阳极保护管壳式酸冷却器控制原理及维护
阳极保护管壳式浓硫酸冷却器设计若干问题探讨
主 阴极 必 须 与 酸 有 一 定 的接 触 面积
。
,
故4 F 绝 缘 套 在 壳 程 范 围 内 钻 了许 多小 孔
为 保证 主 阴极 的
。
安 装 和 定 期 更 换 主 阴极 在 绝 缘 套 内 可 自由滑 动
2
参 比 电极
在 酸 冷 器 的 壳 程 内设 有
,
据此 笔者认 为
、 ,
使 换 热 管 管 板 和 壳 体 等 得 到保 护 电位 仪 和 酸 冷 器 两 部 分 构 成
, , 。
。
它 由恒
恒 电位仪 自
动 调 节 外 加 电 流 使 被 保 护 部分 处 在 给定 的 控 制 电位 范 围 内 ( 钝 化 区 ) 在 其 表 面 产 生 一 层 钝 化 膜 大 大 降 低 了 酸 冷 器 各部 位 的腐 蚀 速度
:
酸 冷 器 的 管 板厚 度 应 以 管板 刚 度 和 换 热 竹 与 管 板 的 连 接 方
46
硫磷设 计
8
年第
期
阳 极 保 护 管 壳式 浓 硫曦 冷却 器设 计 若 千 问题 探 讨
俞
( 南 化 集 团 设计 院
群
南京市 2
48
摘
要
阳 极 保 护 管壳式 浓 硫 酸 冷却 器 已 在 国 内硫 酸装 置 中推 广 应 用
, 、
、 、 、
,
取 得 了 良好 的 效 果 笔 者 总
,
结 了 工 作 实践 对 主 阴 极 参 比 电 极 管板 换 热 管 膨 胀 节 酸 接 管 折 流 板 和 填料 密封 等提 出 设 计 时 应
, 、
: 定 ① 在 布 管 限 定 圆 内 布满 管 ( K < 1 0 ) 允 许 的 布 管 数 远 大
阳极保护浓硫酸冷却器的操作及维护方法研讨
阳极保护浓硫酸冷却器的操作及维护方法研讨郑威（云南三环中化化肥有限公司，云南省昆明市海口镇，650113）【摘要】浓硫酸冷却器阳极保护是利用电化学保护原理，在阳极和阴极通以直流电流使得酸冷却器不锈钢表面形成一层致密的钝化膜，使接触酸的不锈钢腐蚀降低。
本文介绍了阳极保护的基本原理、浓硫酸阳极保护冷却器的操作和维护的方法。
关键字：阳极保护；电化学；钝化膜；腐蚀0引言浓硫酸冷却器是硫酸生产干吸工段的重要设备，阳极保护硫酸冷却器是一种利用电化学保护原理研制的具有极高耐蚀性能的冷却器，具有耐腐性能好，可在高温条件下操作、流体阻力小等优点。
阳极保护是通过外加直流电源的方法，阴极通过密封及绝缘处理后插入硫酸中与阳极形成电流回路，当此系统通以直流电时，使所有接触酸的不锈钢部分的电位升高，此电位升高到一定范围时，就在不锈钢表面形成一层致密的钝化膜，使接触酸的不锈钢腐蚀率大大下降。
1阳极保护工作原理云南三环中化化肥有限公司阳极保护管壳式不锈钢浓硫酸冷却器的结构为固定管板管壳式，采用浓硫酸走壳层、冷却水走管层的方式，换热管采用316L 不锈钢，管板和筒体采用304L 不锈钢，在98%H 2SO 4中最高使用温度95℃，冷却水采用厂内工艺水，循环冷却水中Cl -浓度小于100ppm ，其保护原理是把与浓硫酸接触的全部表面作为阳极，并沿轴向设置数根阴极，通过浓硫酸形成电流回路，以恒电位仪施加阳极电流使设备产生阳极极化，迅速通过致钝电位进入钝化区，并维持其电位在该区域，依靠在钝化区形成的钝化膜阻止浓硫酸对不锈钢的腐蚀。
参比电极提供电位信号，按照其用途可分为控制参比电极、监测参比电极；恒电位仪通过自动改变其输出电流的大小，控制并监测设备相对于参比电极的电位，具有过流保护、电流门限报警、电位区间上、下限报警等功能，恒电位仪HD-A 具有RS232或RS485接口可与FCS 系统通讯。
根据阳极极化特性，阳极保护工作有四个特性区域，分别是AB —活化区、BC —过渡区、CD —钝化区和DE —过钝化区。
阳极保护管壳式酸冷却器控制原理及维护
台金 赛特科 技 开发 有 限公 司生 产 的 阳极 保 护 管 壳 式酸冷却 器 ( 以下 简 称 酸 冷器 ) .这一 新 设 备 的使
C点到 D点 , 电流密度变化很小 , 金属表 面处于稳 定 的钝 化状 态 , D段 称 钝化 区 ; C D点 以后 , 电流 密
度又 开始 随电位上 升 而上 升 , 电位高于 D点 以上 的
有电路基础 的仪器维 护人员就 可分析出来 .电流 取样信号取 自可控直流电源.数码管均实时显示 或巡 检现 场各 参 数 的 实 际量 值 .输 出信 号 为 可控 直 流 电源 的 电压 控 制信 号 , 有 开 机 软启 动 功 能 , 具
根据阳极钝化现象, 把被保护设备的金属表面
作 阳极 , 电解 液 中引 出电极 作 为阴极 , 上 电流 , 从 通
使控制电位和监测电位处于钝化曲线 的钝化区内, 可以达到减轻和防止金属设备腐蚀的 目的.
3 阳极 保护控制系统
我公司使 用的 阳极保 护控 制系统 由阳极 , 阴 极, 各种辅助 电极, 恒电位控制仪, 可控直流 电源 , 控制电缆以及在 阳极与 阴极 间起导电作用的硫酸
称过 钝化 区 .
