材料为钢铁、铸铁、铝、石墨(浸渍)、镀铂钛、镀铂钽、镀钌钛、铂中其中的一种。

进一步地，所述的控制参比电极6和监测参比电极7均可以采用甘汞电极、氯化银电极、氧化汞电极、硫酸铜电极或者金属电极。

进一步地，所述的u型加热管束10、壳体8以及壳体8内部的支撑结构的材质均选用不锈钢，如321、304、304l、316、316l，连接在u型加热管束10入口端和出口端上的封头选用碳钢材质，如q235b。

进一步地，所述的控制仪11可以选用恒电位仪、恒电流仪或整流器。

本具体实施方式的工作原理：本装置采用的电化学保护防腐蚀技术为阳极保护技术和阴极保护技术；该硝酸镁加热器选用釜式重沸器结构，管程为高压或中压加热蒸汽，壳程为硝酸镁溶液；加热蒸汽从蒸汽进口3进入u型加热管束10内，对壳体8内的硝酸镁容液进行加热后，由蒸汽出口1排出，上述硝酸镁溶液由进料口4进入到壳体8内部，被加热后所产生的部分硝酸镁蒸汽由硝酸蒸汽出口5排出；控制仪11根据硝酸镁溶液的温度、浓度变化而自动调节输出电流，使硝酸镁加热器的电位始终维持在给定电位上，控制仪11具有操作简便，运行稳定可靠，保护度高等特点；设备投运时，控制仪11、导线、辅助电极2和硝酸镁溶液形成电流回路，对设备通一极化电流进行极化，能使u型换热管束10的外表面、壳体8的内表面的腐蚀率明显降低，达到电化学保护的状态。经模拟试验，最大腐蚀率从10mm/a降至0.17mm/a，设备寿命延长至5～7年。

采用上述结构后，本具体实施方式有益效果为：本具体实施方式所述的一种电化学保护硝酸镁加热器，结构形式为釜式重沸器，施加电化学保护防腐蚀技术，其具有易于制作、防腐蚀、寿命长、安全可靠、价格低廉等优点，实用性更强，本实用新型具有结构简单，设置合理，制作成本低等优点。

以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。