Сладката вода представлява около 3% от водните ресурси на земята. Получаването на нови ресурси от прясна вода чрез обезсоляване на морска вода е основна тенденция в световното използване на вода в бъдеще. Понастоящем обезсоляването на морската вода се превърна в основния начин за получаване на източници на вода в райони с липса на водни ресурси, като Близкия изток.
1. Състояние на обезсоляването на морската вода в света
До 1993 г. имаше 9014 съоръжения за обезсоляване на морска вода в 5738 региона по света, с общ капацитет от 1,624x107m3/d. Общият капацитет само в Близкия изток достига 8,91x106m3/d, което представлява 55%, а този в Съединените щати е 2,37x106m3/d, което представлява 5%.
Още през 50-те години на миналия век обезсоляването на морска вода е използвано за производство на прясна вода. Основните методи за обезсоляване на морска вода включват:
① Метод на изпаряване: многоетапен флаш метод, едно-етапен флаш метод, вертикален многоефектен метод, хоризонтален многоефектен метод, метод с потопяема тръба и метод с компресия на пара;
② Мембранен метод: електродиализа, обратна осмоза;
③ Комбиниран метод.
Сред тях методът на изпаряване представлява 60%, методът на обратна осмоза представлява 33%, а методът на електродиализа представлява 5,5%.
2. Приложение на титан в оборудване за обезсоляване на морска вода
2.1 тръба за пренос на топлина в оборудване за обезсоляване на морска вода
Тръбите от медна сплав се използват главно като топлопроводими тръби в оригиналното оборудване за обезсоляване на морска вода. Поради много недостатъци на тръбите от медна сплав, те са заменени от титанови тръби с висока надеждност и без поддръжка
(1) Дебелина на стената на титанова тръба
Дебелината на стената на топлопреносната тръба се определя от условията на експлоатация, материалите на тръбната плоча, конструктивния капацитет на операцията за разширяване на тръбата, технологията за заваряване на краищата на тръбата и т.н. поради малкия диаметър на топлопреносната тръба и ниските изисквания за якост, тръбата с по-тънка дебелина на стената се използва в реална употреба. Обикновено дебелината на стената на тръбата от медна сплав е 0,9 mm-1,2 mm; Заменете с титаниева тръба. На места с ниска корозивност може да се използва тънкостенна заварена тръба с дебелина на стената 0,3 mm.
(2) Топлинна проводимост на титанова тръба
Поради различните материали на топлопреносната тръба, топлопроводимостта също е различна, като 17w / (m • K) за титан, ниска / (m • K) за алуминиев месинг, 47 w (m • K) за 90 / 10 бяла мед и 29 w / (m • K) за 70 / 30 бяла мед. Следователно ефектът на пренос на топлина на тръбата за пренос на топлина може да се контролира чрез промяна на дебелината на стената. Сред горните материали титанът има най-ниска топлопроводимост. Например, при използване на тънкостенна заварена титанова тръба, въпреки че топлопроводимостта е по-лоша от алуминиевия месинг, тя е еквивалентна на 90/10 бяла мед и по-добра от 70/30 бяла мед.
(3) Икономия на титановата тръба, цената на единица маса на титановата тръба е 2-6 пъти по-висока от тази на тръбата от медна сплав, но по отношение на ефективността на разходите цената на титановата тръба може да се конкурира с тази на тръбата от медна сплав. Поради ниската плътност на титана и същата дебелина на стената, качеството на титановата тръба със същата дължина е само 50% от това на тръбата от медна сплав. Когато дебелината на стената на титановата тръба е 50% от тази на тръбата от медна сплав, титановата тръба със същата площ на топлообмен е само 1/4 от тръбата от медна сплав. При едновременен превод общата цена на тънкостенната титаниева заварена тръба е същата като тази на алуминиевата медна тръба, която е по-евтина от медната тръба.
2.2 разработване и приложение на тънкостенни титаниеви заварени тръби в Япония
Успешното развитие на технологията за валцуване на титанови ленти се превърна в основата на масовото производство на заварени титанови тръби. През 60-те години на миналия век титаниевата тел е била използвана в електролитното производство на живачна сода каустик в Япония; В началото на 90-те години, за да се предотврати замърсяването, процесът на производство на сода каустик беше подобрен. С приемането на метода на диафрагмата бяха приложени повече от 700 тона титаниева лента. Възползвайки се от тази възможност, Япония проучи и разработи технологията за непрекъснато производство на горе{6}}валцувани и студено-валцувани титаниеви ленти и създаде система за партидно производство за обезсоляване на морска вода и титанови тънко-стенни заварени тръби на кондензатора в електроцентралата. Съответно е разработена технологията за производство на тънко-стенни заварени тръби.