用改善 了生产环境 , 提高 了生产效率 , 降低 了生产 能耗 .因尝到了实实在在 的好处,0 1 8 2 0 年 月我们 又完成 了用二台酸冷却器取代 干燥铸铁 冷却排管 的改造 .通 过对 四台酸冷器控制仪的安装, 调试 , 以及 酸 冷器形成 钝化 膜 的调 试和 近一 年 来 的维 护 ,
进口阳极保护酸冷却器的使用与探讨
用加强 ，因而易腐蚀 。一旦发现接ｉ ｍｇ ｒ。 控制器故 障与处理 。阳极保护 酸冷器 在运行 过程以 Ｆｌ ａｄ 控制器出现高低报警故 障 ｉ ｍｇ ｒ ３
最多 ，其次是输 出电压 、电流值偏高 或偏 低。故 障原因及其处理方法见表 ２ 。
们分开 ，独立走线 ，并对信 号线采用 了屏 蔽层 ，上述故障消除 。 （ ）首次 出现列 管破 裂漏 酸。１ ９ ３ ９ ７年 １ ０月 ２ ０日，阳极保护酸冷器（ ３ ２ ） Ｅｌ １ Ｂ 首次出现列管破裂漏 酸。分
析其原 因 ，认为主要是 由于 Ｆｌ ａｄ ３ ｉ ｍｇ ｒ。 控制器 出现高报警后 ，没有正确操作所致 。针对 此次事故 ，工厂提高 了
阳极保护浓硫酸冷却器技术操作规程
阳极保护浓硫酸冷却器技术操作规程1、阳极保护原理当某种金属浸入电解质溶液中时，金属表面与溶液之间会建立一个电位，叫自然腐蚀电位，同一种金属由于其各部位间存在着电化学的不均匀性，从而造成不同部位间产生一定的电位差值，它导致了金属在电解质溶液中的电化学腐蚀。
向浸在电解质溶液中的金属施加直流电流，金属的电极电位会发生变化，这种现象叫极化。
电位与电流密度之间的关系曲线叫做极化曲线，具有钝化性倾向的金属在进行阳极极化时，如果电流达到足够的数值，金属呈钝化状态，继续给以较小的电流，就可以维持这种状态，从而减缓金属的腐蚀，这就是阳极保护的原理。
I(A/M2)I MI PE AE B E CE D阳极钝化曲线示意图活化区活化—钝化过渡区钝化区过钝化区A BCDE电位2、工艺参数及控制指标设备名称控制指标保护电位（mv）监测电位交限报警低限报警酸浓度酸温度（mv）（mv）（mv）93%酸冷器98%酸冷器+100 — +150-50 — +550+600-100≥92.5%≤60℃+200 — +2500 — +550+600-100≥98%<100℃3、开车运行准备工作3.1 恒电位仪检查：检查各接线准确无误；必须在开车前通上220V-50HZ 交流电，进行调试，设定监控上限，控制上限，控制下限数据，各数据必须符合恒电位使用说明书上给定的有关参数，电源必须双回路供电，确保恒电位仪始终有电。
3.2 检查水路、酸路，安装是否正确无误；检查各电极绝缘和密封以及阴极可靠绝缘。
4、开车及日常维护操作规定4.1 将冷却水进、出口阀打开，让冷却水通过酸冷器。
4.2 通入常温93%酸或98%酸，使其保持循环。
4.3 按阳极保护酸冷器电气技术操作规程进行通电，常温致钝到升温致钝。
随着系统温度正常后，电流逐渐降低并趋于稳定，阳极保护系统投入正常运行，操作工对水进出、酸进出温度，保护电位、输出电压、电流一小时记录一次。
吸收阳极保护进口酸温小于100℃。
管壳式冷却器工作原理
管壳式冷却器工作原理
管壳式冷却器是一种常用于工业和商业领域的换热设备，用于将高温的流体冷却至较低温度。
它的工作原理可以总结为以下几个步骤：
1. 流体进入：高温的流体通过进口管道进入管壳式冷却器的壳体部分。
2. 分流：流体经过进口管道后会被分流到多个平行的管子中，这些管子被称为冷却管。
冷却管的数量和布局根据具体设计和需求而定。
3. 冷却：流体在冷却管中流动，同时周围的介质（通常是冷水或冷却剂）会从冷却器的壳体部分经过，与冷却管外表面相接触，吸收管内的热量。
4. 传热：热量通过冷却管的金属壁传导至管外的冷却介质。
同时，流体内的热量也通过对流传递给管壁。
5. 流体出口：经过冷却的流体从冷却管的出口流出，温度得到显著降低。
值得注意的是，管壳式冷却器可实现电热转换。
当介质内为高温流体时，通过与冷却介质的热传递，高温流体的温度降低，冷却介质的温度则升高，从而将热能转移。
反之，当介质内为低温流体时，冷却器可以吸收周围的热量，将其传递至流体内部，提高其温度。
整个过程中，管壳式冷却器通过流体和冷却介质之间的热交换，达到冷却流体的目的。
这种设备具有结构稳定、换热效率高的特点，适用于各种工业和商业应用中对流体冷却降温的需求。
阳极保护酸冷器操作规程
酸冷器阳极保护操作规程ZH/QO01·15-15A/O目录一、概述二、功能三、技术指标四、ZZ—2型（旧机组）仪表结构及用途五、HD—A型（新机组）仪表结构及各种设备用途六、日常操作及维护七、停车操作八、正常操作要点九、故障分析及排除十、管壳式酸冷器使用时应注意事项及保养一、概述我分公司现有ZZ—2型（旧机组）和HD—A型（新机组）恒电位仪，均为智能型控制设备，是根据金属电化学钝化理论研制的，用于硫酸冷却器及其它化工设备的阳极保护。
该设备为被保护设备提供阳极极化电流，使具有活化——钝化性质的金属（如碳钢、铝、不锈钢等）在腐蚀介质中产生钝化，并保持在钝化状态，使上述金属不再受硫酸溶液腐蚀，达到阳极保护的目的。
该仪器为智能型设备，可自动地将所加阳极极化电压恒定在欲控电位上（即保护电位），并在恒定电位的过程中同时控制输出电流在规定范围以内，自动地控制最大输出电流不超过其允许值，达到保护设备、稳定工艺。
本设备还可通过相应开关、按钮在线修改各种工艺参数，以及故障判断、报警、手/自动切换及人工控制。
本设备操作非常方便，一旦参数设定完毕，将现场信号及电源通过端子联接好，接通电源后，即可进行恒电位自动控制。
HD—A型设备除有电位控制、电流限流控制功能外，还具有与计算机进行数字通讯的功能。
