法登閥門為您分析粉煤灰酸法生產(chǎn)氧化鋁中襯氟閥門和陶瓷閥的應用探討

1粉煤灰酸法生產(chǎn)氧化鋁簡介         

近年來，開展從高鋁粉煤灰（氧化鋁含量大于30%）提取氧化鋁等高附加值綜合利用研究成為煤電和氧化鋁行業(yè)的熱點課題。粉煤灰酸法生產(chǎn)氧化鋁就是從高鋁粉煤灰中提取氧化鋁的一項新技術，工藝分為配料、溶出、分離洗滌凈化、蒸發(fā)結(jié)晶、焙燒及酸回收工序，在生產(chǎn)氧化鋁過程中產(chǎn)生的固廢和廢水均可資源化利用，鎵、鐵、硅等各種伴生元素也可以生產(chǎn)多種產(chǎn)品，實現(xiàn)了粉煤灰的高效綜合利用。        

溶出是粉煤灰酸法生產(chǎn)氧化鋁工藝中的一道重要工序，粉煤灰料漿的在溶出罐中與一定壓力和溫度的蒸汽的進行混合加熱，在中溫、低壓條件下即可進行溶出反應。在反應釜、閃蒸罐和酸性粉煤灰料漿輸送等系統(tǒng)中需使用大量的閥門進行系統(tǒng)切換、參數(shù)調(diào)整等操作，因此要選用具有耐高溫、耐鹽酸腐蝕和抗沖刷的能力的閥門才能滿足溶出工序的生產(chǎn)要求。目前系統(tǒng)中使用的閥門主要有襯氟閥門、陶瓷閥門兩種，現(xiàn)就閥門的性能和使用情況進行簡要的分析。  

 2 襯氟閥門         

襯氟閥門對閥體內(nèi)介質(zhì)所能達到的地方全部采用襯里工藝，內(nèi)襯材料一般采用PTFE(F4)、FEP(F46)和PFA等氟塑料，使閥門的鋼鐵部分不能和腐蝕性介質(zhì)直接接觸。這樣就解決了鋼鐵材料不耐腐蝕的問題。同時利用氟塑料具有的*耐腐蝕性能，使得襯氟閥門廣泛應用在石油、化工等行業(yè)。襯氟閥門因使用氟塑料的不同其性能也存在一定的差異。    

2.1PTFE(F4)的特點       

PTFE（F4）就是聚四氟乙烯。聚四氟乙烯的耐化學腐蝕性能很強，幾乎耐任何濃度的強酸、強堿、強氧化劑和溶劑的腐蝕，在高溫條件下也不發(fā)生作用。只有熔融的堿金屬或他們的氨溶液、氟化氯及元素氟會對它發(fā)生作用。聚四氟乙烯的優(yōu)點是防污、防粘性好，動靜摩擦系數(shù)值極小，減摩潤滑性能好，缺點是成型加工困難，在熔融狀態(tài)無流動性，很難用模壓、注射等一般的加工方法來制造復雜的構(gòu)件，只能將聚四氟乙烯粉料預壓成所需形狀，然后再燒結(jié)成型。   

2.2FEP（F46）的特點       

F46就是FEP，中文名：聚全氟乙丙烯。在襯氟閥門中氟塑料用量較多的就是F46，是四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，是一種改性新型氟塑料。除使用溫度低于PTFE約50℃外，其他都保持了PTFE/F4的優(yōu)良性能。由于熔體的粘度較低，與PTFE相比，成型比較容易，可用模壓、注射等方法對其成型加工。其耐熱性能僅次于聚四氟乙烯，能在-85-+200℃的溫度范圍內(nèi)連續(xù)使用。即使在-200℃和+260℃的極限情況下，其性能也不惡化，可以短時間使用。   

2.3PFA的特點       

PFA即聚全氟代烷氧基，是聚四氟乙烯改性，兼具F4與F46的優(yōu)點，即有良好的耐化學腐蝕性和耐高溫性能，又可用一般熱塑性塑料的加工方法進行加工。PFA與F4的使用溫度相同(250℃)，但高溫強度比F4大2倍。襯PFA閥門的使用溫度比襯F46閥門的高一些。   

2.4襯氟閥門的使用要求       

檢查銘牌上標注的參數(shù)是否符合設備或系統(tǒng)的工況要求，殼體上的流向應與管道內(nèi)介質(zhì)的流向一致。盡量在自然狀態(tài)下水平安裝，使閥桿朝上，防止因管道別勁產(chǎn)生較大的安裝應力，影響閥門的安全使用。禁止使用加力桿強行開啟和關閉襯氟閥門，避免氟塑料密封面過早損壞。安裝在酸堿等腐蝕性介質(zhì)管道上的襯氟閥門更換填料時應做好隔離措施，泄壓放料后方可進行檢修工作，嚴禁帶壓冒險作業(yè)。襯氟閥門在使用時若作為調(diào)節(jié)流量用，應選用調(diào)節(jié)閥，使用其他閥門會使密封面過早損壞。襯氟閥門與襯氟管道連接時法蘭處一般不加墊片。如閥體中法蘭處滲漏，可均勻地擰緊中法蘭螺母來消除滲漏。  

