PL149971B1

PL149971B1 - Spos0b ochrony anodowej przed korozj4 chłodnic kwasu siarkowego

Info

Publication number: PL149971B1
Application number: PL25966586A
Authority: PL
Priority date: 1986-05-23
Filing date: 1986-05-23
Publication date: 1990-04-30

Description

OPIS PATENTOWY 149 971

POLSKA

RZECZPOSPOLITA

LUDOWA

CZYTELNIA ► fc. . . , ’

URZĄD

PATENTOWY

PRL

Patent dodatkowy do patentu nrZgłoszono: 86 05 23 /P. 259665/

Pierwszeństwo Int. Cl.⁴ C23F 13/00

Zgłoszenie ogłoszono: 88 03 17 Opis patentowy opublikowano: 1990 08 31

Twórcy wynalazku: Jarosław Liskowacki, Jan Baranowski, Jerzy Bim,

Marek Tumidajski

Uprawniony z patentu: Instytut Gospodarki Materiałowej - Oddział Śląski, Katowice;

Biuro Studiów, Projektów i Realizacji Inwestycji Przemysłu Nieorganicznego Biprokwas, Gliwice /Polska/

SPOS0B OCHRONY ANODOWEJ PRZED KOROZJĄ CHŁODNIC KWASU SIARKOWEGO

Przedmiotem wynalazku jest sposób ochrony anodowej przed korozją chłodnic kwasu siarkowego, zwłaszcza gorącego kwasu siarkowego o stężeniu powyżej 70E&, wykonanych ze stali stopowych austenitycznych, o potencjale stacjonarnym względem elektrody platynowej wynoszącym - w temperaturze 20°C i przy stężeniu kwasu siarkowego 75^ - od -970 mV do -250 mV.

Znany sposób ochrony anodowej przed korozją chłodnic płaszczowo-rurowych polega na poddaniu procesowi anodowej polaryzacji' wewnętrznych powierzchni płaszcza chłodnicy oraz zewnętrznych powierzchni rurek chłodnicy do wartości potencjału z przedziału od -250 mV do +400 mV względem elektrody odniesienia przy teraperaurzte kwasu siarkowego wynoszącej

95°C oraz stężeniu kwasu od 80 do 95^. Niedogodnością tego sposobu jest stosowanie do ochrony potencjostatu dużej mocy, i tak dla chłodnicy płaszczowo-rurowej wykonanej ze stali o niskostopowej o powierzchni wymiany ciepła 330 m i powierzchni poddanej ochronie anodowej 460 m² wymagany jest potencjostat dostosowany do prądu rzędu 10^A, by dla chronionej chłodnicy można było uzyskać krytyczną gęstość prądu pasywacji stosowaną dla danego stężenia kwasu.

Inny znany z patentu nr 122 431 sposób anodowej ochrony przed korozją chłodnic dla kwasu siarkowego, szczególnie o temperaturze 95°C na wlocie i stężeniu 80-9fi^ polega na tym, że wewnętrzne powierzchnie płaszcza chłodnicy oraz zewnętrzne powierzchnie rurek poddaje się przez czas odpowiedni dla danej stali najpierw działaniu potencjału aktywnego z zakresu od -750 mV do -600 mV a następnie, skokowo, działaniu potencjału pasywnego ze znanego zakresu. Sposób ten umożliwia zastosowanie potencjostatu o małej, rzędu 5000 W, mocy do pasywacji chłodnic wykonanych z dowolnej stali oszczędnościowej i o dowolnej powierzchni poddawanej ochronie.

149 971

Niedogodnością znanych metod jest konieczność stosowania gorącego kwasu o tem' peraturźe rzędu 95°C w trakcie zabiegu pasywacji chłodnicy, co Jest utrudnione zwłaszcza przy uruchamianiu nowobudowanej instalacji kwasu siarkowego. Inną niekorzystną cechą tych sposobów jest stosunkowo wąski przedział stosowanych stężeń kwasu siarkowego, wynoszący 80-98%, dla którego to przedziału ustalone zostały warunki pasywacji. W wielu procesach chemicznych, na przykład przy wytwarzaniu kwasu siarkowego metodą mokrej katalizy, występuje kwas siarkowy o stężeniu 70-8tf%, o większym stopniu dysocjacji. Chłodnice takiego kwasu, wykonane ze stopowych oszczędnościowych stali można skutecznie pasywowaó stosując gęstość prądową rzędu 200 A/m^, co wymaga zabudowywania specjalnych potencjostatów, o wielokrotnie większej mocy niż moc potencjostatu podtrzymującego stan pasywacji w trakcie normalnej pracy.