二、功能✧保护电位，监测电位及输出电流测量；✧恒电位控制；✧最大输出电流限流自动控制；✧电位测量值、设定值选点数字显示；✧维钝条件下门限电流自动越限报警；✧输出电流及输出电压指针式指示；✧电流表量程自动切换；✧工艺参数（各电位值、上限电流）人工自动设定；✧开路故障报警；三、技术指标恒电位仪阳极保护参数四、ZZ—2型（旧机组）仪表结构及用途一）主要技术指标及功能1. 1 控制电位范围：-1. 200V～+1.200V1. 2 输出直流电压、直流电流额定值及范围：输出电流额定值：50A、60A、100A、120A、150A等系列输出电流范围：0.5～输出电流额定值输出电压额定值：12V、16V、18V、20V、24V等系列输出电压范围：0.5～输出电压额定值1 .3 电位控制精度：当电源电压、负载阻值变化时，保护电位变化小于±10mV。
阳极保护管壳式浓硫酸冷却器的选用
锅 炉 厂 应 配 合 硫 酸 厂 更 换 冷 却管 束 确 保 安
全 可靠 地 长 周期运 行
30k t
但 每 吨 固体亚
,
t 低 压 蒸 汽 治 理 排 放尾 气 中 硫 酸 钠约 耗 用 5 的 S 姚 可 生 产 亚 硫 酸 钠 2 5 0 Ot a /
,
/
a
硫酸装置 余热 回 收的低 压横 向
。
介 绍 其在冷却 系统 中 的配 盖 适 宜 的 工 作 李 数以 及 对
循 环水质童的要壳 式 换 热器
冷却
阳
极保护
应用
概述 接 触法 硫 酸 生 产 中 浓 硫 酸冷 却 传统 采
用铸 铁排管
。 ,
冷 却 排管 外 还 采 用 阳 极 保 护 管 壳 式 浓 硫 酸
,
冷却 器 和 板 式 换热 器 近 十 余年 来 国 内 除采 用 铸 铁
、 , 、 、
,
器可 以在较 高 的酸速 下操 作
。
国 内 旅顺 长 城
不锈钢 厂 提供 的 浓 酸 泵扬 程 )
4 2
m
、
,
使 用厂
操 作 环 境 好 不 需 每年检修 等 优 点 其 投 资接 近 于铸 铁 冷 却 排 管
,
家可 以 根据 干 吸 塔 的 酸 入 口
、
高度 管 道 和 阀
, ,
;
Z
0
78
Z 一 55 6
x
s
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48 5 0
U( / 衬 t/
h K) .
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23 4 2
) ( 0
硫酸 装 置
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a 8 MP 蒸 汽 7
阳极保护的基本原理
阳极保护的基本原理阳极保护是一种重要的防腐蚀措施，它通过在金属表面形成一种保护膜，从而延长金属材料的使用寿命。
阳极保护的基本原理可以简单地理解为利用外部电流使金属表面形成一层保护膜，以防止金属在腐蚀介质中发生电化学反应而被腐蚀。
本文将从阳极保护的原理、应用和优缺点等方面进行介绍。
首先，阳极保护的原理是基于金属在电化学环境中的行为。
金属在腐蚀介质中会发生氧化还原反应，产生电流和金属离子。
而阳极保护则是利用外部电流，使金属表面产生一种保护膜，从而减缓金属的腐蚀速度。
具体来说，阳极保护系统由阳极、阴极和外部电源三部分组成。
外部电源提供电流，使阳极产生电流，从而在金属表面形成保护膜，防止金属在腐蚀介质中发生腐蚀反应。
其次，阳极保护广泛应用于各种金属设施的防腐蚀工程中，如船舶、海洋平台、桥梁、管道等。
在海洋环境中，船舶和海洋平台经常受到海水的腐蚀，而阳极保护可以有效延长它们的使用寿命。
在土壤中，地下管道和油罐也常常受到土壤的腐蚀，阳极保护同样可以对它们进行有效的防腐蚀。
此外，阳极保护还被广泛应用于电解池、电镀、电解析等工业生产过程中，用于保护金属材料免受腐蚀。
然而，阳极保护也存在一些局限性。
首先，阳极保护需要外部电源的支持，因此需要一定的能源供应。
其次，阳极保护系统的设计和维护成本较高，需要定期检查和更换阳极。
此外，阳极保护在一些特殊环境下可能会存在保护效果不佳的情况，需要综合考虑各种因素进行合理的设计和选择。
综上所述，阳极保护是一种重要的防腐蚀技术，其基本原理是利用外部电流在金属表面形成一层保护膜，以防止金属在腐蚀介质中发生电化学反应而被腐蚀。
阳极保护在船舶、海洋平台、管道等金属设施的防腐蚀工程中得到了广泛应用，但也存在一定的局限性。
因此，在实际应用中需要综合考虑各种因素，合理设计和选择阳极保护系统，以达到最佳的防腐蚀效果。
硫酸厂阳极保护酸冷器运行维护经验分享
硫酸厂阳极保护酸冷器运行维护经验分享阳极保护酸冷器是硫酸厂重要设备， 仪表工程师在本文分享酸冷器的酸侧、水侧的使用限制及阳极保护酸冷器日常使用及维护的经验，干货技术文章，值得硫酸厂技术人员大家收藏。
一、阳极保护酸冷器酸侧注意事项1、酸浓和酸温的限制阳极保护必须要在一定的温度限制范围内才能正常工作，这样不锈钢才可用于硫酸工业而不会腐蚀，因此，在运行期间要确立一个安全工作温度，此温度值不应超出设计温度的范围。
最高工作酸温应取决于酸浓，较低酸浓应该对应较低酸温。
允许达到的酸温和其对应的酸浓的关系见图1。
注1：在第一次开车时或者停车检修之后，若干燥酸酸浓小于93%(用超声波酸浓表测量)或一、二吸收酸浓小于98%(用酸浓表测量)是不可能自钝化的。
注2：为了使阳极保护设备、管道保持在上述表达的安全区域中，如果酸浓度降低，则相应酸温也要降低以确保酸冷器工作在上述安全区域。
因此，尽可能将酸浓提高到规定的浓度之上。
在运行过程中若发现酸浓度有所下降，则酸温也要相应降低，不要让酸冷却器(分酸器、管道也相同)工作在图1所示斜线以上的非阴影区域。
除了设备在设计时设计成91%酸以外，在其他任何情况下决不允许酸浓低于91%。
2、酸浓降低的起因及后果假如酸浓降低的话，那么在酸冷器接触酸液的金属表面很难建立起一层钝化膜，实际上就建立不起来。
如果在这种情况下继续运行的话，不但对酸冷器而且对与之相连的泵和管道都极易造成腐蚀而失效。
除生产工艺波动外，造成酸浓降低的原因可能有如下几个：①在系统停车时由于酸管道的阀门在打开位置而产生稀释；②装置由于吸收湿气而使得循环酸稀释；③在水压大于酸压时，因换热管发生泄漏而使得冷却水流到了循环酸中；④在检修时，酸冷器中的酸液虽已排出，但进出酸口接管法兰处敞口，壳体暴露于空气当中，大量的湿气会使得酸冷器中残留的酸被稀释而增加腐蚀速度。
