鹽酸反應器的防護方法及鹽酸反應器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及化學工程領域，尤其涉及一種鹽酸反應器的防護方法及鹽酸反應器。
【背景技術】
[0002]鹽酸是一種強酸，具有一切酸的特性，如能與堿中和生成鹽和水；能溶解碳酸鹽，釋放出二氧化碳氣體；能溶解部分金屬(如鋅、鎂、鐵)，產生氫氣。與某些金屬、金屬氧化物、金屬氫氧化物以及大多數金屬鹽類(如碳酸鹽、亞硫酸鹽等)，都能發生反應，生成鹽酸鹽。濃鹽酸可以溶解較不活潑的金屬銅。
[0003]鹽酸腐蝕是一種析氫電化學腐蝕，陰極反應為2H+2e — H2。從熱力學看，增加溶液酸度會加速陰極反應，提高腐蝕率。但腐蝕率還和氫過電位有關，溶液的氧化性也影響金屬的腐蝕。氧化性增加通常使腐蝕加速，但超過極限值可使金屬發生鈍化而抑制腐蝕。腐蝕產物也有一定影響，可溶性金屬鹽會催化陽極反應，不溶性腐蝕產物形成保護層會抑制腐蝕。
[0004]由于氯化氫氣體水溶性高，鹽酸溶液高溫下易分解等特性，使得鹽酸可循環利用且工藝成熟，增大了鹽酸的應用領域。但由于鹽酸強腐蝕性，對反應器制作也提出了更高的要求。
[0005]鈦精礦制取人造金紅石工藝須除去鈦精礦中氧化鐵、氧化鎂、氧化鈣等雜質元素，富積二氧化鈦得到適合沸騰氯化需要的人造金紅石產品。其中浸出工序涉及液固除雜反應，考慮到鹽酸反應活性高，除雜能力強，鹽酸可循環利用等特點，基本采用鹽酸作為除雜介質，為加快鹽酸反應活性和浸出速率，體系溫度控制在105?110°C，間歇操作，溫差在25°C至110°C之間波動較大，因此反應器制作提出了很高的要求。
[0006]目前使用的鹽酸防護材質及方法主要有:
[0007]⑴玻璃鋼；主要用于冷態鹽酸存儲，當存儲量較大，對容器強度要求較高時，采用補強鋼骨架結構。
[0008]優點:制作工藝簡單，成本低，材料來源廣泛。
[0009]主要存在問題:不耐溫，不耐磨；不耐熱應力；易分層，長時間使用會出現老化現象。
[0010]⑵金屬材料:鹽酸對多數金屬和合金具有強腐蝕性，當存在雜質和溶解氧時腐蝕尤為嚴重。耐鹽酸腐蝕的金屬材料主要為鉭、鋯。除此之處還有哈氏合金B和碳質材料、鎳鉬合金等。青銅、銅镲合金、316不銹鋼等僅能在一定條件下使用，不能用于熱鹽酸。
[0011]優點:強度高，耐磨性能好。
[0012]主要存在問題:材質價格貴，制作成本高，多數材料不耐高溫鹽酸，工業化設備基本不米用。
[0013]⑶非金屬材料:以聚四氟乙烯為代表的有機材料在鹽酸防腐蝕方面使用較廣泛。聚四氟乙烯中文商品名“特氟隆”(teflon)、“特氟龍”、等。它是由四氟乙烯經聚合而成的高分子化合物，其結構簡式為_[-CF2-CF2-]n-，具有優良的化學穩定性、耐腐蝕性，是當今世界上耐腐蝕性能最佳材料之一，除熔融堿金屬、三氟化氯、五氟化氯和液氟外，能耐其它一切化學藥品，在王水中煮沸也不起變化，廣泛應用于各種需要抗酸堿和有機溶劑的場合。有密封性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化能力、耐溫優異(能在+250°C至-180°C的溫度下長期工作)。使用溫度-190?250°C，允許驟冷驟熱，或冷熱交替操作。
[0014]優點:耐腐蝕、耐溫、耐急冷急熱性能較好。
[0015]主要存在問題:制作工藝復雜，單獨使用時強度不高，大型工業設備制作困難，耐磨蝕性較差。
[0016]鈦精礦鹽酸浸出制備人造金紅石因其工藝特性要求使用高溫鹽酸與鈦精礦反應，因此對浸出反應器制作要求較高，在實驗室基本采用金屬鉭、鋯等材料制作的反應器來完成。當進行產業化后，由于反應器較大，無法采用金屬材料(鉭、鋯等)制作，且四氟內襯制作困難，通常使用鋼外殼+玻璃鋼內襯防腐方式制作了反應器，但在使用過程中故障率很高，主要表現在玻璃鋼制作的反應器不耐溫度變化。當反應器內溫度較大時，因急冷急熱形成的熱應力作用下，玻璃鋼內壁產生大量微裂紋，鹽酸通過裂紋滲透腐蝕鋼殼，造成反應器破壞，無法適用工藝需要。因此現有的主要鹽酸防腐材質及方法均很難應用于鈦精礦鹽酸浸出制備人造金紅石工藝中的反應器。
