專利名稱：陽極保護(hù)濃硫酸槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電化學(xué)防腐蝕陽極保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種陽極保 護(hù)濃硫酸槽。
背景技術(shù)：
濃硫酸槽主要包括濃硫酸循環(huán)槽和濃硫酸儲槽。由于濃硫酸的強腐 蝕性，硫酸生產(chǎn)裝置中干吸工段的濃硫酸循環(huán)槽大都由傳統(tǒng)的碳鋼內(nèi)襯耐酸磚制成，近 年來也有采用碳鋼內(nèi)松襯高硅不銹鋼。采用碳鋼內(nèi)襯耐酸磚的，襯磚的施工難度大、周 期長，對施工質(zhì)量要求高，且一旦發(fā)生泄漏，完整修復(fù)極為困難；而采用碳鋼內(nèi)松襯高 硅不銹鋼存在的問題是一旦內(nèi)層高硅不銹鋼發(fā)生泄漏，硫酸滲漏到夾層內(nèi)，無法清除， 導(dǎo)致大面積腐蝕，整臺設(shè)備最終報廢。濃硫酸儲槽均為碳鋼結(jié)構(gòu)，濃硫酸進(jìn)入儲槽前應(yīng) 經(jīng)過成品酸冷卻器將溫度降至常溫，而沒有成品酸冷卻器的系統(tǒng)中槽體會遭到腐蝕，影 響使用壽命，且易發(fā)生槽體開裂漏酸，造成人員傷亡。目前，雖然市場上已有應(yīng)用陽極保護(hù)的設(shè)備，如濃硫酸冷卻器、分酸器及濃硫 酸管道，這些設(shè)備的尺寸較小，陰極系統(tǒng)的設(shè)計大都根據(jù)陽極保護(hù)實驗數(shù)據(jù)和使用經(jīng)驗 進(jìn)行估算。然而，濃硫酸槽尺寸大，僅靠估算得到的陰極布置方式，會增加成本或者導(dǎo) 致保護(hù)效果不佳。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種施工周期短、使用壽命長、易于維護(hù)、 安全可靠的陽極保護(hù)濃硫酸槽，其陰極布置合理，陽極保護(hù)效果好且節(jié)約成本。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是
一種陽極保護(hù)濃硫酸槽，包括槽體、陰極、參比電極和陽極保護(hù)控制儀，槽體由碳 鋼、不銹鋼、碳鋼一不銹鋼復(fù)合材料或合金材料制成，槽體與濃硫酸的接觸面為陽極； 起導(dǎo)通電流作用的陰極設(shè)置在槽體內(nèi)，由石墨、鉛、不銹鋼或合金材料制成；1 10支 參比電極分別設(shè)置在槽體的不同位置；陽極保護(hù)控制儀與陽極、陰極和參比電極分別接 通；所述的陰極為多根，其布置方式為平行于槽體軸線方向均布在槽體內(nèi)部，陰極間距 為2t,其中t2=_2 (Et-E0)h / P ip，式中-0.8V<Et- Etl < 0 , E0為陽極距陰極最近點X0 點的電位，Et為與X。點距離為t的點的電位，h為陰極與陽極間的距離，P為濃硫酸比 電阻，ip為維鈍電流密度。所述的陰極還平行于槽底面等距設(shè)置。所述的Et-Etl 為-0.3 V -0.1 V。所述的參比電極為2 4支。所述的陽極保護(hù)控制儀為恒電位儀、恒槽壓儀或整流器。本發(fā)明提供的上述陽極保護(hù)濃硫酸槽，利用碳鋼、不銹鋼及多種合金在濃硫酸 中具有活化一鈍化特性，對其施加陽極保護(hù)后，可使其處于穩(wěn)定的鈍化狀態(tài)，在濃硫酸 中的腐蝕率大大降低，從而保證工業(yè)應(yīng)用中濃硫酸槽施工周期短、使用壽命長、易于維 護(hù)、安全可靠。另外，由于濃硫酸槽體積大，如濃硫酸儲槽直徑可達(dá)20米，高度可達(dá)15米。估 算得到的陰極布置方式或則增加成本，或則保護(hù)效果不佳。本發(fā)明是針對濃硫酸槽的特 點，建立相應(yīng)的電位分布的數(shù)學(xué)模型，依據(jù)數(shù)學(xué)模型對陰極合理布置，在保證陽極保護(hù)效果的同時節(jié)約了成本。陰極布置的原理如下
由于濃硫酸槽體積足夠大，可近似認(rèn)為筒體局部為平面。選取一只平行于板面的陰 極，將其與其附近的板面作為研究對象。在陰極電場作用下，沿陰極徑向的陽極電位梯 度服從歐姆定律 dE
權(quán)利要求
1.一種陽極保護(hù)濃硫酸槽，其特征是它包括槽體、陰極、參比電極和陽極保護(hù)控 制儀，槽體由碳鋼、不銹鋼、碳鋼一不銹鋼復(fù)合材料或合金材料制成，槽體與濃硫酸的 接觸面為陽極；起導(dǎo)通電流作用的陰極設(shè)置在槽體內(nèi)，由石墨、鉛、不銹鋼或合金材料 制成；1 10支參比電極分別設(shè)置在槽體的不同位置；陽極保護(hù)控制儀與陽極、陰極和 參比電極分別接通；所述的陰極為多根，其布置方式為平行于槽體軸線方向均布在槽體 內(nèi)部，陰極間距為2t,其中t2=-2(Et-EQ)h / Pip,式中-0.8V<Et-EQ<0，Etl為陽極距 陰極最近點Xtl點的電位，Et為與X。點距離為t的點的電位，h為陰極與陽極間的距離，P為濃硫酸比電阻，ip為維鈍電流密度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽極保護(hù)濃硫酸槽，其特征是所述的陰極還平行于槽底 面等距設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽極保護(hù)濃硫酸槽，其特征是所述的Et-^為-0.3V -0.lv。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽極保護(hù)濃硫酸槽，其特征是所述的參比電極為2 4支。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽極保護(hù)濃硫酸槽，其特征是所述的陽極保護(hù)控制儀為 恒電位儀、恒槽壓儀或整流器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種陽極保護(hù)濃硫酸槽，槽體由碳鋼、不銹鋼、碳鋼—不銹鋼復(fù)合材料或合金材料制成，槽體與濃硫酸的接觸面為陽極；陰極設(shè)置在槽體內(nèi)，由石墨、鉛、不銹鋼或合金材料制成；1～10支參比電極分別設(shè)置在槽體的不同位置；陽極保護(hù)控制儀與陽極、陰極和參比電極分別接通；所述的陰極為多根，其布置方式為平行于槽體軸線方向均布在槽體內(nèi)部，陰極間距為2t,其中t2=-2(Et-E0)h／ρip，-0.8V≤Et-E0＜0。該陽極保護(hù)濃硫酸槽施工周期短、使用壽命長、易于維護(hù)、安全可靠，針對濃硫酸槽的特點，建立相應(yīng)的電位分布的數(shù)學(xué)模型，依據(jù)數(shù)學(xué)模型對陰極合理布置，在保證陽極保護(hù)效果的同時節(jié)約了成本。
文檔編號C23F13/06GK102011126SQ20101057282
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者史立軍, 周斌, 李丕興, 王振華, 肖世猛, 莫春萍, 謝生龍, 鄭建國 申請人:天華化工機械及自動化研究設(shè)計院