阳极保护酸冷却器漏酸监测报警装置研究

摘要

硫酸生产中使用的阳极保护酸冷却器，作为硫酸生产干吸工段的重要设备，其换热管长期工作在高温硫酸中，管壁易受腐蚀而穿孔漏酸，酸水混合后产生的稀硫酸将严重腐蚀该阳极保护酸冷却器，甚至使其完全损坏，无法修复；同时，循环水系统的其它相关设备会因为稀酸腐蚀而被破坏，还会造成严重的水资源污染问题。而随着环保要求的提高和追求最大规模的经济效益，大型化和环保化已成为世界各国硫酸生产企业的发展趋势，且在倡导节能降耗、绿色经济的今天，特别是作为需要大量硫酸生产磷肥、磷复肥，以发展农业经济的我国，研制一种能及时监测阳极保护酸冷却器是否发生泄漏的漏酸监测报警装置进行在线监测，保证硫酸生产装置正常运行意义重大。本研究根据金属—溶液体系的布拜图（E—pH平衡图）及能斯特方程，通过“工业循环水中由于硫酸浓度发生变化导致漏酸监测电极（工作电极、参比电极）之间的电极电位发生变化”的原理，从以下三方面进行了研究：1)研制漏酸监测电极并确定漏酸监测报警电位；2)研制漏酸监测报警装置；3)漏酸监测报警装置样机现场工业试验。研究结果表明：1)研制的漏酸监测电极达到了耐蚀、耐用、稳定性好、反应灵敏、准确度高的要求，且其中工作电极的电位随工业循环水中硫酸浓度的变化而剧烈变化，参比电极的电位不随工业循环水中硫酸浓度的变化而变化。2)漏酸监测电极的耐蚀性良好，无论在中性还是酸性的工业随工业循环水中硫酸浓度的变化而变化。2)漏酸监测电极的耐蚀性良好，无论在中性还是酸性的工业随工业循环水中硫酸浓度的变化而变化。2)漏酸监测电极的耐蚀性良好，无论在中性还是酸性的工业循环水中，漏酸监测电极的腐蚀率均属耐蚀范畴，且工作电极的腐蚀率比参比电极的腐蚀率更低。3)在 pH值恒定的工业循环水中，漏酸监测电极之间的电极电位 E极为稳定，变化极小。4)漏酸监测电极间的电极电位 E受工业循环水的流速、温度、成分的影响较小，但受 pH值的影响较大，特别是pH2~pH6范围内变化尤为明显。5)当漏酸监测电极之间的电极电位 E大于某一特定值便可确定工业循环水显酸性，即此值定为报警电位。6)根据电化学原理研制的漏酸监测报警装置具有操作简单、经济适用、反应灵敏、自动报警等功能，其样机已成功应用于多台阳极保护酸冷却器，使用效果良好，为及时发现阳极保护酸冷却器泄漏并在第一时间采取措施创造了条件。