专利名称:钛钢复合板真空制盐蒸发室的制作方法
本发明涉及一种物料浓缩结晶的真空蒸发室，特别是真空制盐蒸发室的设计，该蒸发室由园形直筒、封头、接管连接而成。
为使物料在一定的温度和相应的压力下闪发，部份水份汽化，料液本身降温，溶液中固相过饱和析出成盐，至今仍需有浓缩结晶真空蒸发室。有一种已经公知的真空蒸发室，设计所采用的材质为碳钢，这样的碳钢蒸发室能够蒸发浓缩结晶物料，但这种蒸发室不耐磨蚀，不耐磨，容器壁结盐垢严重，刷罐频繁，刷罐周期1～5天，使用寿命短，热损失大，不经济，特别是碳钢真空制盐蒸发室更为显著。此外，还有一种已知的真空蒸发室，设计上采用耐蚀材料，选用SUS316不锈钢复合板、铜镍合金衬里及其复合板加工制作真空蒸发室。这些材料耐蚀、耐磨、壁表面光滑，附着力小，解决了设备使用寿命短、刷罐周期短、热损失大的问题。但是，这种蒸发室所选用的材料来源困难，综合经济效益不太理想。
本发明的任务是设计一种真空制盐蒸发室，材质采用爆炸复合的钛钢复合板。这种蒸发室既耐腐蚀、耐磨、表面光滑不易结盐垢，同时，材料易得，加工方法简单，设备使用寿命长，综合经济效益高，易于工业化。
本发明是这样设计的钛在大多数介质中呈现特别优异的耐蚀性，特别是在393K以下，PH＝7～8的富有无机盐的料液中，纯钛对点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、缝隙腐蚀及腐蚀疲劳均优于不锈钢和铜镍合金。钛表面光滑平整，具有较小的粘着力，抗污染、抗结垢能力优于不锈钢和铜镍合金。其次，钛较之其他品种强度适中，综合机械性能优良，塑性好，冷加工性能和焊接性能良好。根据钛的上述特性，设计上选择钛材作复层，钛复层与介质接触;基层材料选用A3钢，爆炸复合成复合板。复层厚度≥2mm，基层厚度为12-14mm。真空蒸发室的筒体、封头，本设计采用复合板冷加工成型，设计有公切线过渡的折边锥形封头与筒体等厚连接。真空制盐钛钢复合板蒸发室Ⅳ效的下循环管采用大接管结构，大接管贯穿钛钢复合板下锥形封头组焊而成，下循环管直径为φ866×8mm。
本发明中设计的蒸发室筒体钛钢复合板焊接接头及焊接节点，因钛与钢其结晶化学特性与热物理性质差异，不能熔合。设计上采用间接式焊接接头。即钛面、钢面各自相焊接，复合层间互不熔合。钛复层对接焊时，要求小电流，快速焊，筒体组装时，要求找正，严格控制复层侧纵环焊缝对口错边量＜1.0mm，组装合格后施焊。基层采用手工电弧焊，焊接材料T42-2;复层采用手工钨极氩弧焊，TA2焊丝填焊。钛复层焊接时，严防铁污染。焊接时应保持熔深不小于1.0mm，在钛与钢不熔合的情况下，尽量加大钛的熔深。对应力集中处和连接边缘在结构上作局部处理采用折边锥形封头与筒体等厚焊接;上下锥形封头与接管采用逐渐过渡方法;加强板补强;集中载荷支座处加加强板。钛钢复合板的焊接节点中要完全避免钛钢熔合的焊接接头。此外，应严格控制母材、焊丝和氩气纯度在技术条件允许的范围，钛复合板贴合率≥95%，焊丝必须进行真空退火脱氢处理。对工件、焊丝进行净化、脱脂处理，以减少气孔。
本发明设计接管、人孔、法兰衬里等连接结构时，除采用等面积补强，凡钛复合板壳体与所有接管、人孔内部、法兰表面以及接管与容器的连接处，均采用钛材保护，接管内和法兰表面衬2mm厚钛板，在接管外、壳体钛侧套入厚2mm，宽50-100mm的钛环。法兰连接处，采用绝缘橡胶垫，螺栓园柱面采用环氧呋喃酚醛玻璃钢缠绕0.2mm厚层，垫圈采用酚醛布板绝缘防电偶腐蚀。法兰密封面乃采用TA2钛板衬里防间隙腐蚀。筒体、封头，受压件焊缝应打磨、抛光、酸洗着色检查，气体渗透检查，铁离子试验及无损探伤检查，要求钛焊缝呈金属银白色。
本发明所设计的钛钢复合板蒸发室，其优点在于耐蚀性优异，设备使用寿命为20年或更长些，使用该设备生产的产品质量高。本发明在制盐工业上实施，生产的真空盐含NaCl99.83%，白度83.6。本发明的又一个优点是所设计的真空蒸发室壁面光滑，无结垢情况，洗罐周期长达一个月，甚至更多些，减少了非生产性耽延时间，与碳钢真空制盐蒸发室比较，减少刷罐耽延时间83%。以5万吨/年真空制盐生产规模计算，增加产量8000吨/年，节电88万度/年，节约蒸汽7877吨/年，增产节能年获经济效益120万元，甚至更多。本发明的再一个优点是钛钢复合板材料易得，加工工艺简单，易于工业化。
