2万吨微波加热器的设计(附件)
氟化氢解析器是磷肥副产氢氟酸装置的核心部件，传统氟化氢解析器通常采用贵金属合金材料制造的列管式换热器结构。由于氟化氢具有强烈的腐蚀性，解析器的选材和制造一直是个难题。本课题要求设计一种微波加热器，用酸解液分子高频往复运动产生“内摩擦热”，使酸解液加热速度快且均匀，避免传统加热方式存在的温度梯度与加热不均匀现象，同时使解析器结构简单。采用磷肥副产生产氢氟酸不仅能延长了磷化工的产业链，增强了企业的竞争力的考虑，还能有效提高了磷矿资源的利用率，缓解了氟化工面临的氟资源不足及环境污染的困扰的角度。关键词 氟化氢，解析器，微波加热，酸解液目 录
1 设计引言 1
1.1 氢氟酸 1
1.2 氟化氢生产工艺1
1.3 国外相关状况2
1.4 国内相关状况2
1.5 一般的氟化氢解析器问题所在3
1.6 微波加热器设计的意义3
1.7 将微波加热技术运用到解析器上的益处4
2 总体方案设计4
2.1 解析器装配图4
2.2 工作环境分析5
2.3 管式换热器6
3 防腐工艺8
3.1 防腐工艺的改进8
3.2 防腐工艺的实施9
4 具体结构参数设计9
4.1 蒸发段运行过程9
4.2 封头的选取 10
4.3 方形法兰的选取 11
4.4 支座的选取 12
4.5 微博馈口的选取 13
4.6 入孔盖的选取 14
4.7 膨胀节的选取 15
4.8 水位计接管的选取 17
4.9 安全阀的选取 18
4.10 压力表的选取19
5 主要制造工艺 19
5.1 板料成形 19
5.2 焊接工艺 21
6 主要检测手段 23
6.1 无损检测 23
6.2 水压测试 23
结论25
致谢 26
参考文献27
1
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
选取 18
4.10 压力表的选取19
5 主要制造工艺 19
5.1 板料成形 19
5.2 焊接工艺 21
6 主要检测手段 23
6.1 无损检测 23
6.2 水压测试 23
结论25
致谢 26
参考文献27
1 设计引言
1.1 氢氟酸
氟化氢作为一种气体存在于HF水质液体中，有着清亮、没有颜色且含侵蚀性的特点，有着剧烈的刺鼻气息。易溶于水、乙醇，微溶于乙醚。因为氟与氢两类原子之间有着较为敏感的结合力，从而在HF水不能完全电气隔离，并且从专业的方面论低浓度的HF为一类弱酸。有着很强的侵蚀性，能够剧烈地侵蚀玻璃、金属和含有硅的物质。如果吸入蒸气或不小心触及皮肤将会造成很难治愈的灼伤。在测验时通常使用氟石和高浓度的硫酸来制成，需密封闭于塑料瓶中，且保存在阴冷处。
1.2 氟化氢生产工艺
图1-1 萤石—硫酸法生产AHF的工艺流程
其具体生产工艺流程为：先把萤石粉放入蒸汽预热使其干燥，再通过斗式升降机把萤石粉送至储藏库，计算好萤石的量以后通过高速旋转的输送机送到混酸槽，用预反应器将达到规定的浓混酸送回到反应锅炉。
反应过程中所需要的热量来源于经过夹套的烟气产生的，并且回转锅炉用煤气发生炉来实现加热。在该反应炉里面，夹套有着450℃的温度，物料有着150℃的温度，反应炉尾部所放出的炉渣通过过量酸和消石灰中和后经炉渣提升机送到炉渣储存处。
HF作为产出的重要气状物体，先要把它加入到到清洗塔去尘、降温，在放入前HF的热度大约在300℃，完成上述步骤后的温度为150℃，使用硫酸作为洗涤剂，该气体中一小部分的水仍以呈水蒸气的状态和氢氟酸气体混杂在一块，之后按一定顺序加到初冷器中，氢氟酸一二级condenser。获得初级的目的后再进入洗涤塔里冷凝，其温度为60℃，HF作为其中量最多的组成部分，在粗HF的冷凝器中产生的液体由过粗HF贮槽放进精馏塔排除、等成分，塔的底部温度是30℃，主要组成部分为、，回到洗涤塔：塔的顶部温度是18℃或20℃，因为其沸点是-86℃，其沸点是-10℃，但HF的沸点是19.5℃，所以，塔的顶部是、气体，产品无水HF即为塔的底部产物，尾气是、。
