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摘要：以选矿行业应用广泛的水力旋流器为基础，从改善旋流器的强度、寿命入手，对用于壳牌粉煤气化工艺中的水力旋流器的材料及结构进行改进，提出了一种以碳化硅陶瓷为内衬材料的，适合在高温、高压工况下应用的特种水力旋流器。
关键词：水力旋流器；内衬碳化硅；S31803；高压
1 引言
水力旋流器是一种分离非均相液体混合物的设备。是利用离心力场分离不同粒度 （密度）混合物的高效分离设备。主要用于固液分离、浆液浓缩脱水等工艺流程中。当混合物料沿切向进入旋流器时，在圆柱腔内产生高速旋转流场。由于粒径大小不同、密度不同，所受的离心力、向心浮力、液体曳力等大小也不相同，大部分粗颗粒（或重相）组分在旋转流场的作用下沿轴向向下运动、同时沿径向向外运动，在达到锥体段沿器壁向下运动，并由底流口排出，这样就形成了外旋涡场；而小部分细颗粒（或轻相）向中心轴线方向运动、并在轴线形成一向上运动的内旋涡，然后由溢流口排出，从而达到了分离的目的。它具有结构简单、操作方便、生产能力大、分离效率高、无转动部件、占地面积小等优点，在多个行业得到广泛应用。
2 壳体材料
在壳牌工艺中，水力旋流器分离的介质为带腐蚀性的渣池水，操作压力在4.5MPa（g），故在选择壳体材料时，选择了双相不锈钢UNS S31803。该材料是一种铁素体-奥氏不锈钢。它综合了铁素体和奥氏体有益的性能，耐氯化物应力腐蚀、硫化物应力腐蚀、电腐蚀、缝隙腐蚀的同时具备 较高的机械强度。主要成分：22Cr-5.3Ni-3.2Mo-0.16N；机械性能：抗拉强度：σb≥640Mpa；延伸率：δ≥25%；典型工況：20%稀硫酸，60℃以下，年腐蚀率＜0.1mm。
3 内衬碳化硅
渣池水中含有大量坚固的固体颗粒，具有较强的磨蚀性，故选用了反应烧结碳化硅作为内衬材料。体积密度：3~3.05g/cm3；硬度（HV）：2000兆帕；成分：SiC≥90%，游离态硅≤10%；抗弯强度：≥110Mpa；热膨胀系数：5.0×10-6；耐酸碱性：优良；抗压强度≥1600 Mpa。但同时，碳化硅又具有一定的脆性，较易碰碎，故在搬运、安装、使用和检修过程中，需要特别注意。
内衬碳化硅在壳体中的固定，选用氟硅酸钠成份大于95％，并添加多种具有一定耐酸腐蚀的辅助材料作为浇注材料。
壳体内碳化硅浇注前准备分段浇注完成
4工业应用
我公司自2005年以来，已经为国内10余家壳牌工艺用户，设计生产了几十套此种水力旋流器。截止目前，没有用户反映有因内衬碳化硅被磨坏而导致设备停用的问题。仅有个别用户，在检修、拆卸过程中出现，因设备受到了较强的冲击而导致内衬碳化硅破碎的情况。但同时，此种水力旋流器的另一大优势便得到体现。只需对设备内衬陶瓷进行更换，并重新浇注，即可继续使用，增加了设备主体的利用率，降低了用户的使用成本。
5总结
双相不锈钢及碳化硅的引用，使水力旋流器克服了分离介质腐蚀性大、磨蚀性强、运行压力高等相关问题，为水力旋流器的使用，增加了新的领域和方向。
参考文献
[1]庞学诗。水力旋流器工艺计算。中国石化出版社。
[2]褚良银，陈文梅等著。水力旋流器。北京：化学工业出版社，1998。
[3]时均等著。化学工程手册（第21篇）。北京：化学工业出版社，1996。
[4]金国淼等著。除尘设备。北京：化学工业出版社，2002。
[5]Cassl J, Martinez—Benet J M. Chem Eng, 1983.90(2):99。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：水力旋流器；内衬碳化硅；S31803；高压
1 引言
水力旋流器是一种分离非均相液体混合物的设备。是利用离心力场分离不同粒度 （密度）混合物的高效分离设备。主要用于固液分离、浆液浓缩脱水等工艺流程中。当混合物料沿切向进入旋流器时，在圆柱腔内产生高速旋转流场。由于粒径大小不同、密度不同，所受的离心力、向心浮力、液体曳力等大小也不相同，大部分粗颗粒（或重相）组分在旋转流场的作用下沿轴向向下运动、同时沿径向向外运动，在达到锥体段沿器壁向下运动，并由底流口排出，这样就形成了外旋涡场；而小部分细颗粒（或轻相）向中心轴线方向运动、并在轴线形成一向上运动的内旋涡，然后由溢流口排出，从而达到了分离的目的。它具有结构简单、操作方便、生产能力大、分离效率高、无转动部件、占地面积小等优点，在多个行业得到广泛应用。
2 壳体材料
在壳牌工艺中，水力旋流器分离的介质为带腐蚀性的渣池水，操作压力在4.5MPa（g），故在选择壳体材料时，选择了双相不锈钢UNS S31803。该材料是一种铁素体-奥氏不锈钢。它综合了铁素体和奥氏体有益的性能，耐氯化物应力腐蚀、硫化物应力腐蚀、电腐蚀、缝隙腐蚀的同时具备 较高的机械强度。主要成分：22Cr-5.3Ni-3.2Mo-0.16N；机械性能：抗拉强度：σb≥640Mpa；延伸率：δ≥25%；典型工況：20%稀硫酸，60℃以下，年腐蚀率＜0.1mm。
3 内衬碳化硅
渣池水中含有大量坚固的固体颗粒，具有较强的磨蚀性，故选用了反应烧结碳化硅作为内衬材料。体积密度：3~3.05g/cm3；硬度（HV）：2000兆帕；成分：SiC≥90%，游离态硅≤10%；抗弯强度：≥110Mpa；热膨胀系数：5.0×10-6；耐酸碱性：优良；抗压强度≥1600 Mpa。但同时，碳化硅又具有一定的脆性，较易碰碎，故在搬运、安装、使用和检修过程中，需要特别注意。
内衬碳化硅在壳体中的固定，选用氟硅酸钠成份大于95％，并添加多种具有一定耐酸腐蚀的辅助材料作为浇注材料。
壳体内碳化硅浇注前准备分段浇注完成
4工业应用
我公司自2005年以来，已经为国内10余家壳牌工艺用户，设计生产了几十套此种水力旋流器。截止目前，没有用户反映有因内衬碳化硅被磨坏而导致设备停用的问题。仅有个别用户，在检修、拆卸过程中出现，因设备受到了较强的冲击而导致内衬碳化硅破碎的情况。但同时，此种水力旋流器的另一大优势便得到体现。只需对设备内衬陶瓷进行更换，并重新浇注，即可继续使用，增加了设备主体的利用率，降低了用户的使用成本。
5总结
双相不锈钢及碳化硅的引用，使水力旋流器克服了分离介质腐蚀性大、磨蚀性强、运行压力高等相关问题，为水力旋流器的使用，增加了新的领域和方向。
参考文献
[1]庞学诗。水力旋流器工艺计算。中国石化出版社。
[2]褚良银，陈文梅等著。水力旋流器。北京：化学工业出版社，1998。
[3]时均等著。化学工程手册（第21篇）。北京：化学工业出版社，1996。
[4]金国淼等著。除尘设备。北京：化学工业出版社，2002。
[5]Cassl J, Martinez—Benet J M. Chem Eng, 1983.90(2):99。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。