因此，当酸冷器内酸液排空时，排污口、进出酸口接管法兰处要用塑料把它包起来以使酸冷却器里面空气湿度降到最低，或者用大量的水反复冲洗壳程，直到冲出的水的PH值显中性。
阳极保护酸冷却器的控制
有 色 冶 金 设 计 与 研 究
２ ０ １ ５年
８ 月 阳极Βιβλιοθήκη 护酸冷却器的控制 白 天
（ 中国瑞林 工 程技 术有 限公 司 ， 江西南 昌 ３ ３ ０ ０ ３ １ ）
［ 摘 要 ］ 阳极 保 护 的 浓硫 酸 冷却 器普 遍 采 用恒 电位 仪 完 成控 制 功 能 ， 但 由于 其 不 能在 Ｄ Ｃ Ｓ中进 行 控
合恒 电位 仪 的 系统 对 酸 冷却 器 进 行 控制 ， 将会 提 高 阳极保 护 设备 的运 行效 果 。
ｐ ｒ ｏ ｖｉ ｄ ｅｄ ｏｒ ｆ ｏ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｍａ ｎａ ｇ ｅ ｍｅ ｎｔ ｏ ｆ ａ ｎｏ ｄ ｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｃ ｉ ｄ ｃｏ ｏ ｌ ｅ ｒ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ａ ｎ ｏ ｄ ｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ｐ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｓ ｔ ａ ｔ ； ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ； ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
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（ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｎ ｅ ｒ ｉ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｎ ａ ｎ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ， Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ ３ ３ ０ ０ ３ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｐｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｓ ｃ ｏ ｍ ｍｏ ｎｌ ｙ ａｄ ｏ ｐ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｅ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ｆ ｕｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ａ ｎｏ ｄ ｉ ｃ ｐｒ ｏｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ａ ｃ ｉ ｄ ｃ ｏ ｏ ｌ ｅ ｒ ，ｆ ｌ ｅ ｘｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ
管式冷却器安全操作及保养规程
管式冷却器安全操作及保养规程管式冷却器是一种常用于工业和商业领域的设备，其主要作用是帮助将高温流体降温。
然而，管式冷却器在使用过程中存在一定的安全风险。
为了确保安全和有效运行，我们需要遵守以下的操作和保养规程。
1. 安全操作规程1.1 了解管式冷却器的基本结构在使用管式冷却器之前，首先需要了解其基本结构。
管式冷却器通常由以下部分组成：•管道系统：用于传输高温流体；•冷却水系统：用于通过管道系统降温；•电气控制系统：用于控制冷却过程；•清洗系统：用于清洗管道系统。
1.2 操作前检查设备在每次使用管式冷却器之前，应该进行以下检查：•检查管道系统和泵的连接是否紧固；•确认冷却水系统和电气控制系统是否正常运行；•检查水管和电气线路是否完好无损。
1.3 正确调整冷却温度在冷却过程中，正确的冷却温度十分重要。
如果温度过低，管道系统中的流体可能会凝固；如果温度过高，则可能会损坏管道系统。
根据需要，调整冷却水的流量和温度，保证冷却温度在合适范围内。
1.4 周期性检查和维护设备为了确保设备正常工作，我们需要进行周期性的检查和维护。
以下是推荐的周期性检查和维护措施：•定期检查管道系统和泵的连接是否紧固；•周期性检查冷却水系统和电气控制系统是否正常运行；•定期清洗管道系统，保证流体畅通。
1.5 警示标志和安全措施在使用管式冷却器的时候，应当设置合适的警示标志和安全措施，例如：•在设备上设置明显的警示标志；•在设备周围设置围栏或警示标志，防止无关人员进入。
2. 保养规程2.1 清洗管道系统清洗管道系统的目的是防止管道系统被流体所污染，从而降低冷却效果或者对管道系统造成损坏。
以下是清洗管道系统的步骤：1.切断电源；2.关闭水源，排空管道系统中的流体；3.将清洗液或者氧化剂注入管道系统；4.开启水源，使清洗液或氧化剂流动于管道系统中；5.排空管道系统中的清洗液或氧化剂，并清洗管道系统。
2.2 周期性更换冷却水冷却水常常会被污染，从而影响冷却效果。
阳极保护管壳式浓硫酸冷却器常见故障与排除方法
管 壳式酸 冷却器 的泄漏 比较容 易发 现 当酸 删压 力大 １ ｆ水侧 压力ａ （ 泵后 流程 的 情况 下 ） ｑ在 ． 硫 酸会 由泄 漏处 进入冷却 水 中 ， 使水呈 酸 性 ， 普 通 ｐ 试纸 就 可检 查 ： 日常 操 作 中应 定 期 测 试 ． Ｈ
简称管壳式酸冷却器） 具有 寿命长、 占地面积小 、
热效 率 高 、 污 染 、 无 日常维 护 费用 低 、 节水 效 果 明 显 等优点 ， 已成 为玲却 浓硫 酸 的首选设 备 目前 ，
国内共有约 ４０ Ｏ 余套硫酸装置选用了近 ８０台管 ０
壳式 酸冷却 器 。随着 该设 备 的大 量使 用 ， 内供 国 货 商 的 设计 、 技术 已相 当成熟 ， 户也在使 用 制造 用 中积 累 了很 多 的经 验 ， 目前 国产管 壳 式 酸冷 却 器 最长使 用 时间 已接 近 １ Ｏ年 。但 是 我 们也 应 该 看 到． 有些 没备并 未 达 到设 计 寿命 就报 废 了。其 原
工 艺条 件 设 计 为 单 程 或 程 。换 热 管 有 几 种 规
格 ： ９１１ｘ１６ １ 、 ９ｖ ×１ ５１１ 和 击Ｉ ｌ １ ． ５１１ １ ｍ １１ １２ １ １２ １ ｎ １ ７ ６ ｍｉ ×１５１１， 管板 上 一般按 正 三角 形排列 ｌ ． １ 在 ｌ １２ １
由于管壳式酸冷却器采用奥氏体 不锈钢材质 ， 氯
离子 会在其 表 面产 生 孔蚀 ， 此严 禁使 用 盐 酸 清 因 洗 。而硫 酸会与 水 中 的钙 、 锾离 子 形 成难 溶 的硫
酸 钙 和硫 酸 镁 ， 不 能 用 于 清洗 。硝 酸 清洗 缓蚀 也
收稿 日期 ：２０ ０ ｏ ０ １— ７ ６ 作者简介 ：沈 国栋 ，男 ．兰 州兴业树 料 保护有 限 公 司工程师 ，从事化工设备 的开发与销 售． ．
阳极保护管壳式浓硫酸冷却器常见故障及排除方法
阳极保护管壳式浓硫酸冷却器常见故障及排除方法一、前言阳极保护管壳式不锈钢浓硫酸冷却器（以下简称酸冷器）是八十年代初期首先由国外引进的，用于各类制酸装置的干吸工段浓硫酸的冷却，国外主要供应商有加拿大的凯米克公司和美国的孟山都公司。
国内设备制造厂家于八十年代初期开始试制酸冷器，八十年代中期开始在各类制酸装置中采用。
该设备对国内硫酸行业的技术发展起到了积极的作用，成为替代铸铁排管的首选产品。
寿命长、占地面积小、热效率高、无污染、日常维护费用低、节水效果明显等优点已成为浓硫酸冷却的首选产品。
目前，国内共有约400余套制酸装置选用了近800台酸冷器，随着该设备的大规模使用，国内供货商在酸冷器的设计、制造技术已相当成熟，用户在使用中也积累了很多的经验，目前国产酸冷器最长使用时间已近10年。
但有些设备并未达到设计寿命就损坏了，原因有很多，主要是国内供货商在技术上的某些差异以及有些使用厂家对酸冷器的使用方法掌握不够。
酸冷器在使用中有故障发生时，及时正确的处理可以很快恢复使用，处理不当会影响正常生产甚至使设备报废。
笔者根据多年从事酸冷器工作的经验，简述酸冷器本体常见故障及处理方法。
二、阳极保护管壳式浓硫酸冷却器的基本情况能够钝化的金属在某些电解质溶液中，如果通以一定的阳极电流，就会发生阳极极化，使电位往正方移动，当阳极电流达到足够的数值时，则在金属的表面上能够生成一层具有很高耐蚀性能的钝化膜，金属即由活态转为钝态。
如果继续给予较小的电流密度，就能维持这一钝态，从而防止了金属的腐蚀，这就是阳极保护的基本原理。
阳极保护就是确保金属的电位稳定在稳定钝化区，阳极保护管壳式不锈钢浓硫酸冷却器就是基于以上基本原理设计制造的。
酸冷器由控制仪器---恒电位仪和管壳式换热器本体构成。
国内目前使用的酸冷器都采用酸走壳程水走管程的固定管板式结构，换热管通过折流板固定。
换热管的材质为316L，壳体、管板、折流板的材质各供应商采用的有所不同，有304、304L、316L 等。
阳极保护管壳式不锈钢浓硫酸冷却器操作条件选定
4 方面
关键 词
1
操作 条 件
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前
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到 d 点 的 电流 密 度 称 为 维 钝 电流 密 度
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,
“
阳极 保 护 管 壳 式 浓 硫 酸 冷 却 器 ( 以 下 简 称 管 壳 ) 是 我 国 八 五 重 点 推 广 的科 技 成 果 之 一 随 着 推 广 应 用 其 优 越 性
。
通 以 一定 的 阳 极钝 化 电 流 就 会 在 它 的表 面 上 生 成 一 层 高 阻
抗 的 钝化 膜
阳极 保 护
。
。
利用 这 种 钝 化 膜 来 防 止 金 属 腐 蚀 的 方 法 称 为
,
表
名 称
l
阳 极保 护 参数
% H 以为冷却器
一 Z
mV
关 于 金 属 钝 化 现 象 的 理 论 目前 主要 是 薄 膜 理 论
“
, ,
金属 钝 化 过程 可 用 阳极 极 化 曲线 ( 见 图 l ) 来加 以说 明 电位 从 点 开始上 升
,
电流亦 随着 增大
,
电位到达
。
b
点后
,
3
硫 酸 温 度 与 浓度 对 阳 极 保 护 效果 的 影 响
在生 产条 件 下 各 种 因 素 的 变 化 会导 致 硫 酸温 度 和 浓 度
,
、
。 到 b 的 范 围 称 为 活 化 区 从 b 到 的范 围称 为钝 化 c
,
从图 2 可 见 以 A B 线 为 界 分 成 两 个 区 域 A 扫 线 和 二 ( 氏 岌 石) 舞标 线 构成 的 区 域 为 正 常操 作 安 全 区 而 酸温 坐 标 线构 成 的 区 域 为 腐 蚀 产 生 不 稳 定 区
阳极保护酸冷却器的操作维护
阳极保护酸冷却器的操作维护
1．酸冷却器需要进行冷酸钝化。
在系统初始开车时,首先要向每个酸冷却器中充入浓度w( H2SO4)= 98% ~99%的浓硫酸，进行时间长达1小时的自钝化处理。
然后，按照其控制系统规定的操作程序进行操作。
2．当生产过程中出现波动或其他异常情况时，操作人员应及时对阳极保护控制系统进行调整和处理，确保其正常工作。
3．在系统短期停车期间，酸冷却器内部应注满浓硫酸，并持续保持当前液位。
4．在系统长时间停车时，在开始放酸前，始终关闭阳极保护电源，以确保酸冷却器内部的表面饨化膜不被损坏。
阳极保护维护技术
阳极保护维护技术天华化工机械及自动化研究设计院阳极保护浓硫酸冷却器操作注意事项1.定时记录阳极保护数据，出现异常通知仪表、维修人员（见第23页附录4）；2. 定时记录冷却器水入口、水出口PH值，出现变化时需查明是否冷却器漏酸（见第9页）；3. 若冷却器置于塔后，则在塔出口与冷却器酸入口间增加滤网或U型管，以免塔内瓷环落到冷却器内，造成阻力降增大；4. 任何情况下，不得以减少水量调节冷却器酸出口温度，可通过冷却器酸入、出口间设置短路阀门调节（如冬天酸温低或刚开车情况）。
水量减少可带来如下问题：水速过慢导致结垢、Cl-集聚，从而产生孔蚀，并影响换热，导致换热管壁温升高，腐蚀加剧（见第9页）；5. 严禁酸温过高，避免对冷却器的腐蚀，（见第25页如图2所示，酸浓与酸温有对应关系），98%H2SO4使用温度≤1000C，93% H2SO4使用温度≤700C（见第9页）。
6. 硫酸浓度要求：92%≤H2SO4浓度≤100%，硫酸浓度≥100%则影响参比电极，硫酸浓度≤92%将导致冷却器严重腐蚀；7. 结晶问题：冬天检修停车必须将水、酸排净，否则因硫酸结晶、水结冰而胀裂换热管，９８％H2SO4于４ＯＣ左右结晶，９３％H2SO4于-３０ＯＣ左右结晶，水０ＯＣ结冰（见第25页如图3所示）；8. 每年打开水箱，观察结垢情况，换热不好需检查水量是否达到设计要求、水侧是否结垢，若结垢严重，需清洗（见第21页见附录2）；清洗必须与我院联系，我院将指导进行清洗，在我院未授权的情况下不得请第三方清洗设备，以免损坏冷却器；长期停车后冷却器的保养：（见第11页）；9. 阴极检查：每年必须抽出阴极，检查阴极棒腐蚀及阴极套管是否溶胀，检查完毕后注意擦净密封面后密封（见第11页），检查或更换及阴极（或参比电极）时，必须将冷却器中的酸排净。
10循环水中氯根cl-≤100ppm（见第20页）第一章阳极保护一、 阳极保护原理当某种金属浸入电解质溶液中时，金属表面与溶液之间就会建立起一个电位，腐蚀电化学中把这个电位称作自然腐蚀电位。
壳管式冷凝器的维护工作
壳管式冷凝器的维护工作壳管式冷凝器是工业生产中常见的一种设备，用于将气体或蒸汽冷凝成液体，以便进一步处理或回收利用。
为了保证冷凝器的正常运行和延长其使用寿命，需要进行定期的维护工作。
本文将就壳管式冷凝器的维护工作进行详细介绍。
定期清洗是壳管式冷凝器维护的重要环节。
在使用过程中，冷凝器内部会积累一些污垢和杂质，如果不及时清理，会影响冷凝效果并降低传热效率。
清洗时，可以使用适量的清洗剂和清水进行冲洗，彻底清除冷凝器内部的污垢，并注意保护冷凝器的金属表面，防止腐蚀。
定期检查冷凝器的密封性能。
冷凝器在工作过程中，由于温度变化和介质压力的影响，可能会导致密封件老化、损坏或松动，从而导致泄漏。
定期检查冷凝器的密封件，如O型圈、密封垫等，如发现问题应及时更换或维修，以确保冷凝器的密封性能。
定期检查冷凝器的冷却水系统。
壳管式冷凝器通常使用冷却水来散热，因此冷却水系统的正常运行对冷凝器的性能至关重要。
定期检查冷却水系统的水流量、水温和水质，确保水泵、水管和散热器等设备的正常运行。
同时，要定期清洗和维护冷却水系统，防止水垢、腐蚀和生物污染对冷凝器的影响。
定期检查冷凝器的换热管束。
壳管式冷凝器的换热管束是冷凝器传热的关键部分，需要定期检查其是否存在堵塞、腐蚀或磨损等问题。
如果发现问题，应及时清洗或更换换热管束，以确保冷凝器的正常运行。
定期检查冷凝器的压力和温度。
壳管式冷凝器在工作过程中，压力和温度的变化会对其性能产生影响，因此需要定期检查冷凝器的压力表和温度计的准确性，并根据实际工况进行调整和校准，以确保冷凝器的工作参数在合理范围内。
壳管式冷凝器的维护工作包括定期清洗、检查密封性能、检查冷却水系统、检查换热管束和检查压力温度等工作。
只有保持冷凝器的良好状态，才能确保其正常运行和高效工作，提高生产效率和产品质量。
因此，企业在使用壳管式冷凝器时，应高度重视维护工作，并制定相应的维护计划，以保证冷凝器的长期稳定运行。
酸冷却器工作原理
酸冷却器工作原理酸冷却器是一种常见的工业设备，用于控制和调节流体的温度。
它的工作原理基于酸的化学性质和热传导原理。
本文将详细介绍酸冷却器的工作原理及其在工业中的应用。
让我们来了解一下酸冷却器的基本构造。
酸冷却器通常由一个容器和一系列管道组成。
容器内装有酸液，而管道则用于流体的进出。
酸液在容器中形成一个循环，通过管道与待冷却的流体进行热交换。
酸冷却器的工作原理可以分为以下几个步骤。
首先，待冷却的流体通过进口管道进入酸冷却器。
然后，酸液从容器底部被泵送到顶部，形成一个循环。
在这个过程中，酸液与流体进行热交换，将流体的热量吸收。
接着，冷却后的流体通过出口管道离开酸冷却器。
酸冷却器的工作原理依赖于酸的化学性质。
酸具有良好的热传导性能，能够有效地吸收和传导热量。
当流体进入酸冷却器时，其温度高于酸液的温度。
通过热传导，流体的热量被酸液吸收，使流体的温度逐渐降低。
这样，酸冷却器能够实现对流体温度的控制和调节。
酸冷却器在工业中有着广泛的应用。
它常被用于冷却各种流体，如水、油和化学物质。
例如，在化工生产中，一些反应需要在特定的温度下进行，而酸冷却器可以提供所需的冷却效果。
此外，酸冷却器还可以用于冷却发动机、电子设备和其他需要散热的设备。
总结一下，酸冷却器是一种利用酸的化学性质和热传导原理来控制和调节流体温度的设备。
它通过酸液与待冷却流体的热交换，实现对流体温度的降低。
酸冷却器在工业中有着广泛的应用，可以用于各种流体的冷却和设备的散热。
通过合理的设计和运用，酸冷却器能够提高工业生产的效率和安全性。
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根据阳极钝化现象, 把被保护设备的金属表面
作 阳极 , 电解 液 中引 出电极 作 为阴极 , 上 电流 , 从 通
使控制电位和监测电位处于钝化曲线 的钝化区内, 可以达到减轻和防止金属设备腐蚀的 目的.
