石墨換熱器新技術(shù)的開發(fā)應用分析

    石墨換熱器具有換熱效果好、耐腐蝕性強、結(jié)構(gòu)經(jīng)湊、占地面積小和易于安裝維修等特點，在化工、農(nóng)藥、醫(yī)藥生產(chǎn)過程中大量使用。但是與金屬換熱設(shè)備相比較，石墨換熱器設(shè)備機械強度低和使用溫度不高的弱點也比較明顯。為此，近年來國內(nèi)外科研和生產(chǎn)部門采用了許多措施以提高石墨換熱器設(shè)備的的整機性能。

  為了使石墨換熱器能用于特殊介質(zhì)、復雜工況的場合，各科研和生產(chǎn)廠家開發(fā)了多種類型的專用石墨材料。

  一、增強不透性石墨材料。不透性石墨是由人造石墨及合成樹脂通過浸漬、壓制、澆鑄等方法制得的新型結(jié)構(gòu)材料，它除了具有高度的化學穩(wěn)定性能，還具有極高的導熱性能且不污染介質(zhì)，不易結(jié)垢，因而大大擴展了其應用范圍。在化學穩(wěn)定性方面，不透性石墨除了強氧化性酸及堿外，對大部分化學介質(zhì)都是耐腐蝕的，特別是含氯離子的介質(zhì)。浸漬石墨的不透性是靠盡責來實現(xiàn)的，因此浸漬劑的質(zhì)量直接影響石墨換熱器的使用性能。常用的浸漬劑有熱固性、低粘度的酚醛樹脂、改性酚醛樹脂、糠酮樹脂、有機硅樹脂等。國內(nèi)外新開發(fā)的浸漬劑品種有聚四氟乙烯、二乙烯基苯樹脂、聚酯樹脂、碳浸漬等。新浸漬劑的開發(fā)提高了不透性石墨材料的導熱性和熱穩(wěn)定性，大大擴展了石墨換熱器的使用范圍。

  二、化工專用石墨材料。化工專用石墨材料是專門在化工行業(yè)特殊復雜工況中使用的細顆粒、低孔隙率、該強度的石墨材料。國外一些******開發(fā)了顆粒度小于0.35mm的石墨坯材，而美國擁有當今世界上***的大塊細顆粒結(jié)構(gòu)不透性石墨材料，其***顆粒僅為0.15mm。這些化工專用石墨材料顆粒細、密度高、機械強度和換熱性能好，是世界各國制造石墨換熱器所用的首先材料。

  三、非金屬—石墨復合材料。聚四氟乙烯（PTFE）—石墨復合材料是用石墨材料填充的PTFE，提高其熱導率的同時，可以改變純PTFE的力學性能。此外還有聚氯乙烯—石墨、聚丙烯—石墨等復合材料，同樣是用石墨材料進行填充，再壓制成管，這類管材具有熱塑性、可焊性和優(yōu)異的耐腐蝕性，可替代酚醛石墨壓型管，而成本比浸漬石墨管和壓型石墨管更低，用氣制造的管殼式石墨換熱器廣泛應用于氯堿、農(nóng)藥和硫酸等工業(yè)生產(chǎn)中，效果較好。

  傳統(tǒng)的石墨換熱器結(jié)構(gòu)形式有塊孔式石墨換熱器、列管式石墨換熱器。近年來石墨換熱設(shè)備不斷反展，開發(fā)出很多新結(jié)構(gòu)的石墨換熱器。國內(nèi)自主研發(fā)的大型氟塑料—石墨板式換熱器、組合列管式磷酸濃縮換熱器、石墨—玻璃鋼組合式換熱器、復合材料緊湊型板殼式換熱器等，都具有很高的***性和實用性，并得到了較廣泛的應用。