HF次级容器里面的未凝气与排气塔的顶端排放出的未凝结气一起放到汲取塔，在这里面大部分HF被它吸取，随后按固定顺序进入主、次水洗塔，产生氟硅酸。哪些没有被吸收的气体则进入尾气塔，冲掉里面的大部分酸性气体以后排尽。尾气塔里的洗涤剂和地面冲洗的酸性水送入废液处理装置，污水经处理合格以后排到排水系统。
1.3 国外相关状况
根据调查,氟硅酸作为磷矿中的重要氟资源在国外被广泛的运用，用来生产氟化物和二氧化硅为主要目的。在上个世纪末，在国外炼制铝、陶瓷水泥甚至水质氟化等领域都要用到磷矿副产的氟硅酸。在美利坚合众国，一年百分之四十左右的产物用在其水质方面，百分之三十五左右用在炼制铝的化学工业中，还有大约百分之二十五用在水泥硬化方面、清洁、珐琅和玻璃产业；在西欧百分之七十二的用来制成六氟铝酸钠和三氟化铝；前苏联建造而成的磷素肥料厂多数生产六氟铝酸钠，而且它的制造资本比用氟石来制成减少百分之四十。
步入二十一世纪以后，由于越来越多的企业需要HF，以为材料从而挖掘HF已受到大众广泛地关切。美利坚合众国作为研制通过来制取HF的重要国之一，其中HF产物中有将近百分之六十都来源于氟氢酸，它的制作方法已经在波兰的一家大规模磷肥公司得到了成功的使用。另外其他欧洲国家也都在研发用氟氢酸作为材料来制取HF，而且早就迈入产业测试和实用进程。
1.4 国内相关状况
在中国，早在上个世纪六十年代就入手利用，用来专门制成氟硅酸纳。上个世纪九十年代，广西、贵州、江西以及湖北等地公司同时引入了四套用来生产的产业设备，从二零零二年起四川大学磷肥副产方面的科研室开始开发利用制成AHF的技术。它的特征为采用可和积淀于的金属正离子产生响应，从而产出基本无杂质的积淀氟硅酸盐。
2008年贵州一所研究该方面的化工企业20kt/a的AHF设备让此能力第一次在全世界领域里完成了收取方法的产业化加工。技术开发研究方面，多氟多化工企业与天津云南等地的化工企业一起开展研发了湿法磷酸设备副产制成HF功能的试验装备。四川大学也从中提取AHF方面获取了一定成就，只要通过小规模试验取得一部分大型工程装
1 设计引言 1
1.1 氢氟酸 1
1.2 氟化氢生产工艺1
1.3 国外相关状况2
1.4 国内相关状况2
1.5 一般的氟化氢解析器问题所在3
1.6 微波加热器设计的意义3
1.7 将微波加热技术运用到解析器上的益处4
2 总体方案设计4
2.1 解析器装配图4
2.2 工作环境分析5
2.3 管式换热器6
3 防腐工艺8
3.1 防腐工艺的改进8
3.2 防腐工艺的实施9
4 具体结构参数设计9
4.1 蒸发段运行过程9
4.2 封头的选取 10
4.3 方形法兰的选取 11
4.4 支座的选取 12
4.5 微博馈口的选取 13
4.6 入孔盖的选取 14
4.7 膨胀节的选取 15
4.8 水位计接管的选取 17
4.9 安全阀的选取 18
4.10 压力表的选取19
5 主要制造工艺 19
5.1 板料成形 19
5.2 焊接工艺 21
6 主要检测手段 23
6.1 无损检测 23
6.2 水压测试 23
结论25
致谢 26
参考文献27
1
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
选取 18
4.10 压力表的选取19
5 主要制造工艺 19
5.1 板料成形 19
5.2 焊接工艺 21
6 主要检测手段 23
6.1 无损检测 23
6.2 水压测试 23
结论25
致谢 26
参考文献27
1 设计引言
1.1 氢氟酸
