Titano vamzdžio taikymas gėlinimo įrangoje

Gėlas vanduo sudaro apie 3% Žemės vandens išteklių. Pasaulyje vyrauja tendencija gauti naujų gėlo vandens išteklių gėlinant vandenį. Šiuo metu gėlinimas tapo pagrindiniu būdu gauti vandens išteklių tokiose vietovėse kaip Artimieji Rytai, kuriose trūksta vandens išteklių.

Gėlinimas pasaulyje

1993 m. 5738 pasaulio regionuose veikė 9014 gėlinimo įrenginių, kurių bendras pajėgumas siekė 1,624x107m3/d. Vien tik Artimuosiuose Rytuose bendras pajėgumas siekė 8,91x106m3/d ir sudarė 55%, o Jungtinėse Amerikos Valstijose - 2,37x106m3/d ir sudarė 5%.
Gėlam vandeniui gaminti gėlas vanduo pradėtas gėlinti dar XX a. šeštajame dešimtmetyje. Pagrindiniai gėlinimo būdai yra šie:

• ① Garinimo metodas: daugiapakopis blyksnis, vienpakopis blyksnis, vertikalus daugiafunkcinis efektas, horizontalus daugiafunkcinis efektas, panardinimo vamzdelis, garų suspaudimas;
• ② Membraninis metodas: elektrodializė, atvirkštinis osmosas;
• ③ Sudėtinis metodas.

Iš jų garinimo metodas sudaro 60%, atvirkštinio osmoso metodas - 33%, o elektrodializės metodas - 5,5%.

Titano naudojimas gėlinimo įrangoje

Šilumai laidus vamzdis jūros vandens gėlinimo įrangoje

Pirminiame gėlinimo įrangos šilumos vamzdyne daugiausia naudojamas vario lydinio vamzdis, kuris buvo pakeistas titano vamzdis labai patikimas ir nereikalaujantis techninės priežiūros dėl daugelio jo trūkumų.

Titano vamzdžio sienelės storis

Šilumos perdavimo vamzdžio sienelių storį lemia naudojimo sąlygos, vamzdžių lakštų medžiagos, plečiamosios operacijos konstrukcinis pajėgumas, vamzdžio galo suvirinimo technologija ir t. t. Kadangi šilumos perdavimo vamzdžio skersmuo yra mažas, o stiprumo reikalavimai nėra dideli, faktiškai naudojamas plonesnių sienelių storio vamzdis, paprastai vario lydinio vamzdžio sienelių storis yra 0,9-1,2 mm; vietoj titano vamzdžio plonasienis suvirintas vamzdis, kurio sienelių storis yra 0,3 mm, gali būti naudojamas mažiau korozijos turinčioje vietoje.

Titano vamzdžio šilumos laidumas

Dėl skirtingų šilumai laidžių vamzdžių medžiagų skiriasi ir šilumos laidumas. Pavyzdžiui, titano - 17 W / (m - K), aliuminio žalvario - loow / (m - K), 90 / 10 baltojo vario - 47 W (m - K), 70 / 30 baltojo vario - 29 W / (M - K). Todėl šilumai laidžių vamzdžių šilumos laidumo poveikį galima valdyti keičiant sienelių storį. Iš pirmiau minėtų medžiagų titano šilumos laidumas yra mažiausias. Pavyzdžiui, jei naudojamas plonasienis titano suvirintas vamzdis, jo šilumos laidumas yra blogesnis nei aliuminio žalvario, tačiau jis prilygsta 90 / 10 baltojo vario ir yra geresnis nei 70 / 30 baltojo vario.

Titano vamzdžio ekonomika

Titano vamzdžio masės vieneto kaina yra 2-6 kartus didesnė už vario lydinio kainą, tačiau tuo pat metu aiškinant sąnaudų efektyvumą, titano vamzdžio kainą galima atsverti vario lydinio vamzdžiu. Dėl mažo titano tankio ir tokio paties sienelių storio tokio paties ilgio titano vamzdis yra tik 50% vario lydinio vamzdžio. Kai titano vamzdžio storis yra 50% vario lydinio vamzdžio, titano vamzdis su tokiu pačiu šilumos perdavimo plotu yra tik 1/4 vario lydinio vamzdžio, esant dabartiniam kainų lygiui. Bendra plonasienio titano suvirinto vamzdžio kaina yra tokia pati kaip aliuminio vario vamzdžio, kuris yra pigesnis už baltojo vario vamzdį.

Plonasienių titano suvirintų vamzdžių kūrimas ir taikymas Japonijoje

Sėkmingas titano juostelių valcavimo technologijos vystymasis tapo masinės titano suvirintų vamzdžių gamybos pagrindu. Septintajame dešimtmetyje titano viela buvo naudojama gyvsidabrio pagrindu pagamintai kaustinei sodai gaminti Japonijoje; dešimtojo dešimtmečio pradžioje, siekiant išvengti taršos, buvo patobulintas kaustinės sodos gamybos procesas. Pritaikius diafragmos metodą, buvo panaudota daugiau kaip 700 tonų titano juostelių. Pasinaudodama šia galimybe, Japonija sukūrė nepertraukiamos karštai ir šaltai valcuotų titano juostelių gamybos technologiją, sukūrė jūros vandens gėlinimo technologiją ir plonasienius suvirintus elektrinės kondensatoriaus titano vamzdžius Plonasienių suvirintų vamzdžių gamybos technologija sukurta pagal partijų gamybos sistemą su ritėmis.
"Hitachi", "Mitsubishi" ir "Toshiba" gaminamuose elektrinių kondensatoriuose naudojami 0,5 mm storio suvirinti titano vamzdžiai. "Mitsubishi", "Kawasaki", "Hitachi", "Mitsui" ir "Kobe Steel" gaminamuose gėlinimo įrenginiuose naudojami 0,5-0,7 mm storio suvirinti titano vamzdžiai.
Titano suvirintas vamzdis plačiai naudojamas jūros vandens gėlinimo, geležies gamybos, laivybos, naftos perdirbimo, chemijos pramonės ir kitose srityse. 1983 m. per 16 metų Japonijoje buvo pagaminta 4038 t plonasienių suvirintų titano vamzdžių, skirtų vandens gėlinimo įrangai visame pasaulyje, kurių nepažeidė jūros vandens korozija.