Кондензаторите за електроцентрали, произведени от Hitachi, Mitsubishi и Toshiba, използват заварени титаниеви тръби с дебелина 0,5 mm. Уредите за обезсоляване на морска вода, произведени от Mitsubishi, Kawasaki, Hitachi, Mitsui и Kobe Steel, използват заварени титанови тръби с дебелина 0,5 mm-0,7 mm.
Използвана главно в електроцентрали, титановата заварена тръба е широко използвана като тръба за пренос на топлина при обезсоляване на морска вода, производство на желязо, корабостроене, рафиниране на петрол, химическа промишленост и други области. До 1983 г., за 16 години, Япония е произвела 4038 тона тънкостенни-титанови заварени тръби за оборудване за обезсоляване на морска вода по целия свят. Досега не е имало щети, причинени от корозия в морската вода.
(1) Вентилационен кондензатор и струен компресор
Истинското оборудване за обезсоляване на морска вода в Япония е оборудването за обезсоляване на морска вода 2650t / D, построено от Matsushima carbon Mine Co., Ltd. през 1967 г. Поради корозията на Br - в морската вода, тръбите за пренос на топлина и тръбните листове на вентилационния кондензатор и струйния компресор на уреда не могат да използват медна сплав. След смяната на титан не е имало повреда, причинена от корозия.
(2) Топлоразряден кондензатор
Много{0}}степенният флаш кондензатор използва морска вода като охлаждаща вода за охлаждане на водните пари, генерирани от флаш камерите на всички нива. Тъй като морската вода често се смесва със седименти и морски организми, те полепват в тръбата за пренос на топлина и в края на тръбата и разяждат тръбата от медна сплав. Поради това титаниеви тръби се използват в почти всички топлопреносни кондензатори на MSF оборудване за обезсоляване на морска вода. Особено за да се убият бактериите в морската вода, когато трябва да се инжектира кислород, е по-необходимо да се използват титанови тръби с добра устойчивост на корозия.
(3) Кондензатор за възстановяване на топлината
Кондензаторът на отделението за оползотворяване на топлина има голяма топлообменна площ. Поради икономически причини обикновено се използват тръби от медна сплав, а титаниеви тръби се използват само в специални случаи. Например, среда, съдържаща замърсители като амоняк или сероводород, има силна корозия върху медна сплав. През 1977 г. единицата за обезсоляване на MSF 3600t / D, изнесена в Германия, прие титан вместо медна сплав, тъй като това е спомагателно оборудване за амоняк; Поради корозията на кислородния сулфид, оборудването за обезсоляване 3120t / DMSP в Перу беше корозирало след една година употреба. Накрая всички тръби за пренос на топлина бяха заменени с титанови тръби.
Съобщава се, че 60 000 титанови тръби са използвани в инсталации за обезсоляване на морска вода с дневна производителност от 100 тона. От 1967 г. до 1994 г., за близо 30 години, са произведени 52 комплекта кондензатори, използвани за-топлинно производство на енергия и 7 комплекта оборудване за обезсоляване на морска вода, с общо 11 000 тона заварени титанови тръби. 3. Проблеми, изискващи внимание по време на употреба
(1) Галванична корозия: титанът има положителен потенциал в морската вода. Когато е в контакт с други метали, той може да насърчи корозията на други метали. Методите за предотвратяване включват използване на титан за топлопреносна тръба и тръбна плоча или жертвен анод. Над 80 градуса, fe-90% Ni сплав се използва като жертвен анод за предотвратяване на абсорбцията на водород; Под 80 градуса използвайте стоманена плоча с покритие или гумено покритие.
(2) За интерстициална корозия титановата тръба се монтира върху пластината на титановата тръба чрез разширяване на тръбата. Интерстициална корозия може да възникне в морска вода със стойност на pH 8 при 100 градуса. Въпреки това, в действителната водна камера се използва медна сплав и интерстициална корозия няма да настъпи дори ако температурата на морската вода достигне 120 градуса. В действителност, за да се подобри надеждността на оборудването, заваряването на краищата на тръбата често се използва за предотвратяване на корозия на междините, когато се използва над 100 градуса.
(3) Абсорбция на водород в морска вода над 80 градуса; Титанът може да абсорбира водород; Когато се прилага катодна защита, свръхзащитата ще доведе до абсорбция на водород. Ако fe-9% NQ сплав се използва като жертвена анодна плоча, няма да настъпи абсорбция на водород от титан.
(4) Вибрация. Поради тънката стена на титановата тръба трябва да се обърне внимание и на щетите, причинени от вибрациите на тръбата, когато се сменя тръба от медна сплав. Този проблем може да бъде решен чрез използване на метод с по-малко разстояние от опорната плоча на тръбата от тръба от медна сплав.
