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不锈钢槽管式分酸器降液管内阳极保护电流分散研究

更新时间:2009-03-28

分酸器是硫酸生产干吸塔的重要组件,它位于干吸塔填料层上部,是将浓硫酸均匀分布到填料表面的一种设备,按其结构可分为槽式分酸器、管式分酸器和槽管式分酸器[1]。阳极保护不锈钢槽管式分酸器具有耐腐蚀、寿命长、可操作性强、分酸均匀、自由通气截面积大、压降低、防堵塞、酸沫夹带少、易于安装检查清理等优点[1-2]

阳极保护槽管式分酸器由分酸主管、分酸支管、分酸槽和降液管组成。其中的分酸主管、支管和分酸槽可安装阴极和参比电极,其阳极保护参数可直接测量。而降液管管径仅为15~25 mm,在工业应用中如此小的降液管上无法安装阴极和参比电极,其阳极保护电流只能从分酸槽阴极上扩散而来,降液管内电流分散规律和阳极保护效果不得而知。

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现通过实验室试验模拟分酸槽和降液管的运行工况,监测降液管内的阳极保护电位,研究阳极保护电流在不同规格降液管、不同温度、不同设定电位下的分散规律,并制定合理的阳极保护参数。

在新兴权利的保护进程中,一种重要的进路就是依据宪法关于基本权利的规定通过对宪法相关基本权利条款的解释,将新兴权利所体现的利益纳入已经存在的具体基本权利之中,或者在概括性基本权利条款下创设未被宪法明文列举的新的基本权利,从而根据基本权利的规定保护新兴权利。

1 试验

分酸槽用304L不锈钢管制作,底部封闭,规格为 φ108 mm×4 mm,高度为300 mm。在分酸槽上左右对称焊接2根316L不锈钢管作为降液管,左降液管规格为φ19 mm×2 mm,右降液管规格为 φ15 mm×2 mm,焊接位置距离分酸槽底50 mm,降液管末端封闭。在每支降液管上安装4支参比电极,用于测量降液管不同位置处的电位,4支参比电极与管口的距离依次为100,200,300,400 mm。分酸槽底部有电加热炉,用于分酸槽内浓硫酸介质的加热,降液管外缠绕电加热带,用于降液管内浓硫酸介质的加热。分酸槽中轴方向固定1支φ10 mm的不锈钢棒作为辅助电极,辅助电极延伸到分酸槽底部,与底部距离为20 mm,参比电极选用HJ-2型,安装位置靠近分酸槽壁,延伸至降液管口。恒电位仪型号为PS-168型,其工作端子与分酸槽外壁连接,辅助端子与不锈钢辅助电极连接,参比端子与HJ-2型参比电极连接,参比1至参比8的数值用BM8320万用表测量。试验所用浓硫酸为分析纯级,w(H2SO4)为97.3%。分酸槽内加入一定量的浓硫酸,加热至一定温度,开启阳极保护系统,极化1 h后测量2支降液管内不同位置处的电位。

“在影响翻译实践的诸多因素中,最活跃且起着决定性作用的,是翻译的主体因素。”[3]许钧总结了国内有关翻译的主体的讨论,得出翻译主体可以是:“译者,原作者与译者,译者与读者,原作者、译者与读者,”[4]虽然他没有具体的指出翻译主体的具体概念,但总的来看,由于译员在翻译活动中拥有独特地位、创造性和能动性,造成其在翻译主中的不可或缺性。许钧在《翻译的主体间性与视界融合》一文中提出:“翻译活动中作者、译者和读者之间关系的和谐是保证翻译成功的重要条件。”[5]

静态分酸槽模拟试验装置如图1所示。

  

图1 分酸器静态模拟试验装置

动态分酸槽模拟试验装置如图2所示。

  

图2 分酸器动态模拟试验装置

图6为在500 mV和300 mV阳极保护设定电位下,90 ℃时降液管内阳极保护监测电位的分布规律。横坐标为参比电极与管口的距离,纵坐标为参比电极所测降液管的阳极保护电位。a图为φ19 mm×2 mm降液管在500 mV和300 mV保护电位下监测电位的分布规律,b图为φ15 mm×2 mm降液管在500 mV和300 mV保护电位下监测电位的分布规律。

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2 结果与讨论

2.1 降液管管径对阳极保护电流分散的影响

该试验研究表明:分酸器降液管管径越大,对阳极保护电流的屏蔽越弱,管径越小,对阳极保护电流的屏蔽越强;浓硫酸流速增大,不利于电流的分散和阳极保护的实施;浓硫酸温度升高,降液管内阳极保护电位衰减加大;提高阳极保护电位,有利于降液管的保护。

由图3可知:无论是静止还是流动状态,在保护电位相同的情况下,φ15 mm×2 mm管径内的监测电位低于φ19 mm×2 mm管径内的监测电位。由于阳极保护监测电位的高低与电流密度的大小成正比,所以小管径内分散的电流密度较小,大管径内分散的电流密度较大。可以认为在同一温度、同一保护电位下,降液管管径越大,对阳极保护电流的屏蔽越弱;管径越小,对阳极保护电流的屏蔽越强。因此,在阳极保护槽管式分酸器设计时,选用较大管径的降液管,有利于阳极保护的实施。

2.2 流速对阳极保护电流分散的影响

图4为静止和流动状态下,降液管内阳极保护检测电位的分布规律。横坐标为参比电极与管口的距离,纵坐标为参比电极所测降液管的阳极保护电位,a图为φ19 mm×2 mm降液管内电位分布图,恒电位仪保护电位设定为500 mV,b图为φ15 mm×2 mm降液管内电位分布图,恒电位仪保护电位设定也为500 mV。浓硫酸温度为80 ℃。

由图4可知:在φ19 mm×2 mm和φ15 mm×2 mm规格的降液管内,在同一温度的浓硫酸、同一阳极保护电位下,从静止状态转变为流动状态时,降液管内监测电位明显降低,并且越远离管口,监测电位的下降幅度越大。这可能与浓硫酸对不锈钢表面钝化膜的冲刷有关。

  

图3 不同管径对阳极保护监测电位的影响

  

图4 静止和流动状态对阳极保护监测电位的影响

2.3 温度对阳极保护电流分散的影响

图5为在80 ℃和90 ℃浓硫酸温度、静止状态下,降液管内阳极保护监测电位的分布规律。横坐标为参比电极与管口的距离,纵坐标为参比电极所测降液管的阳极保护电位。a图为φ19 mm×2 mm降液管在80 ℃和90 ℃温度下的阳极保护监测电位的分布规律,恒电位仪保护电位设定为300 mV,b图为φ15 mm×2 mm降液管在80 ℃和90 ℃温度下的阳极保护监测电位的分布规律,恒电位仪保护电位设定为300 mV。

  

图5 温度对阳极保护监测电位的影响

总体来说,由于降液管内电流的屏蔽效应,阳极保护电位随距离管口的距离增大而降低。

2.4 控参电位对阳极保护电流分散的影响

用304L不锈钢板卷制一DN200的圆筒,底部封闭作为分酸槽,高度为500 mm。降液管规格和安装方式与静态试验装置相同,降液管折弯以便浓硫酸的循环流动,并且更加逼真的模拟分酸器降液管形状。在分酸槽和降液管正下方安装1个不锈钢浓硫酸储槽,储槽内有电加热线圈,可对储槽内浓硫酸进行加热。辅助电极、参比电极的安装方式与静态试验相同。恒电位仪型号为PS-168型,试验所用浓硫酸为分析纯级,w(H2SO4)为97.3%。浓硫酸储槽内注入一定量的浓硫酸,加热至固定温度后开启离心泵,待循环稳定后开启阳极保护系统,测量2支降液管内不同位置处的电位。

  

图6 控参电位对阳极保护监测电位的影响

由图6可知:同一规格降液管在500 mV和300 mV保护电位下,一定距离内监测电位的分布为2条几乎平行的曲线。表明同一规格降液管在不同的保护电位下,降液管内电位的衰减速度在一定距离内是相同的。

2.5 讨论

由图5可知:同一规格降液管、在同一保护电位下,降液管内阳极保护监测电位在80 ℃时较高,在90 ℃时较低。这表明在同一规格降液管内,浓硫酸温度越高,降液管内阳极保护电位衰减越强。这与维钝电流密度随温度的升高而增大有关[3]。对于工业生产而言,每套生产系统浓硫酸温度都有差别,应依据不同的温度,制定不同的阳极保护参数。

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降液管管径规格、浓硫酸温度、流速和保护电位均对管内电流分散产生影响,在分酸器设计、阳极保护参数制定时,需综合考虑。譬如,管径较小、酸温较高、流速较大时,可提高阳极保护电位,使得整条降液管均达到保护。

3 结论

图3为φ19 mm×2 mm和φ15 mm×2 mm 2种规格的降液管中阳极保护监测电位的分布规律,横坐标为参比电极与管口的距离,纵坐标为参比电极所测降液管的阳极保护电位。a图为静止状态,恒电位仪保护电位设定为300 mV,b图为流动状态,恒电位仪保护电位设定为500 mV,浓硫酸温度为80 ℃。

参考文献

[1] 孙治忠.现代硫酸生产操作与技术指南[M].北京:化学工业出版社,2016:138-140.

[2] 李应祖,李云,田中锋,等.阳极保护不锈钢槽管式分酸器的开发应用[J].中国有色冶金,2008,8(4):50-53.

给出题目从1至100进行自然数的进行累加求和,提出如果利用前面所学顺序结构是否能够完成,分析里面有重复执行的操作,故可以采用循环结构解决,引导分析出循环控制条件及重复执行的部分即累加,绘制流程图,在PPT中设置动画效果,直观展现抽象难理解的程序执行过程。

[3] 肖世猛,李挺芳,孙克勤,等.不锈钢浓硫酸冷却器阳极保护研究[J].化工机械,1987,14(5):405-415.

 
王振华,李文浩,左锐,郑建国
《硫酸工业》 2018年第03期
《硫酸工业》2018年第03期文献

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