[发明专利]用于处理强腐蚀剂的装置

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种旨在用于处理需要专门、有效和长期保护的强腐蚀性化学试剂的装置。

特别地，本发明涉及一种其中腐蚀剂的处理实质上是热处理的上述类型的装置。

更具体地，本发明涉及一种上述类型的装置，所述装置包括管束热交换器或实质上由管束热交换器组成，所述管束热交换器构造成在两个流体之间进行热交换，其中一种流体是强腐蚀性的。

例如，在本发明保护范围内的热交换装置是合成、分解、冷凝(或缩合)或蒸发反应器，汽提(或洗提)装置、煮器、浓缩器和需要在工艺流体和操作流体之间热交换的其它相似的装置。

特别地，但不排他地，本发明分别涉及能够用于尿素生产设备内且用于把氨基甲酸铵分解成氨和二氧化碳，也被称作汽提器的装置；和用于把氨和二氧化碳浓缩成氨基甲酸铵，也被称作冷凝(或缩合)器的装置。

为了简化下述说明和权利要求，术语“管束热交换器”或“管束热交换装置”，指的是所有上述装置。

背景技术

上述具体类型的热交换器装置在尿素生产设备中，在临界操作条件，即通常是工艺流体(或过程流体，处理流体)的高压和高温条件下操作，并因此持续承受高机械和热应力是已知的。

此外，像临界操作条件一样，工艺流体特别地由于强腐蚀剂(高腐蚀性腐蚀剂)的存在经常在与之接触的表面上施加腐蚀性和/或侵蚀性作用。

腐蚀性和/或侵蚀性作用本身特别呈现在存在于尿素生产设备的高压部分(或高压段)中的汽提和冷凝装置的管束上并且通常呈现在构成管束的管的内部。

这种热交换装置(汽提器和冷凝器)的管束的管实际上由工艺流体在它们的内部通过，在尿素作为主要化合物的情况下，所述流体具有像氨基

甲酸铵和二氧化碳一样的强腐蚀剂。这些物质对它们与之接触的这些管的内表面施加侵蚀性消耗和侵蚀作用。

因此，运行很短的时间之后，在一些情况下仅仅在几个月的作用之后，这些装置就已经严重地被损坏了。这意味着不得不关掉整个尿素生产设备用以修理，但更经常地是更换新的装置，对生产和维护的成本造成负面影响。而且，设备的经常性停车和重新启动能够引起其他装置的损坏或它们的迅速磨损，也增加了额外的能量消耗。

为了避免这种缺点，在本领域内已经提出了上述具体类型的热交换装置，所述热交换装置的管束由不锈钢管组成，它们的内表面完全用锆层涂敷。然而，虽然锆涂层对上述试剂的化学腐蚀具有公认的有效性，但是这种类型的装置也不能完全达到令人满意的结果。

实际上，考虑到锆与不锈钢通过焊接的紧密结合以及它们对机械应力和热膨胀的抗力的不同物理性能，众所周知的锆与不锈钢的“不相容(或不匹配，不可混用)性”是：在根据现有技术的热交换管的抗腐蚀涂层(锆/钢)中，在材料、点及区域之间存在脱层，其中在所述点和区域内所需的涂层与不锈钢管分离。因此，工艺流体设法渗透进入这样的“关键”区域内，因为钢管没有得到保护，因此，承受这种流体的腐蚀攻击，结果迅速并严重地损坏了热交换装置。

根据上述，考虑到由于在钢管束上实现锆涂层的客观困难，这里所考虑的类型的热交换器从维护的角度上看是麻烦的，需要频繁的检修干预。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是提供一种上述具体类型的管束热交换装置，所述管束热交换装置克服现有技术中提到的缺点，换句话说，所述管束热交换装置在管中确保对腐蚀化学试剂具有有效而长期的抵抗，所述管束热交换装置容易实现并且可靠，且不需要频繁而麻烦的维护干预。

所述问题通过上述类型的管束热交换装置解决，所述管束热交换装置特征在于所述管束包括涂敷有锆或锆合金层的至少一个钛或钛合金管。

优选地，钛管在内部涂敷有锆或锆合金层。

优选地，钛或钛合金管具有1.0至10mm的厚度，其中，锆或锆合金涂层具有0.3至2.0mm的厚度。

而且，优选地，所述至少一个钛或钛合金管仅部分地涂敷有锆或锆合金层，优选地，从管的作为工艺流体进口的末端或接近其末端开始朝着其相对的另一末端，所述锆或锆合金层(25)在所述至少一个钛或钛合金管(14a)内从进口端(26)开始沿所述钛或钛合金管(14a)的长度方向延伸到所述钛或钛合金管(14a)5％至30％的部分。

优选地，钛或钛合金管和锆或锆合金涂层，例如通过热拉或通过焊接，冶金地(通过冶金方式)结合在一起。

通过申请者进行的研究，惊奇地发现，与现有技术的持续的教导相反，通过把锆涂层与钛管结合在一起，与现有技术相关的上述缺点以简单而有效的方式被有利地克服了。