附图描述了本发明的一个实施例。
附图一、Ⅱ、Ⅲ效钛钢复合板真空制盐蒸发室剖面图。蒸发室由直径φ3028mm、长7500mm的简体〔2〕与上、下折边锥形封头〔1〕、〔4〕，切向直管〔3〕组焊而成。壳体材料全部采用钛钢复合板，纯钛导向器〔5〕焊于下锥形封头内。
附图二，Ⅳ效钛钢复合板真空制盐蒸发室剖面图。蒸发室由直径φ3882mm，长8000mm的筒体〔2〕与上、下折边锥形封头〔1〕〔5〕，切向直管〔3〕，下循环管〔6〕组焊而成。壳体材料全部采用钛钢复合板，纯钛导流器〔4〕焊于下循环管锥体内。
附图三，钛钢复合板复层对接焊缝结构形式大样。钛复层〔2〕与钛嵌条〔1〕相焊，平滑接头;基层相互焊接。
附图四，Ⅳ效下循环管与锥体联接结构。下循环管〔2〕贯穿下锥形封头〔1〕焊接。
附图五，接管、法兰连接绝缘结构大样。法兰〔1〕连接处采用绝缘橡胶垫〔3〕，螺栓〔2〕的园柱面采用环氧呋喃酚醛玻璃钢缠绕0.2mm厚，垫圈〔4〕采用酚醛布板绝缘。
附图六，钛复合板壳体与接管、法兰，加强圈焊接大样。蒸发室壳体〔1〕与接管〔5〕的内径、法兰〔3〕的密封面以及接管与壳体连接处均用2mm厚钛板〔4〕保护。
本发明所设计的钛钢复合板蒸发室在制盐5万吨/年，F＝300M2的蒸发罐Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效蒸发室实施，采用四效真空蒸发制盐。原料经处理后制成的净化卤，平流进入Ⅰ至Ⅳ效蒸发室，经加热室加热的料液，沿切向直管以75°的仰角切向进入蒸发室蒸发，蒸发后的料液从旋涡中心返回，经下循环管、循环泵再到加热室，以此循环不断加热、蒸发、浓缩、结晶，顺流排盐至Ⅳ效排出，脱水干燥制成真空盐。
表一，钛钢复合板真空制盐蒸发室的技术特性
表二，蒸发室采用材质经济各性比较
权利要求
1.设计一种由金属园形直筒、上下锥形封头、接管和法兰组焊成的真空制盐蒸发室，其特征是蒸发室壳体材质全部采用钛钢复合板，下循环管为大接管贯穿下锥形封头焊接。
2.根据权利要求
1所述的蒸发室，其特征是复层为TA2，厚度不小于2mm，基层为A3钢，钛钢复合板贴合率≥95%。
3.根据权利要求
1所述的蒸发室，其特征是筒体、封头采用冷加工成型。
4.根据权利要求
1或3所述的蒸发室，其特征在于钛复层焊接采用手工钨极氩弧焊间接式焊接，平滑接头，TA2焊丝填焊，复层侧纵环焊缝对口错边量＜1.0mm，熔深不小于1.0mm，基层采用手工电弧焊，焊接材料为T42-2，钛钢复合板的焊接节点中要完全避免钛钢熔合的焊接接头。
5.根据权利要求
1所述的蒸发室，其特征是在钛与钢连接处采用绝缘橡胶垫，螺栓园柱面采用环氧呋喃酚醛玻璃钢缠绕，垫圈采用酚醛布板绝缘，法兰密封采用TA2钛板衬里。
6.根据权利要求
1所述的蒸发室，其特征是钛复合板蒸发室壳体上所有接管、人孔内部、法兰表面以及接管和容器的连接处均采用钛材保护。
7.根据权利要求
4所述的蒸发室，其特征是焊缝应打磨抛光、酸洗进行着色检查、气体渗透检查、铁离子试验及无损探伤检查，要求钛焊缝呈金属银白色。
专利摘要
本发明提供一种钛钢复合板真空制盐蒸发室的设计，其特点是将钛钢复合板冷加工成型后，筒体与上下60折边锥形封头、上下循环管组焊而成。基层采用手工电弧焊，覆层采用手工钨极氩弧焊，焊缝应作严格质量检验。钛复合板蒸发室壳体上所有接管、人孔内部、法兰表面及接管和容器连接处均采用防电偶腐蚀、防间隙腐蚀措施。下循环管为大接管贯穿下锥形封头；在应力集中处和连接边缘结构上亦作局部处理。
文档编号B01D1/00GK87105491SQ87105491
公开日1988年2月24日 申请日期1987年8月3日
发明者邓昭菊 申请人:自贡市轻工业设计研究院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan