Процессы передачи массы и тепла широко используются в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой промышленностях, сельском хозяйстве и биотехнологиях. Одним из важнейших среди них является массообмен, подразумевающий перенос вещества между двумя средами. Типичным примером служит абсорбция — захват определенных газов или пара из газовой или парогазовой смеси специальными жидкостями-поглотителями (абсорбентами). Поглощённые вещества называют абсорбированными компонентами, а оставшиеся невпитываемые частицы — инертным газом. Абсорбционные процессы зачастую сопровождаются теплом, поэтому относятся также к тепло-массообменным реакциям.
Абсорбция выполняется в специальных аппаратах — колоннах, оснащённых элементами контакта фаз. Это могут быть либо колпачковые пластины («тарелки»), либо засыпная насадка внутри колонн.
Плиты располагаются вертикально друг над другом вдоль всей высоты колонны. Жидкость течёт сверху вниз, взаимодействуя с поднимающимся потоком газа, обеспечивая передачу веществ.
Засыпные насадки бывают двух видов: упорядоченные (регулярные), имеющие четкую структуру повторяющихся элементов, и случайные (нерегулярные), загружающиеся беспорядочно.
Практика показывает, что чаще применяются насадочные аппараты благодаря своей эффективности, низкой стоимости, устойчивости к высоким давлениям и скорости потоков газа и жидкости. Они обладают меньшим сопротивлением течению жидкостей и экономичны в производстве, транспортировке и монтаже.
Важнейшим фактором при создании теплообменника является правильный подбор материала для контактов. Например, рассмотрим установку синтеза себациновой кислоты, включающей стадию абсорбции водяного пара метанолом при температуре примерно +25 °C.
Материал для насадки выбирают исходя из условий эксплуатации, технологии производства, габаритов, формы, веса и цены изделия.
Преимущества металлических насадок из сплавов ХН45Ю и ХН35ВТ
Металлические насадки отличаются лучшей механической прочностью и устойчивостью к механическим повреждениям, что позволяет минимизировать риски повреждений при погрузочно-разгрузочных работах и монтаже. Важнейшими преимуществами являются:
- Механическая прочность: Возможность выдерживать механические нагрузки без значительных деформаций.
- Устойчивость к коррозии: Для многих марок стали возможно применение специальных покрытий или выбор определенных сортов нержавеющей стали, обеспечивающих дополнительную защиту от химического воздействия рабочей среды.
Примеры стандартов ГОСТ жаропрочных сплавов:
- ГОСТ 19282-73 — регламентирует технические требования к низколегированным стальным изделиям широкого назначения.
- ТУ 14-1-5241-2019 — определяет характеристики проката высокой чистоты для специализированных конструкций.
- ТУ 14-106-502-96 — стандарт для листа горячего проката, используемого в изготовлении сварных трубопроводов.
- ТУ 14-123-199-2023 — описывает нормы для изделий из углеродистых и низколегированных сталей повышенной надежности.
Однако, для эффективного функционирования аппаратов важно учитывать специфику среды, в которой работает оборудование. Например, высокая концентрация серной кислоты может вызвать значительную коррозию углеродистой стали. Решение заключается в применении защитных покрытий или специального типа нержавеющей стали с высоким содержанием хрома и никеля.
Оценка коррозионной стойкости жаропрочных сплавов
Степень коррозионной устойчивости определяется методом измерения степени износа материала за определенный период времени. Согласно ГОСТ ISO 9226-2022 скорость коррозии измеряется глубиной проникновения коррозионного процесса за год. Эта величина используется для расчета срока службы конструктивных элементов оборудования.
Нормативные документы, регулирующие методы испытаний на коррозийную стойкость:
- ГОСТ 9.106-2021 устанавливает термины и определения в области защиты от коррозии.
- ГОСТ ISO 9226-2022 определяет методику оценки скорости коррозии металлов и сплавов.
Таким образом, правильный подбор стали и антикоррозионных мер позволит значительно увеличить срок службы оборудования и снизить эксплуатационные расходы.
Исходя из анализа преимуществ и недостатков различных материалов, металлические насадки представляются оптимальным решением для производств, связанных с процессами разделения газов. Их экономичность, надежность и долговечность делают их предпочтительным выбором в большинстве случаев. Тем не менее, особое внимание должно уделяться выбору конкретной марки стали и защите от агрессивных факторов окружающей среды.
Выбор сплава для производства :
- ХН45Ю: Подходит для высоких температур эксплуатации благодаря своим свойствам. Может заменить менее термостойкий сплав ХН78Т.
- ХН35ВТ: Обладает меньшей допустимой температурой эксплуатации (до 650 °C), что делает его пригодным лишь в ограниченных случаях, например, в процессах абсорбции, где требования к температуре ниже.
Если вам нужны консультации относительно наличия тех или иных жаропрочных сплавов, пожалуйста, свяжитесь с отделом продаж нашей компании.