400度70%的浓硫酸用什么材料？工作压力8MPa

yunsanapo · 发表于 2013-4-5 16:03:54

本帖最后由 yunsanapo 于 2013-4-5 16:16 编辑

tent80 发表于 2013-4-5 15:23
专家，你说的高纯碳化硅就是高纯的搪瓷反应釜吧，这种结构能耐8MPa的压力吗?还想问下，这个高纯碳化硅耐不 ...

当然不是了，完全是两种不同的物质！
1. 搪瓷的主要成份是硅酸盐，而且使用温度一般不超过150度。
2. 碳化硅的化学式是SiC，是自然界中最硬的物质之一，硬度仅次与金刚石和立方氮化硼，耐腐蚀性能比搪瓷高的多！
3. 经过反应烧结的高纯碳化硅强度非常高，在空气中能用到1900度，并且可以耐225度的37%加压盐酸，200度65%加压硝酸，沸腾的48%氢氟酸的腐蚀！
4. 但必须注意的是，这个SiC必须是高纯的，而不是普通的碳化硅砖－－含有大量的游离硅，机械性能和耐腐蚀性都很差！

yunsanapo · 发表于 2013-4-5 16:49:36

tent80 发表于 2013-4-5 15:23

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专家，你说的高纯碳化硅就是高纯的搪瓷反应釜吧，这种结构能耐8MPa的压力吗?还想问下，这个高纯碳化硅耐不 ...

下面是一些关于碳化硅的机械性能方面的资料，包括了小日本用于制造7MPA加压硫酸分解器的高强反应烧结碳化硅的强度性能。

yunsanapo · 发表于 2013-4-5 16:57:58

tent80 发表于 2013-4-5 15:23

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专家，你说的高纯碳化硅就是高纯的搪瓷反应釜吧，这种结构能耐8MPa的压力吗?还想问下，这个高纯碳化硅耐不 ...

下面这个是Hexoloy（圣戈班公司）的碳化硅产品——Hexoloy SA的物理性能参数。它采用无压烧结制成高纯碳化硅，机械性能也很好。

yunsanapo · 发表于 2013-4-5 17:04:36

tent80 发表于 2013-4-5 15:23

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专家，你说的高纯碳化硅就是高纯的搪瓷反应釜吧，这种结构能耐8MPa的压力吗?还想问下，这个高纯碳化硅耐不 ...

再发一个：碳化硅的导热系数资料：

yunsanapo · 发表于 2013-4-5 17:12:18

tent80 发表于 2013-4-5 11:55

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我咨询了下宣达集团的，他说这个温度下就形成酸雾了，对设备腐蚀很小了，他说可以用不锈钢，好点的用904L ...

在这里继续分享一个比较罕见的物性资料——增加不同压力时，硫酸的沸点变化情况：可以看出，
1. 在加上8.7MPA压力时，85%的硫酸要到500度左右才开始沸腾！
2. 压力为2MPa时，90%的硫酸，沸点就要400度。

yunsanapo · 发表于 2013-4-5 10:15:05

本帖最后由 yunsanapo 于 2013-4-5 17:14 编辑

千万不能用普通搪瓷！
1. 增加不同压力时，硫酸的沸点变化情况：可以看出，
（1）在加上8.7MPA压力时，85%的硫酸要到500度左右才开始沸腾！
（2）压力为2MPa时，90%的硫酸，沸点就要400度。

2. 这种工况下最适合的材料是高纯碳化硅（SiC)，推荐使用hexoloy的高纯碳化硅。

3. 你这个工况在硫碘法热化学循环制氢中就有碰上，有一步硫酸加压分解的工序，就是把57%的硫酸浓缩到86% - 90%左右，然后加压（2MPa - 10Mpa)，升温到455度左右，让硫酸分解。

4. 反应釜及换热器采用高纯碳化硅(腐蚀率小于0.05mm/年），密封垫圈用纯金的。（或者可以在哈氏合金B2上面镀金，但是腐蚀率会高些），小日本以及美国在2007年就有成熟的技术了！

5. 目前还有一种技术是在Hastelloy XR合金上面覆盖硅化物（硼酸盐玻璃）保护层，也可以用。

下面发一些图供参考：