Według wynalazku sposób ochrony anodowej przed korozją chłodnic kwasu siarkowego wykonanych ze stali stopowych austenitycznych, o potencjale stacjonarnym względem elektrody platynowej wynoszącym - w temperaturze 20°C i stężeniu kwasu siarkowego 79% - od -970 mV do -250 mV i ustalonym dla każdego gatunku stali potencjale stanu pasywnego U_gp oraz krytycznym potencjale pasywacji U_R polega na tym, że chłodnice wstępnie pasywuje się kwasem siarkowym o stężeniu powyżej 70% i temperaturze otoczenia w czasie od 0,5 do 1,0 h, następnie odczytuje się ustalający się potencjał stacjonarny U_g i przykłada się wstępny czynny potencjał polaryzacji U^ o wielkości od 20 do 40 mV powyżej krytycznego potencjału pasywacji U_R na czas od 0,5 do 1,0 h, po czym przykłada się zasadnicze napięcie polaryzacji o wielkości U_z-U_sp-U_s na czas do ustalenia potencjału w każdym punkcie chłodnicy, po czym uruchamia się przepływ kwasu siarkowego przez chłodnicę i podnosi się temperaturę kwasu siarkowego z prędkością od 0,5 do 5°C/min, korzystnie od 0,8 do 1,2°C/min, do temperatury pracy chłodnicy, utrzymując w czasie podnoszenia temperatury stałe zasadnicze napięcie polarzaycji U_z·

Sposobem według wynalazku można skutecznie pasywowaó chłodnice kwasu siarkowego o stężeniu od 70%» wykonane z oszczędnościowych, austenitycznych stali stopowych przy użyciu potencjostatu niskiej mocy. Gęstość prądowa pasywacji sposobem według wynalazku wynosi poniżej 10 A/m², co umożliwia wykorzystanie potencjostatów o niskich mocach do anodowej ochrony przed korozją chłodnic o dużej powierzchni wymiany ciepła.

W celu bliższego przedstawienia istoty wynalazku podano sposoby ochrony anodowej przed korozją chłodnic płaszczowo-rurowych dla kwasu siarkowego wykonanych z typowych oszczędnościowych stali stopowych.

o

Przykład I. Chłodnicę o powierzchni 200 m wykonaną ze stali gatunku

1H18N9T, charakteryzującą się potencjałem stanu pasywnego U_e_ od -360 do +140 mV sp i krytycznym potencjałem pasywacji U_R - 380 mV zalano 75% kwasem siarkowym o temperaturze 20°C. Po czasie 0,5 h odczytano wielkość potencjału stacjonarnego U_g «=-400 mV i przyłożono czynny potencjał polaryzacji U^ = U_R + 20 mV = -360 mV na czas 0,75 h.

Następnie przyłożono zasadnicze napięcie polaryzacji U = U -U -500 mV na czas do z sp s ustalenia potencjału w każdym punkcie chłodnicy, co nastąpiło po 2 h. Następnie uruchomiono przepływ kwasu w chłodnicy i podnoszono temperaturę kwasu do 75°C z prędkością 1°C/min, utrzymując w czasie podnoszenia temperatury stały potencjał stanu pasywnego U_eri - 100 mV.

^SP 2

Przykład II. Chłodnicę o powierzchni 150 nr wykonaną ze stali gatunku

H17N13M2T, charakteryzującą się potencjałem stanu pasywnego U od -240 do +60 mV sp i krytycznym potencjałem pasywacji U_R - -280 raV zalano 93% kwasem siarkowym o temperaturze 20°C. Po czasie 50 min. odczytano wielkość potencjału stacjonarnego ^us “ *⁵°° ^{mV 1} Przyłożono czynny potencjał polaryzacji U^ = U_R +40 mV - -240 roV na czas 0,5 h. Następnie przyłożono zasadnicze napięcie polaryzacji U - U - 320 mV z sp na czas do ustalenia potencjałów w każdym punkcie chłodnicy, co nastąpiło po 2,5 h, po czym podwyższono temperaturę kwasu z prędkością 2°C/min. przy uruchomionym przepływie kwasu siarkowego do 90°C, utrzymując w czasie podnoszenia temperatury stały potencjał stanu pasywnego U_e^ - +20 mV.

sp

149 971

W przykładach I i II dopasowywania różnych chłodnic stosowano potencjostat dostosowany do przepływu prądu 150 A, uzyskując skuteczną dla pasywacji gęstość prądową poniżej 1 A/m . Otrzymana spasywowana warstwa na chronionych powierzchniach chłodnic jest odporna na korozję o rząd 150 razy wyższy niż powierzchnie niechronione anodo wo, wykonane z tych samych gatunków stali i sprawdzane w analogicznych warunkach stężenia kwasu siarkowego i jego temperatury.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób ochrony anodowej przed korozją chłodnic kwasu siarkowego wykonanych ze stali stopowych austenitycznych o potencjale stacjonarnym względem elektrody platynowej wynoszącym - w temperaturze 20°C i stężeniu kwasu siarkowego - od -970 do -250 mV i ustalonym dla każdego gatunku stali potencjale stanu pasywnego U_gp oraz krytycznym potencjale pasywacji U_k, znamienny tym, że chłodnicę wstępnie pasywuje się kwasem siarkowym o stężeniu powyżej 70% i temperaturze otoczenia, w czasie od 0,5 do 1,0 h, następnie odczytuje się ustalający się potencjał stacjonarny U_g i przykłada się wstępnie na czas od 0,5 do 1,0 h czynny potencjał polaryzacji o wielkości od 20 do 40 mV powyżej krytycznego potencjału pasywacji U^, po czym przykłada się zasadnicze napięcie polaryzacji U_z = U - U_g na czas do ustalenia się potencjału w każdym punkcie chłodnicy, po czym uruchamia się przepływ kwasu siarkowego przez chłodnicę i podnosi się temperaturę kwasu siarkowego z prędkością od 0,5 do 5°C/min. do temperatury pracy chłodnicy, utrzymując w czasie podnoszenia temperatury stałe zasadnicze napięcie polaryzacji U_z·
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się prędkość podnoszenia temperatury od 0,8 do 1,2°C/min.