原材料对圆块孔式石墨换热器性能的影响
不透性石墨具有耐腐蚀性好，热导率高，使用温度较高等优点。但因所采用的石墨原材料(颗粒度、浸渍剂，石墨化程度等)不同影响了设备的使用寿命和安全性。
1.1 颗粒大小
构成石墨母材的颗粒度越大，则材料体积密度越小，机械强度愈低。颗粒间的孔洞越大，钻削孔时可能暴露更多通孔，孔隙率增高。为达到使用要求的致密性则浸渍剂的数量就会增多，影响浸渍质量和不透性石墨的导热性。密度大，则机械强度越大。所以，选用体积密度高（细颗粒、B级）的母材进行浸渍热处理，所加工生产的设备质量稳定性和安全性高，使用效果好。
1.2 浸渍剂
浸渍剂在石墨母材中填充空隙，浸渍剂种类的不同，将直接影响不透性石墨的耐腐蚀性。浸入量不同，则影响不透性石墨使用温度和耐蚀程度。浸渍真空度大，加压压力高，可减少浸渍次数，换热效果亦优于传统浸渍工艺（三遍浸渍、三遍热处理）。
因浸渍树脂的耐腐蚀性能远低于石墨本身的耐蚀性，所以浸入量越多，耐腐蚀越差，耐温差急性更差，因此一般要求浸入量不得超过10%。酚醛树脂浸渍不透性石墨可满足该类设备使用要求。不透性石墨材料经180∽300℃中温处理，可以增大浸渍树脂稳定性，延长设备使用寿命。
1.3 石墨化程度
石墨材料一般可分为半石墨化电极（再生电极）和石墨化电极两大类。再生电极热导率低于石墨化电极，不宜用作导热材料。石墨化电极热导率λ=100∽130w/m?k或更高，耐温差急变性能优于再生电极。石墨化程度直接影响了设备的换热效果，国外全部为细颗粒化工专用石墨化材料。我国新颁布的国家标准《石墨制压力容器》推荐使用接近国外标准的B级石墨材料。
石墨管材根据其浸渍的材料不同，分为合成树脂浸渍、水玻璃树脂浸渍以及沥青浸渍。
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石墨在模具中的应用
(1)石墨在高速加工中的应用
1)石墨与铜不同，石墨为颗粒状结构，其机械切削阻力更小，只有铜的1/5左右;因此更容易切削。特定条件下，石墨的切削效率甚至可以达到铜电极的5倍，其进给速度(F)可以达6000MM/MIN以上;并且不容易发生断刀等加工事故。
2)石墨加工刀具的选择
值得一提的是，很多模具企业认为石墨应该比铜更软，实际上石墨的硬度比铜更高，EDM用石墨的硬度一般为50～90(HRA)肖氏硬度，而紫铜一般为50～80(HBN)布氏硬度，约17～20肖氏硬度。因此在加工石墨的过程中，其刀具的选择就变得非常重要。东洋炭素建议在加工石墨时，尽可能选择金刚石刀具或金刚石涂层刀具，
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新型列管式石墨换热器在合成氨生产中的应用
在合成氨生产过程中，始终伴随着热量交换，特别对化肥企业来说夏季气温上升，压缩机出工不出力现象普遍存在。
夏季气温上升，半水煤气脱硫后进人清洗塔清洗，而清洗塔在烈日暴晒下，温度高达40—43cc，使半水煤气在40cc的水饱和蒸汽压为880mmH 0 (8.63kPa)，半水煤气在2 600mmH 0(25.50kPa)(G)出清洗塔进人压缩机一段，一般由清洗塔到压缩机一段的半水煤气总管长100m，流速为8 10m/s，温度到达压缩机前可达到44cc，因而压缩机在夏季存在“有气无力”的现象。
在夏季水温高，压缩机“有气无力”、传热效果差、能耗高是制约合成氨生产的主要问题，对化肥企业来说，夏季是销售旺季，需要生产装置满负荷运行。针对以上问题我们经过了反复的研究，决定采用新型列管式石墨换热器，用在压缩机一段前，取得了良好的经济效益。
1 新型石墨换热器设备
(1)不透性石墨材料
不透性石墨是一种由人造石墨及合成树脂通过浸渍、压制、浇铸等方法制得新型的结构材料，它和其它一切非金属耐腐蚀材料的区别在于，除了具有高度的化学稳定性能，还具有极高的导热性能且不污染介质，不易结垢，因而大大的扩展了其应用范围。
在化学稳定性方面，不透性石墨除了强氧化性酸及碱外，对大部分化学介质都是耐腐蚀的，特别含氯离子的介质。在导热性方面，浸渍石墨的导热系数为
100～l10W/m·K，其导热系数和铜、铝相仿，是普通碳钢2.5倍以上，通常将其制作热交换器就是根据这一特点。
在热稳定方面，酚醛浸渍石墨一般可以承受l70 左右的温度，其热膨胀系数很小，大约为0.4～0.45×10 /K。
(2)新型热交换设备
新型列管式石墨热交换器两端为固定管板，管板与换热管连接使用高弹性耐腐蚀橡胶材料，实行三道弹性密封，设备结构简单，抗震性好、传热性能好，且操作阻力小，易维护和清理。彻底消除了传统石墨换热器结构上因粘结剂与浸渍石墨块材料线胀系数的明显差异所引起的应力破坏，消除了温度作用下石墨换热管“差异伸长”和温度不均布因素导致的破坏作用。即使在温差较大条件下，运行仍然稳定可靠。设备全部采用活性连接，换管方便，换热面积不减少，避免因堵管造成的整机报废情况。该新型石墨换热器许用压力可达到1.0MPa，使用温度可达到150 cc。
2 在合成氨中的应用
为了解决压缩机“有气无力”问题，以前有一些厂家采用以喷淋式和喷射式为主的混合热交换器，有的直接采用冷冻水进行降温。前者存在着诸如电耗高、有效气体成分损失、气水分离等系列问题，而后者投资大、耗能更高。在压缩机前增设石墨管煤气冷却器，考虑到夏季煤气温度平均46cC，故而采用温度较低的一次性地下水(温度为l 6 )对煤气进行冷却，这样压缩机一段人
口温度在夏季可降低10~C以上，可以始终保持压缩机满负荷运行。
(1)应用情况分析
根据克拉伯龙方程：PV=MRT可知，降低压缩机一段进气温度，可以提高压缩机打气量。以8×104t/a合成氨计算(投资约50万元)，其新型石墨换热器传热面积为712mz，按降低l0cc计算，可增加输气量为2_3%。
(2)经济效益
在正常情况下，原来系统日产氨280t，则按氨产量折算，新型石墨冷却器投产后可增加产量280×2.3%=6.44( )，高温季节按每年150天计算，则每年因此增加产量6.44×l50=966(fa)。按合成氨价格l 800元/t，吨氨耗煤700×1.3=900元，吨氨其它费用50元，耗水费用约500元/天，则每年增加效益：(1800—900—50)×966一l50×500=74.61万元
通过以上计算可以看出，合成氨生产装置在压缩机一段人口采用新型石墨换热器可有效提高设备运行负荷，增收节能，不到一年即可收回设备投资。
总之，从平度天柱等几个厂家使用情况来看。新型石墨换热器的使用取得了令人满意结果。我们相信，其使用前景将会更好。
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