3 陶瓷閥門         

陶瓷閥使用高性能結(jié)構(gòu)陶瓷，具有良好的自潔性，超耐磨，耐腐蝕，自潤滑性強，使用壽命長等優(yōu)點。        

結(jié)構(gòu)陶瓷材料變型量少，抗拉強度、抗壓強度、硬度都非常高，可大大提高設備運行系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，被廣泛用在石油、化工等行業(yè)。        

閥門殼體三段結(jié)構(gòu)設計，內(nèi)置緩沖補償彈性墊圈，具有穩(wěn)定良好的密封性，在含雜介質(zhì)中不容易卡死造成球的破裂。閥桿有陶瓷桿、金屬包氟桿、鈦合金桿、鉭合金桿等多種材質(zhì)，能夠滿足不同介質(zhì)條件下的力學性能和抗腐蝕能力的要求。閥座和內(nèi)襯材料為高性能結(jié)構(gòu)陶瓷，整閥扭矩輕、阻力小、泄漏量為零。采用高性能結(jié)構(gòu)陶瓷球體，根據(jù)使用要求可以實現(xiàn)開、關和調(diào)節(jié)功能陶瓷球閥使用的結(jié)構(gòu)陶瓷材料,具有優(yōu)良的耐高溫、耐腐蝕和耐磨損性能。       

陶瓷閥的使用要求：溶出系統(tǒng)投運初期，在料漿輸送管路中有時會有一些玻璃鋼碎片、焊渣、鐵銹等雜物，極易造成管路堵塞或卡死閥門使閥芯碎裂。使用前需全開陶瓷閥，將管路沖洗干凈后再投入正常運行。使用陶瓷調(diào)節(jié)閥時，應首先盡量把門開到大開度，待管路中的雜質(zhì)清除干凈后，再把調(diào)節(jié)閥恢復到正常開度稍大的地方。陶瓷閥使用時應避免冷熱沖擊，保持閥門與介質(zhì)溫差在規(guī)定范圍內(nèi)，避免陶瓷部件損壞。開關陶瓷閥發(fā)生卡澀時，不得強行開關，應采取減小閥門兩側(cè)壓差、進行反沖洗等措施后，再進行開關操作，以防止閥桿斷裂、閥芯碎裂。   

4 閥門的使用情況    

4.1襯氟閥門       

溶出系統(tǒng)使用的襯氟閥門主要有截止閥、閘閥、止回閥、安全閥和球閥等五類，內(nèi)襯材料以F46為主，使用的介質(zhì)溫度不能超過150℃，主要安裝在溶出罐不凝氣排放管道、蒸汽管道、高壓水管道及酸氣吸收系統(tǒng)中。在高壓水管道、酸氣吸收等低溫（低于130℃）系統(tǒng)下使用效果較好。在溶出罐本體上的安全門、蒸汽門、排氣門、止回閥的故障率較高，主要現(xiàn)象為閥體腐蝕穿孔、盤根漏料及關閉不嚴內(nèi)漏，除了產(chǎn)品質(zhì)量原因外，主要是在高溫（150-160℃）蒸汽和酸性料漿、氣體沖刷下?lián)p壞的。在選用工作溫度更高的襯PFA閥門后，故障率明顯降低，基本滿足了生產(chǎn)的要求。   

4.2陶瓷閥       

溶出系統(tǒng)使用的陶瓷閥主要是國產(chǎn)陶瓷球閥，也有少量的進口陶瓷閥，安裝在溶出罐進出料管道上，酸度和溫度都比較高，工作條件比較苛刻。陶瓷閥損壞的現(xiàn)象主要是閥芯碎裂、陶瓷閥桿斷裂、盤根漏料、陶瓷內(nèi)襯套裂縫導致閥體腐蝕、結(jié)合面漏料等。比較而言，進口陶瓷閥的性能和壽命明顯優(yōu)于國產(chǎn)閥。但通過廠家對國產(chǎn)陶瓷閥的不斷改進，二者之間的差距已逐漸縮小，國產(chǎn)陶瓷閥的性價比更高一些。   

5 結(jié)語         

襯氟閥門和陶瓷閥門各有優(yōu)點，能夠滿足溶出工序相應系統(tǒng)的工況要求，但需進一步對產(chǎn)品材料、工藝、質(zhì)量進行改進和提升，更好地適應粉煤灰酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝要求，保證溶出系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行。