板式換熱器的石墨板片由不透性石墨(浸漬酚醛樹脂、呋喃樹脂的石墨材料)制成,其核心特性是耐強腐蝕性 + 耐高溫,適用于金屬板片無法耐受的極端介質環境:
- 強氧化性酸介質
- 典型介質:濃硝酸(濃度>68%)、發煙硝酸、濃硫酸(濃度>98%)、鉻酸;
- 應用場景:化工合成中的硝酸濃縮、硫酸稀釋、鉻酸生產工藝;
- 優勢:金屬板片(如鈦、哈氏合金)在濃硝酸中易發生鈍化膜破裂,而石墨化學惰性強,可耐受沸點以下的濃硝酸腐蝕(最高使用溫度 180℃)。
- 強還原性酸介質
- 典型介質:濃鹽酸(濃度>37%)、氫氟酸、稀硫酸(濃度<50%)、磷酸;
- 應用場景:濕法冶金中的酸浸工藝、化工中的氯化物合成、磷肥生產;
- 優勢:純鈦、不銹鋼在濃鹽酸中快速腐蝕,石墨板片可耐受 120℃以下的濃鹽酸,且不與氟離子發生反應(氫氟酸場景唯一適用的板片材料)。
- 酸堿交替的苛刻介質
- 典型場景:化工清洗系統(交替使用強酸、強堿)、制藥行業的酸堿中和工藝;
- 優勢:金屬板片在酸堿交替環境中,鈍化膜反復破壞與修復,易引發疲勞腐蝕,而石墨板片不受酸堿環境切換影響,穩定性顯著優于金屬材料。
- 含鹵素、有機溶劑的介質
- 典型介質:氯氣、溴水、氟化物溶液、有機溶劑(苯、甲醇、丙酮);
- 應用場景:農藥合成中的鹵化反應、有機化工的溶劑冷卻;
- 優勢:石墨不與鹵素發生化學反應,且耐有機溶劑的溶解與滲透(浸漬樹脂的石墨板片可耐受多數有機溶劑),避免介質污染與板片損壞。
- 高溫腐蝕性介質
- 適用溫度:常規不透性石墨板片最高使用溫度 180℃(酚醛樹脂浸漬),特殊改性石墨可達 250℃(呋喃樹脂浸漬);
- 應用場景:高溫濃硫酸的冷卻、高溫磷酸的換熱;
- 優勢:相比塑料板片(如 PTFE,最高使用溫度 120℃),石墨板片的耐高溫性能更優,且導熱系數(約 100W/(m?K))遠高于塑料(PTFE 僅 0.25W/(m?K)),換熱效率更高。
鈦鈀合金板片通過鈀元素的催化作用突破了純鈦的耐蝕局限,適用于還原性腐蝕環境;鈍化處理為艾克森板式換熱器板片構建了長效防護屏障,保障全周期穩定運行;石墨板片則憑借化學惰性成為強腐蝕、高溫介質場景的 “專屬選擇”。三者的差異化特性,支撐了板式換熱器在化工、冶金、制藥等復雜工業領域的廣泛應用。
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