3 阳极 保护控制系统
我公司使 用的 阳极保 护控 制系统 由阳极 , 阴 极, 各种辅助 电极, 恒电位控制仪, 可控直流 电源 , 控制电缆以及在 阳极与 阴极 间起导电作用的硫酸
图 2 阳极 保 护控制 系统 简 图 3 1 2 阴极 ..
极和监测 电极反馈 回来 的 m V信号.对控制 仪 自 身来说 , 控参信号和监参信号可以互换 , 但从工艺 控制情况来看, 把酸冷器进 酸端的信号作为控制信 号更为合理 , 因为人酸端反映 的信号能更快速 , 直 接体现 酸温 , 酸浓 以及流速等参数的变化情况 , 从
台金 赛特科 技 开发 有 限公 司生 产 的 阳极 保 护 管 壳 式酸冷却 器 ( 以下 简 称 酸 冷器 ) .这一 新 设 备 的使
C点到 D点 , 电流密度变化很小 , 金属表 面处于稳 定 的钝 化状 态 , D段 称 钝化 区 ; C D点 以后 , 电流 密
度又 开始 随电位上 升 而上 升 , 电位高于 D点 以上 的
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22 5 第 期 0年 月 二 0
.虹,全 I I I ,
阳极保 护 管 壳 式 酸冷 却 器 控 制原 理 及 维 护
洪 雪 申
( 杭州富春 江冶炼有限公司 富阳市 3 10 ) 14 1 摘 要 : 州富春江冶炼有限公司冶炼烟 气制酸干吸 系统 中, 杭 硫酸换热设备采用阳极保 护后 , 取得 了较好
酸冷 器 的实 际运行 记 录示 于表 1和表 2 .
好.在操作 中明显感到酸冷 器要起到一个 良好 的
阳极 保 护作 用 , 持 工 艺 参 数 ( 温 , 浓 , 流量 保 酸 酸 酸 以及各 电位 ) 的稳定 是关 键.
实际跟踪调试中 , 我们有一些体会.一是我们
感 觉到用 小 电流( 超过 5 长 时 间致 钝 形成 的钝 不 A) 化膜稳定 性好 . 电流 或因工 艺原 因 变化 幅度 大 的 大
恒电位控制仪和可控直流 电源组成的显示 控
制器 , 可以通过仪器内的切换开关实现手动控制和 自动 控制 .
4 11 手 动 控制 ..
手动控制用于开车停车或酸浓, 酸温变化过快 引起 的电流, 电位变化过大的情况 , 也用于致钝调 试时 手动控制通过调恒 电位控制仪内的电位器 直接控制 电流, 电压输出 , 需操作人员时刻注意电 流电位 的变化情况, 发现参数超 出控制范围. 就需
且考虑一定的安全余量来选用 的.控制 电极 , 监控 电极采用 R V ×2 5的单芯屏蔽电缆各一根 , V P1 .
选 用屏 蔽 电线 是 因 为 从控 制 电极 和 监 测 电极 取 得
恒 电位控制仪用于手/ 自动控制可控直 流电源 的 电流输 出 , 能数码显 示 酸冷 器钝 化 电压 , 电流 , 以 数码巡检的方式显示控制电位 , 监控 电位 , 给定电 位和上下限报警 电位 , 并具有 电流过 流, 电位超上 下限声音报警和过流自动切断保护功能 , 以保护钝 化膜 不被 破坏 . 恒电位控制仪有 5 I o信号. 路 / 输入信号有控参 , 监参, 阳极 , 阴极取样 和输出 电 流取样 四路 信号 .控参 , 参 为酸 冷器 上 控 制 电 监
组成 ( 图 2 , 介如下 . 见 )简 3 1 电极 .
3 1 1 阳极 ..
被保护设备 的部分包 括壳程 以及所有与硫酸 接触的不锈钢外壳.在外壳上直接焊 出不锈钢接
线板 作为 主 阳极 .
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2 4
出 力全
22 月 第 期 0 年5 二 0
可控直流电源根据 电压控制信号幅值的大小
控 制 电流输 出 , 出范 围为 O 0 C, 控 制 电 输 ～5 A D 其 压 和输 出 电流之 间不成对 应 的线性关 系 .
3. 控 制电缆 3
密度达不到要求 , 从而导致进出 口酸管很快腐蚀. 辅助 阴极 的 电 路 与现 场 主阴 极 直 接并 联 .控 制 电 极设在 主管 壳 的人酸 口, 测 电极设 在 主管 壳 的出 监
称过 钝化 区 .
