法登閥門為您分析粉煤灰酸法生產氧化鋁中襯氟閥門和陶瓷閥的應用探討

1粉煤灰酸法生產氧化鋁簡介         

近年來，開展從高鋁粉煤灰（氧化鋁含量大于30%）提取氧化鋁等高附加值綜合利用研究成為煤電和氧化鋁行業的熱點課題。粉煤灰酸法生產氧化鋁就是從高鋁粉煤灰中提取氧化鋁的一項新技術，工藝分為配料、溶出、分離洗滌凈化、蒸發結晶、焙燒及酸回收工序，在生產氧化鋁過程中產生的固廢和廢水均可資源化利用，鎵、鐵、硅等各種伴生元素也可以生產多種產品，實現了粉煤灰的高效綜合利用。        

溶出是粉煤灰酸法生產氧化鋁工藝中的一道重要工序，粉煤灰料漿的在溶出罐中與一定壓力和溫度的蒸汽的進行混合加熱，在中溫、低壓條件下即可進行溶出反應。在反應釜、閃蒸罐和酸性粉煤灰料漿輸送等系統中需使用大量的閥門進行系統切換、參數調整等操作，因此要選用具有耐高溫、耐鹽酸腐蝕和抗沖刷的能力的閥門才能滿足溶出工序的生產要求。目前系統中使用的閥門主要有襯氟閥門、陶瓷閥門兩種，現就閥門的性能和使用情況進行簡要的分析。  

 2 襯氟閥門         

襯氟閥門對閥體內介質所能達到的地方全部采用襯里工藝，內襯材料一般采用PTFE(F4)、FEP(F46)和PFA等氟塑料，使閥門的鋼鐵部分不能和腐蝕性介質直接接觸。這樣就解決了鋼鐵材料不耐腐蝕的問題。同時利用氟塑料具有的*耐腐蝕性能，使得襯氟閥門廣泛應用在石油、化工等行業。襯氟閥門因使用氟塑料的不同其性能也存在一定的差異。    

2.1PTFE(F4)的特點       

PTFE（F4）就是聚四氟乙烯。聚四氟乙烯的耐化學腐蝕性能很強，幾乎耐任何濃度的強酸、強堿、強氧化劑和溶劑的腐蝕，在高溫條件下也不發生作用。只有熔融的堿金屬或他們的氨溶液、氟化氯及元素氟會對它發生作用。聚四氟乙烯的優點是防污、防粘性好，動靜摩擦系數值極小，減摩潤滑性能好，缺點是成型加工困難，在熔融狀態無流動性，很難用模壓、注射等一般的加工方法來制造復雜的構件，只能將聚四氟乙烯粉料預壓成所需形狀，然后再燒結成型。   

2.2FEP（F46）的特點       

F46就是FEP，中文名：聚全氟乙丙烯。在襯氟閥門中氟塑料用量較多的就是F46，是四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，是一種改性新型氟塑料。除使用溫度低于PTFE約50℃外，其他都保持了PTFE/F4的優良性能。由于熔體的粘度較低，與PTFE相比，成型比較容易，可用模壓、注射等方法對其成型加工。其耐熱性能僅次于聚四氟乙烯，能在-85-+200℃的溫度范圍內連續使用。即使在-200℃和+260℃的極限情況下，其性能也不惡化，可以短時間使用。   

2.3PFA的特點       

PFA即聚全氟代烷氧基，是聚四氟乙烯改性，兼具F4與F46的優點，即有良好的耐化學腐蝕性和耐高溫性能，又可用一般熱塑性塑料的加工方法進行加工。PFA與F4的使用溫度相同(250℃)，但高溫強度比F4大2倍。襯PFA閥門的使用溫度比襯F46閥門的高一些。   