【發明內容】
[0017]本發明所要解決的技術問題是:提供一種能有效防止鹽酸對器壁的腐蝕及高溫熱應力對反應器的損傷的鹽酸反應器的防護方法及鹽酸反應器。
[0018]本發明解決其技術問題所實施的鹽酸反應器的防護方法，依次包括以下步驟
[0019]S1.制作反應器，反應器采用鋼結構材質；
[0020]S2.對反應器內壁進行除銹；
[0021]S3.在反應器內壁刷樹脂；
[0022]S4.樹脂固化后，在反應器內壁貼酚醛軟膠片；
[0023]S5.對酚醛軟膠片進行固化；
[0024]S6.在反應器內壁貼耐酸瓷磚；
[0025]S7.對反應器進行自然養護。
[0026]進一步的是，步驟SI中的反應器采用316L或碳鋼制作。
[0027]進一步的是，步驟S2中，采用噴砂除銹方法對反應器內壁進行除銹，且須達到國家噴砂除銹Sa2.5等級要求。
[0028]進一步的是，步驟S3中，所刷樹脂有兩層，其中第一層樹脂須在步驟S2完成后10小時內完成，待第一層樹脂刷涂2?5小時后再刷涂第二層樹脂。
[0029]進一步的是，步驟S4中，貼酚醛軟膠片之前對酚醛軟膠片進行高溫處理，且貼合酚醛軟膠片的過程中須趕走層間氣泡，保證酚醛軟膠片與樹脂間的緊密貼合。
[0030]進一步的是，步驟S5中，酚醛軟膠片采用水浴固化，固化溫度為80?100°C，固化時間為24?36小時。
[0031]進一步的是，步驟S6中，所貼耐酸瓷磚有多層，且多層耐酸瓷磚采用錯縫方式砌筑，耐酸瓷磚采用酸醛膠泥砌筑，磚縫控制在I?2_。
[0032]進一步的是，步驟S7中，自然養護的時間為48?72小時。
[0033]本發明解決其技術問題所采用的鹽酸反應器，包括反應器外殼，在所述反應器外殼內壁依次設有樹脂層、酚醛軟膠片層和耐酸瓷磚層。
[0034]進一步的是，所述樹脂層為兩層，所述耐酸瓷磚層為多層，且多層所述耐酸瓷磚層的瓷磚錯縫砌筑，耐酸瓷磚之間的磚縫為I?2mm。
[0035]本發明的有益效果是:由于利用了 “瓷磚+磚縫”的結構，可有效消除高溫鹽酸急冷急熱產生的熱應力，防止熱應力對反應器結構破壞；由于利用了雙層瓷磚作為工作層，可有效防止高溫鹽酸腐蝕，同時可防止固體顆粒物料的磨蝕；由于利用了 “樹脂+酚醛軟膠片”的結構，既保證了防腐層和鋼結構外殼緊密結合、不分層，又改變了瓷磚膠泥結合程度，防止瓷磚脫落；另外，在反應器使用后期出現掉瓷磚情況下，酚醛軟膠片能有效防止鹽酸損壞反應器外殼鋼結構，達到保護反應器目的。反應器的復合結構有利于反應器降低內外壁溫差，減輕反應器溫差變化幅度，減小熱應力對反應器造成損傷；同時可減輕系統散熱，對系統熱平衡保持有一定促進作用。
【附圖說明】
[0036]圖1是本發明鹽酸反應器的防護方法的實施例的流程圖；
[0037]圖2是圖1中步驟SI的實施例；
[0038]圖3是圖1中步驟S2的實施例；
[0039]圖4是圖1中步驟S3的實施例；
[0040]圖5是圖1中步驟S4的實施例；
[0041]圖6是圖1中步驟S5的實施例；
[0042]圖7是圖1中步驟S6的實施例；
[0043]圖8是圖1中步驟S7的實施例；
[0044]圖9是本發明鹽酸反應器實施例的剖視圖；
[0045]圖10是本發明鹽酸反應器實施例的結構示意圖；
[0046]圖中部位及編號:反應器外殼1、樹脂層2、酚醛軟膠片層3、耐酸瓷磚層4、錐段100、直段200、沉降段300、加料口 400、排氣口 500、液體流溢口 600、測溫測壓孔700。
【具體實施方式】
[0047]下面結合附圖對本發明作進一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本發明，但并不構成對本發明的限定。