用改善 了生产环境 , 提高 了生产效率 , 降低 了生产 能耗 .因尝到了实实在在 的好处,0 1 8 2 0 年 月我们 又完成 了用二台酸冷却器取代 干燥铸铁 冷却排管 的改造 .通 过对 四台酸冷器控制仪的安装, 调试 , 以及 酸 冷器形成 钝化 膜 的调 试和 近一 年 来 的维 护 ,
有电路基础 的仪器维 护人员就 可分析出来 .电流 取样信号取 自可控直流电源.数码管均实时显示 或巡 检现 场各 参 数 的 实 际量 值 .输 出信 号 为 可控 直 流 电源 的 电压 控 制信 号 , 有 开 机 软启 动 功 能 , 具
信 号 幅值 为 0 v . ～3 DC
3 1 3 辅助 电极 ..
辅助 电极 有 4根 , : 即 辅助 阴极 1辅 助 阴极 2 , , 控 制 电极 和监 控 电极 .辅助 阴极 12与 主 阴极 作 , 用一样 , 只不 过 它是用来 防 止 酸冷 器进 出 口酸 管 的 腐蚀 .因为 从 电化学角 度分 析 , 可把 电解质 硫 酸看 成是一个 非 线性 电阻 , 酸 冷 器进 出 口处 的管 道 到 在 主阴极之 间 距 离 比其 它 与 酸接 触 的壳 程 管道 到 主 阴极 之 间的距 离 远得 多 , 如果 不 设 辅 助 阴极 , 则距 离越远 电阻越大 , 使进 出 口酸 管处 的致 钝维 钝 电流
熟悉 了该装 置的控 制原பைடு நூலகம் 和控 制过 程技 术 , 对装 置
A B C F D
的维护也 积累 了一定的经验 .本文就这两方 面作
一
些介 绍.
图 1 典 型 的阳极钝化 曲线示 意图
注 : 围潭 自『 谊 目 枉保护 管壳式馥耷暑说 明书
2 阳极 保 护 原 理
金属在腐蚀性液体 中腐蚀的过程 , 实质上是一 个 电化 学反应 的过 程 .在这 种 电化 学 反应 过程 中 , 金属相和溶液相之间会产生一个电位差, 即金属在 电解液中的 自腐蚀 电位.在金 属相和溶液相之间 外加 电压时, 金属相 的电位会发生变化 , 即偏离稳 定 电位而极 化 , 从而可 在金 属 表 面施 加 阳极 电流 来 减轻金属在电解液中的腐蚀. 如图 1 所示 , A点末加 电压时 电流密度为 在 零, 金属处于 自腐蚀状态 , 自腐蚀 电位.加上 阳 有 极电压后 , A点到 B点的电流密度开始随着电位 从 上 升而增 大 , 属 表 面 处 于 活性 溶解 状 态 , 以 A 金 所 点到 B点是括化区; 当电位超过 B点后 , 阳极电流 开始下降, C点降到最小 值, 在 金属表面开始 由活 化区过渡到钝化区,C段 叫作括化钝化过渡区; B 从
而更 有利 于保 护设备 .阳极 , 阴极 取样 信号 可 由控 制 室 内的可控 直 流电源输 出端引 出 , 也可 由现 场 的 主阳极 , 阴极端倒 回来 , 种方 案各 有优 缺 点 , 主 两 稍
溶液相 的电位 由作 为 阴极 的金 属 电极 引 出. 每一 台酸 冷 器都有 两根 主 阴极 , 壳程 不通 硫 酸 时 阴 极与被保护体之间是绝缘 的, 阴极上衬有聚 四氟乙 烯 管 . 四氟 乙烯 管 上 均 匀分 布 着 许 多 圆孔 , 阳 聚 使 极, 电解 液硫 酸和 阴极之 间 构成 的 电流 回路在 电流 分 布上 有 比较 好 的效果 .
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20 02年 5月 第=期
阳极 保护 管 壳式酸 冷却 器控 制 原理及 维护
4 12 自动控 制 ..
4 控制过程 和运行情况
4 1 控 制 过程 .
当手 动控 制 致钝 电流一 直 到 各 电位 比较 平稳
时, 仪器可切人 自动控制.自动控制过程框图如图 3 所示 , 控制 电极检测到的控 制电位和仪器设定的 给定 电位 相 比较 后 的差 值送 放大 器放 大 后 经手 / 自 动切换电路输出到控制 电路 , 控制 电路完成偏差控
控 制 电住
圉 3 电位 自动控 制原 理框 图
42 阳极保护控制参数及运行情况 . 酸冷器要取得好的保护效果 , 控制 电位和保护 电位 必须 处于 图 1中 的 C D区域 内 , F点 是 间于 而 活化钝化区和过钝化 区内安全控制范围最大的一 点. 也可称为最佳工作点 .我厂酸冷器控制参数和
的信号均为 mV级的电压信号 , 易受外界环境的干
扰 ..m 的截 面 积在 仪 器输 入阻 抗 较 大 的 情况 25
下能保 证现场端 与控 制室 的信 号大小基本一致 . 控制室 内电压控 制信号, 以及 电流取样信号 和 阳 极, 阴极 取样 信号 由 R 'P2×15 蔽 电缆连接 . VV .屏 所有屏蔽层均与主阳极连接 , 各电位示值为各电极 与主阳极之间的电位差.
的 效果 .介 绍 了 系统 的组成和运 行 情 况, 以及使 用调试 经验 . 关键 词 : 冶炼 ; 气制 酸 ; 铜 烟 防腐 ; 阳极保 护酸冷 器
1 前言
我公司 20 年 1 月二期技改" 00 1 低浓度铜冶炼 烟气 二转 二吸 制 酸" 艺 吸 收 工 序 , 用 了两 台 烟 工 使
酸 口.辅助 电极 均通 过 电 极 中 间 紧衬 聚 四氟 乙 烯 的方法 达 到与 主阳极绝 缘和 法兰 密封 的 目的. 32 恒 电位控 制仪和 可控 直 流电源
控 制 电缆 主 要用 了三 种 . 主 阴极 , 阳极 , 主 辅 助 阴极 的联线 采 用 R 1 0电缆各 一 根 ,0 V ×1 lⅫ 的截 面积 是基于 可控直 流 电源 最 大输 出只 有 5 A, 0