2.4襯氟閥門的使用要求       

檢查銘牌上標注的參數是否符合設備或系統的工況要求，殼體上的流向應與管道內介質的流向一致。盡量在自然狀態下水平安裝，使閥桿朝上，防止因管道別勁產生較大的安裝應力，影響閥門的安全使用。禁止使用加力桿強行開啟和關閉襯氟閥門，避免氟塑料密封面過早損壞。安裝在酸堿等腐蝕性介質管道上的襯氟閥門更換填料時應做好隔離措施，泄壓放料后方可進行檢修工作，嚴禁帶壓冒險作業。襯氟閥門在使用時若作為調節流量用，應選用調節閥，使用其他閥門會使密封面過早損壞。襯氟閥門與襯氟管道連接時法蘭處一般不加墊片。如閥體中法蘭處滲漏，可均勻地擰緊中法蘭螺母來消除滲漏。  

3 陶瓷閥門         

陶瓷閥使用高性能結構陶瓷，具有良好的自潔性，超耐磨，耐腐蝕，自潤滑性強，使用壽命長等優點。        

結構陶瓷材料變型量少，抗拉強度、抗壓強度、硬度都非常高，可大大提高設備運行系統的安全穩定性，被廣泛用在石油、化工等行業。        

閥門殼體三段結構設計，內置緩沖補償彈性墊圈，具有穩定良好的密封性，在含雜介質中不容易卡死造成球的破裂。閥桿有陶瓷桿、金屬包氟桿、鈦合金桿、鉭合金桿等多種材質，能夠滿足不同介質條件下的力學性能和抗腐蝕能力的要求。閥座和內襯材料為高性能結構陶瓷，整閥扭矩輕、阻力小、泄漏量為零。采用高性能結構陶瓷球體，根據使用要求可以實現開、關和調節功能陶瓷球閥使用的結構陶瓷材料,具有優良的耐高溫、耐腐蝕和耐磨損性能。       

陶瓷閥的使用要求：溶出系統投運初期，在料漿輸送管路中有時會有一些玻璃鋼碎片、焊渣、鐵銹等雜物，極易造成管路堵塞或卡死閥門使閥芯碎裂。使用前需全開陶瓷閥，將管路沖洗干凈后再投入正常運行。使用陶瓷調節閥時，應首先盡量把門開到大開度，待管路中的雜質清除干凈后，再把調節閥恢復到正常開度稍大的地方。陶瓷閥使用時應避免冷熱沖擊，保持閥門與介質溫差在規定范圍內，避免陶瓷部件損壞。開關陶瓷閥發生卡澀時，不得強行開關，應采取減小閥門兩側壓差、進行反沖洗等措施后，再進行開關操作，以防止閥桿斷裂、閥芯碎裂。   

4 閥門的使用情況    

4.1襯氟閥門       

溶出系統使用的襯氟閥門主要有截止閥、閘閥、止回閥、安全閥和球閥等五類，內襯材料以F46為主，使用的介質溫度不能超過150℃，主要安裝在溶出罐不凝氣排放管道、蒸汽管道、高壓水管道及酸氣吸收系統中。在高壓水管道、酸氣吸收等低溫（低于130℃）系統下使用效果較好。在溶出罐本體上的安全門、蒸汽門、排氣門、止回閥的故障率較高，主要現象為閥體腐蝕穿孔、盤根漏料及關閉不嚴內漏，除了產品質量原因外，主要是在高溫（150-160℃）蒸汽和酸性料漿、氣體沖刷下損壞的。在選用工作溫度更高的襯PFA閥門后，故障率明顯降低，基本滿足了生產的要求。   

4.2陶瓷閥       

溶出系統使用的陶瓷閥主要是國產陶瓷球閥，也有少量的進口陶瓷閥，安裝在溶出罐進出料管道上，酸度和溫度都比較高，工作條件比較苛刻。陶瓷閥損壞的現象主要是閥芯碎裂、陶瓷閥桿斷裂、盤根漏料、陶瓷內襯套裂縫導致閥體腐蝕、結合面漏料等。比較而言，進口陶瓷閥的性能和壽命明顯優于國產閥。但通過廠家對國產陶瓷閥的不斷改進，二者之間的差距已逐漸縮小，國產陶瓷閥的性價比更高一些。   

5 結語         

襯氟閥門和陶瓷閥門各有優點，能夠滿足溶出工序相應系統的工況要求，但需進一步對產品材料、工藝、質量進行改進和提升，更好地適應粉煤灰酸法生產氧化鋁的工藝要求，保證溶出系統安全穩定的運行。