1、氯堿化工用鈦換熱器

鈦換熱器是氯堿工業中專門用于處理含高濃度氯離子（Cl?）、濕氯氣（Cl?+H?O）及強腐蝕性介質（如濃堿液、鹽酸）的熱量交換設備。其核心由鈦或鈦合金材料制成，利用鈦在氧化性介質中形成的穩定二氧化鈦（TiO?）鈍化膜，抵抗氯離子腐蝕和高溫（≤250℃）環境，通過管殼式或板式結構實現工藝流體的高效加熱、冷卻或余熱回收，是氯堿生產中保障工藝溫度控制、延長設備壽命的關鍵耐腐蝕裝備。

2、性能

耐腐蝕性：鈦在濕氯氣（Cl?+H?O）、高溫堿液（如50% NaOH）中形成穩定的TiO?鈍化膜，抗點蝕和縫隙腐蝕能力顯著優于不銹鋼（如316L）和鎳基合金（如哈氏合金C276）。

傳熱效率：鈦的導熱系數（15~20 W/(m·K)）適中，但通過薄壁設計（0.5~1.0 mm鈦板）和波紋結構（板式換熱器）可提升傳熱系數至3000~6000 W/(m2·K)。

耐溫耐壓：工作溫度范圍-50~250℃，設計壓力≤4.0 MPa（管殼式）或≤2.5 MPa（板式）。

潔凈性：表面光滑（Ra≤0.8 μm），避免結垢和介質殘留，符合醫藥級潔凈要求。

3、材質

1）純鈦（TA1/TA2）：

TA2（Gr.2鈦）為通用材質，用于管殼式換熱器的管束、板式換熱器的板片。

TA1（Gr.1鈦）用于高純度介質（如電子級化學品）。

2）鈦合金：

Ti-0.2Pd（Gr.11鈦）用于含微量還原性雜質（如Fe3?、H?S）的介質，抗縫隙腐蝕。

復合材質：鈦-鋼復合板用于非接觸介質的支撐結構，降低成本。

4、特點

抗Cl?腐蝕：在飽和鹽水和濕氯氣中壽命可達15年以上，無需頻繁更換。

輕量化設計：密度僅為鋼的56%，便于安裝和維護。

局限性：

對氫氟酸（HF）、濃磷酸（＞10%）敏感，需嚴格避免接觸；

初始投資成本較高（約為不銹鋼換熱器的3~5倍）。

5、執行標準

1）國內標準：

NB/T 47011-2010《鈦制壓力容器》

GB/T 3625-2007《換熱器及冷凝器用鈦及鈦合金管》

2）國際標準：

ASME BPVC Section VIII（壓力容器規范）

ASTM B338《無縫及焊接鈦管》

3）行業認證：

需通過PED（歐盟）、ASME U鋼印認證，出口設備需滿足NACE MR0175（抗硫化物應力腐蝕）。

6、應用領域（氯堿化工）

氯氣冷卻：將電解產生的濕氯氣（80~90℃）冷卻至40℃以下，防止下游設備腐蝕。

堿液加熱：預熱50% NaOH溶液至80~100℃，提高反應效率。

余熱回收：利用反應余熱加熱工藝水，降低能耗。

鹽酸合成：HCl氣體冷卻成液態鹽酸。

7、制造工藝

管殼式換熱器：

鈦管與管板采用脹接+焊接（TIG焊），管板為鈦-鋼復合板；

殼程設計導流筒，減少介質短路。

板式換熱器：

0.5~1.0 mm鈦板沖壓成型，波紋結構增強湍流；

激光焊接密封，避免橡膠墊片腐蝕。

質量控制：

焊縫100% X射線探傷（RT）和滲透檢測（PT）；

氦質譜檢漏（泄漏率≤1×10?? Pa·m3/s）。

8、與其他氯堿鈦設備的區別（具體對比）

9、采購方法與注意事項

1）采購流程

需求明確：

確定介質成分（Cl?濃度、pH、溫度）、流量、壓降要求。

選擇換熱器類型（管殼式適合高壓，板式適合高傳熱效率）。

供應商篩選：

優先選擇具備壓力容器制造資質（A1/A2級）的廠家；

考察同類項目案例（如是否做過離子膜法氯堿項目）。

技術評審：

要求提供傳熱計算書、FEA應力分析報告；

審核焊接工藝評定（WPS/PQR）和無損檢測方案。

合同簽訂：

明確驗收標準（如氦檢漏、傳熱性能測試）；

質保期≥3年，包含涂層/焊縫缺陷保修。

2）注意事項

防污染措施：

鈦表面禁止接觸碳鋼工具，防止鐵離子污染（制藥級要求）；

安裝前需酸洗鈍化（10% HNO? + 1% HF溶液）。

成本優化：

非接觸介質的支撐結構采用鈦-鋼復合板；

板式換熱器可模塊化設計，便于后期擴容。

運行維護：

定期化學清洗（5%檸檬酸溶液）去除結垢；

監測壓差變化，防止堵塞導致效率下降。

鈦換熱器在氯堿化工中是不可替代的關鍵設備，其核心價值在于高效傳熱與極端耐腐蝕的結合。采購時需重點關注介質兼容性、制造商工藝能力及質量控制體系。與其他鈦設備相比，鈦換熱器更注重熱力學設計與表面處理，而非化學反應或電化學催化功能。實際運行中需定期維護鈍化膜完整性，避免因局部腐蝕導致泄漏。

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