氟化氢作为一种气体存在于HF水质液体中，有着清亮、没有颜色且含侵蚀性的特点，有着剧烈的刺鼻气息。易溶于水、乙醇，微溶于乙醚。因为氟与氢两类原子之间有着较为敏感的结合力，从而在HF水不能完全电气隔离，并且从专业的方面论低浓度的HF为一类弱酸。有着很强的侵蚀性，能够剧烈地侵蚀玻璃、金属和含有硅的物质。如果吸入蒸气或不小心触及皮肤将会造成很难治愈的灼伤。在测验时通常使用氟石和高浓度的硫酸来制成，需密封闭于塑料瓶中，且保存在阴冷处。
1.2 氟化氢生产工艺
图1-1 萤石—硫酸法生产AHF的工艺流程
其具体生产工艺流程为：先把萤石粉放入蒸汽预热使其干燥，再通过斗式升降机把萤石粉送至储藏库，计算好萤石的量以后通过高速旋转的输送机送到混酸槽，用预反应器将达到规定的浓混酸送回到反应锅炉。
反应过程中所需要的热量来源于经过夹套的烟气产生的，并且回转锅炉用煤气发生炉来实现加热。在该反应炉里面，夹套有着450℃的温度，物料有着150℃的温度，反应炉尾部所放出的炉渣通过过量酸和消石灰中和后经炉渣提升机送到炉渣储存处。
HF作为产出的重要气状物体，先要把它加入到到清洗塔去尘、降温，在放入前HF的热度大约在300℃，完成上述步骤后的温度为150℃，使用硫酸作为洗涤剂，该气体中一小部分的水仍以呈水蒸气的状态和氢氟酸气体混杂在一块，之后按一定顺序加到初冷器中，氢氟酸一二级condenser。获得初级的目的后再进入洗涤塔里冷凝，其温度为60℃，HF作为其中量最多的组成部分，在粗HF的冷凝器中产生的液体由过粗HF贮槽放进精馏塔排除、等成分，塔的底部温度是30℃，主要组成部分为、，回到洗涤塔：塔的顶部温度是18℃或20℃，因为其沸点是-86℃，其沸点是-10℃，但HF的沸点是19.5℃，所以，塔的顶部是、气体，产品无水HF即为塔的底部产物，尾气是、。
HF次级容器里面的未凝气与排气塔的顶端排放出的未凝结气一起放到汲取塔，在这里面大部分HF被它吸取，随后按固定顺序进入主、次水洗塔，产生氟硅酸。哪些没有被吸收的气体则进入尾气塔，冲掉里面的大部分酸性气体以后排尽。尾气塔里的洗涤剂和地面冲洗的酸性水送入废液处理装置，污水经处理合格以后排到排水系统。
1.3 国外相关状况
根据调查,氟硅酸作为磷矿中的重要氟资源在国外被广泛的运用，用来生产氟化物和二氧化硅为主要目的。在上个世纪末，在国外炼制铝、陶瓷水泥甚至水质氟化等领域都要用到磷矿副产的氟硅酸。在美利坚合众国，一年百分之四十左右的产物用在其水质方面，百分之三十五左右用在炼制铝的化学工业中，还有大约百分之二十五用在水泥硬化方面、清洁、珐琅和玻璃产业；在西欧百分之七十二的用来制成六氟铝酸钠和三氟化铝；前苏联建造而成的磷素肥料厂多数生产六氟铝酸钠，而且它的制造资本比用氟石来制成减少百分之四十。
步入二十一世纪以后，由于越来越多的企业需要HF，以为材料从而挖掘HF已受到大众广泛地关切。美利坚合众国作为研制通过来制取HF的重要国之一，其中HF产物中有将近百分之六十都来源于氟氢酸，它的制作方法已经在波兰的一家大规模磷肥公司得到了成功的使用。另外其他欧洲国家也都在研发用氟氢酸作为材料来制取HF，而且早就迈入产业测试和实用进程。
1.4 国内相关状况
在中国，早在上个世纪六十年代就入手利用，用来专门制成氟硅酸纳。上个世纪九十年代，广西、贵州、江西以及湖北等地公司同时引入了四套用来生产的产业设备，从二零零二年起四川大学磷肥副产方面的科研室开始开发利用制成AHF的技术。它的特征为采用可和积淀于的金属正离子产生响应，从而产出基本无杂质的积淀氟硅酸盐。
2008年贵州一所研究该方面的化工企业20kt/a的AHF设备让此能力第一次在全世界领域里完成了收取方法的产业化加工。技术开发研究方面，多氟多化工企业与天津云南等地的化工企业一起开展研发了湿法磷酸设备副产制成HF功能的试验装备。四川大学也从中提取AHF方面获取了一定成就，只要通过小规模试验取得一部分大型工程装
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