世界各国石墨换热器的生产制造工艺技术方案

世界各国石墨换热器的生产制造工艺技术方案常见的有四条。

第一条为压型不透性石墨工艺，将要人工合成石墨粉与防腐蚀涂料混和，经压型、干固、机械加工制造和安装而成。该工艺生产制造周期时间短，生产制造便捷，低成本，生产制造的热交换器冲击韧性高，但热传导特性相对性较低。原苏联、日本和在我国常采用这类技术性，适用生产制造列管换热器石墨换热器。如原苏联ATM 一型石墨商品，其秘方为粗颗粒物人工合成石墨33%，细颗粒物人工合成石墨43.6%，脲醛树脂23.4%。 [3] 中国制造业企业采用这类工艺生产制造了大批量的石墨换热器。为了更好地使石墨换热器能解决一些独特物质，世界各国还采用了不一样的粘接剂。如原苏联诺契尔斯克电级厂为了更好地提升石墨换热器的耐腐蚀特性，进行了用酚醛树脂咪唑光固化树脂的科学研究，并得到了一定的成果。中国许多公司从上世纪70时代逐渐生产制造聚乙烯压型石墨管，用以生产制造列管换热器石墨换热器。有的仍在这个基础上添充玻纤以提升石墨坯材的抗压强度。

第二条为电级浸渍脲醛树脂的工艺，即采用粗颗粒状的焦炭与沥青胶泥混和，经挤压加工、培烧、石墨化、浸渍、机械加工制造，再安装而成。这类工艺生产制造的石墨原材料硬度高，导热性好，可以做成规格型号大、传热总面积大的块孔式或列管换热器石墨换热器，但生产制造时间长，成本费较高，板材的粒度分布粗。这类工艺曾在世界各地的运用非常普及化，如今已基本上取代。而现阶段在我国绝大多数石墨换热器是采用这类工艺生产制造。

第三条是综合型工艺技术方案，即采用细颗粒物的人工合成石墨粉与沥青胶泥混和后，经震动成形、培烧、浸渍环氧树脂、生产加工、安装而成，产品成本较第一、二种工艺线路低得多，做成的石墨原材料硬度高，品质平稳，尤其是石墨化电级紧缺时，实际意义更高。在我国吉林市江城碳素厂就采用这类工艺生产制造块孔式石墨换热器。 [3]

第四条为采用化工厂专用型石墨浸渍环氧树脂的工艺技术方案。即把细颗粒物的煅烧石油焦(颗粒度为0.1—0.2mm)与沥青胶泥混和，经热轧带钢、研磨成粉、模压、培烧、石墨化、浸渍环氧树脂、机械加工制造再安装而成。这类不透性石墨原材料颗粒物微小、致相对密度高、应用工作压力达0.5—1.5MPa、换热效很好，可以做成高品质的石墨换热器，工业生产资本主义国家广泛采用这类工艺生产制造石墨换热器。中国化工厂项目建设引入的石墨换热器一般均为这产品。中国东新电碳厂自1981年至今，采用性能卓越细颗粒物构造的不透性石墨原材料，生产制造了KSH系列产品圆块孔式石墨换热器，做到国外同类商品水准。 [3] 以上四条工艺线路中，在我国关键采用前三种工艺机构生产制造石墨换热器，其品质与国外产品对比还有一定差别。因此“八五”方案至今我国将四条工艺线路列入重要技术设备科技攻关，授权委托东新电碳厂等企业进行相对的科学研究，并得到了一定的成效。

自然，与量大范围广的金属材料热力设备相较为，石墨热力设备冲击韧性低和应用溫度不高的缺点较为显著，因此，近些年世界各国科学研究和生产制造单位采用了很多对策以提升石墨热力设备的整体特性。

最先是采用原材料提高技术性，石墨换热器用浸渍石墨块的采用在石墨原材料表层涂覆耐磨衬板金属氧化物的方式，提升斩假石的耐磨损蚀性，适合于在流动速度快、固态成分大的物质中应用。法国西格内企业研发了这类表层涂覆耐磨衬板金属氧化物镀层的OIABON石墨斩假石。除此之外，当列管式换热器用以解决带有较多固态颗粒物或流动速度迅速而存有浸蚀风险的场所时，还可以在焊缝的入料侧涂腐这类镀层，而涂腐这类方式的费用并不高。石墨换热器用提高石墨管的先将碳纤维材料束渗入环氧树脂或树脂饱和溶液，随后盘绕在石墨管的外表层，盘绕后，把水管加温到120—180℃，使环氧树脂干固产生稳固的传力桥。这类提高石墨管即使在负荷急剧下降和内应力起伏时，也可以维持其提高实际效果。石墨管中间、筒体与石墨管中间的粘接抗压强度也取得了提升，石墨管的破裂工作压力可扩大30—40%。次之是开发设计浸渍剂种类。浸渍石墨的不透性是靠浸渍来完成的。因而浸渍剂的品质可以直接危害石墨换热器的性能指标。常见的浸渍剂有热固性塑料、高粘度的脲醛树脂、改性材料脲醛树脂、糠酮环氧树脂、有机硅树脂等，应用水温约170℃。

与此同时，世界各地还开发设计出一些与众不同的浸渍剂，如日本开发设计的二乙烯基苯环氧树脂N210产品系列，应用环境温度一般为180—320℃，大大的扩展了石墨换热器的运用范畴。而英国开发设计了聚酯环氧树脂做为石墨原材料的浸渍剂，用以生产制造食品类工业级热力设备。除此之外美、法、日、原苏联等国为使石墨换热器能在持续高温下应用，采用了“碳浸渍法”，即采用碳含量较高的氮化合物在持续高温下气相色谱热裂解，使其产生的热裂解碳堆积在碳孔隙度中，以做到石墨原材料的不透水性。这类原材料制作而成的石墨换热器的应用溫度达到400℃。在我国除常见的脲醛树脂和少量的聚四氟乙烯浸渍的石墨换热器外，在浸渍剂开发设计层面与全球水准还有一定的差别。

三是改善石墨换热器构造，提升设施的性能指标和运作可靠性。欧帆炭素企业的块孔式热交换器的产品结构设计当今世界是更为取得成功的，其结构特点取决于加强液态的流通性，在石墨块的上、下两边表面开一条相对高度为2—3mm的渗流槽，拼装层叠后将组成渗流提高器。虽然该公司的GMS/8型热交换器通常设计为多管程结构形式，但因为在各层中间均配有渗流提高器且长径比做到13.5，因此提升了传热效。除此之外根据采用多壳程构造，在每2个传热块正中间放一折流板，与外壳侧折流板分开，强制性液体经横着孔道流动性以提升换热效。