Vėdinimo kondensatorius ir srovės kompresorius

Tikroji gėlinimo įranga Japonijoje yra 2650 t/d jūros vandens gėlinimo įranga, kurią 1967 m. pastatė "Matsushima Carbon Mine Co., Ltd.". Dėl jūros vandenyje esančio Br korozijos įrenginio vėdinimo kondensatorių ir reaktyvinių kompresorių šilumnešio vamzdžiai ir vamzdžių plokštės negali būti pagaminti iš vario lydinio. Pakeitus titanu, gedimų dėl korozijos neatsiranda.

Šilumą išskiriantis kondensatorius

Daugiapakopiame blykstės kondensatoriuje kaip aušinimo vanduo naudojamas jūros vanduo, kuriuo aušinami visų lygių blykstės kamerose susidarantys vandens garai. Kadangi jūros vanduo dažnai būna susimaišęs su nuosėdomis ir jūros gyvūnais, jie prisitvirtina prie šilumos perdavimo vamzdžio ir vamzdžio galo, ardydami vario lydinio vamzdį. Todėl beveik visos MSF gėlinimo įrangos šilumos perdavimo kondensatoriuose naudojami titano vamzdeliai. Ypač siekiant sunaikinti jūros vandenyje esančias bakterijas, būtina naudoti titano vamzdelį, pasižymintį geru atsparumu korozijai, kai reikia įpurkšti deguonies.

Šilumos atgavimo kondensatorius

Šilumos rekuperacijos skyriaus kondensatoriaus šilumos perdavimo plotas yra didelis. Dėl ekonominių priežasčių dabar dažniausiai naudojami vario lydinių vamzdeliai, o titano vamzdeliai naudojami tik ypatingais atvejais. Pavyzdžiui, terpė, kurioje yra amoniako arba vandenilio sulfido, smarkiai koroduoja vario lydinį. 1977 m. į Vokietiją eksportuotas 3600 t / D MSF tipo gėlinimo įrenginys buvo pagamintas iš titano, o ne iš vario lydinio, nes tai buvo pagalbinė amoniako įranga; dėl sieros deguonies korozijos 3120 t / D MSP tipo gėlinimo įrenginys Peru po metų surūdijo aliuminio žalvario vamzdelį ir galiausiai visas šilumos perdavimo vamzdelis buvo pakeistas titano vamzdeliu.

Pranešama, kad jūros vandens gėlinimo gamykloje naudojama 60000 titano vamzdelių, kurių kasdien pagaminama 100 tonų. Nuo 1967 iki 1994 m., per pastaruosius 30 metų, buvo pagaminti 52 kondensatorių komplektai ir 7 jūros vandens gėlinimo įrangos komplektai, skirti pirminio energijos lygio šiluminės energijos gamybai, iš viso 11000 t titano suvirintų vamzdžių.

Naudojimo problemos

Galvaninė korozija

Kai titanas liečiasi su kitais metalais, jis gali skatinti kitų metalų koroziją. Apsaugos būdas yra tas, kad šilumos perdavimo vamzdžiui ir vamzdžio plokštelei naudojamas titanas arba dirbtinis anodas. Kad būtų išvengta vandenilio absorbcijos, esant didesnei nei 80 ℃ temperatūrai, kaip dirbtinis anodas naudojamas fe-90% Ni lydinys; esant mažesnei nei 80 ℃ temperatūrai, naudojama danga arba guma išklota plieno plokštelė.

Tarpsluoksninė korozija

Titano vamzdis yra sumontuotas ant titano vamzdžio plokštelės išplečiant vamzdžio metodą, o tarpsluoksninė korozija gali atsirasti jūros vandenyje, kurio pH vertė yra 8, esant 100 ℃, tačiau vario lydinys naudojamas faktinėje vandens kameroje, net jei jūros vandens temperatūra pasiekia 120 ℃, tarpsluoksninė korozija neįvyks. Tikrovėje, siekiant padidinti įrangos patikimumą, dažnai naudojamas vamzdžių galų suvirinimas, kad būtų išvengta tarpsluoksninės korozijos, kai temperatūra yra didesnė nei 100 ℃.

Vandenilio absorbcija

Jūros vandenyje, kurio temperatūra didesnė nei 80 ℃, titanas gali absorbuoti vandenilį; kai taikoma katodinė apsauga, vandenilis absorbuojamas, kai taikoma perteklinė apsauga. Jei fe-9% NQ lydinys naudojamas kaip apsauginio anodo plokštelė, titano vandenilio absorbcija nevyksta.

Vibracija

Dėl plonos sienelės titano vamzdis, keičiant vario lydinio vamzdį reikia atkreipti dėmesį į vamzdžio vibracijos sukeltą žalą. Šią problemą galima išspręsti naudojant mažesnį nei vario lydinio vamzdžio metodą.

Šaltinis: Kinijos titano vamzdžių gamintojas: www.titaniuminfogroup.com