水加熱溫度超過374度,外加壓力超過22.1MPa時為超臨界水,這種看似氣體的液體有很多性質(zhì),比如具有極強的氧化能力,將需要處理的物質(zhì)放入超臨界水中,再向其中溶解氧氣(可以大量溶解),其氧化性強于高錳酸鉀。二是許多物質(zhì)都可以在其中燃燒,冒出火焰。三是可以溶解很多物質(zhì)(比如油),且在溶解時體積會大大縮小,這是因為超臨界水在這時會緊緊裹住油。四是它能夠緩慢地溶解腐蝕幾乎所有金屬,甚至包括黃金(與王水相仿)。五是它的超級催化作用,在超臨界水中,化學物質(zhì)會反應得很快,有些更可以達到恐怖的100倍!
因科鎳(Inconel)合金是鎳鉻鐵合金的一種,該類合金的最大優(yōu)點是鎳的含量高,可耐受強堿強酸腐蝕性好,同時,因科鎳合金的高溫性能優(yōu)良,特別是718(美國牌號,中國牌號169)這種因科鎳合金在700度時的許用應力相當于常溫下的316L不銹鋼,顯示了超強的耐高溫高壓強度,是很好的高溫高壓反應釜的使用材質(zhì)。
鋯材高壓反應釜成本雖高,但耐腐蝕,耐酸堿并且使用時間長,還是很經(jīng)濟的反應釜設(shè)備。在聚合物的生產(chǎn)中,鋯的應用是代替石墨作熱交換器。鋯熱交換器的成本雖比石墨約高4倍,比鈦約高 2倍,但它經(jīng)久耐用足以彌補成本費。鋯反應釜成本雖高,但耐腐蝕,耐酸堿并且使用時間長,還是很經(jīng)濟的反應釜設(shè)備。
例如:在蒸氣壓力為239000Pa,溫度為373K,管中流體含5%硫酸、3%硫酸鋅、6%硫酸鈉的條件下,用鋯盤管代替鉛盤等,使用壽命在10年以上。
用途;適用于鈦無法勝任的酸、堿介質(zhì)中(氫氟酸除外)。
我們曾在多種農(nóng)藥設(shè)備上進行過工業(yè)鋯的應用研究,如在農(nóng)藥反應罐中進行了鋯的實際應用與掛片試驗。農(nóng)藥水解反應的條件為:20%硫酸+甲萘胺;溫度220-250℃;15個大氣壓(1520kPa),一個流程時間為7h,在此條件下設(shè)備腐蝕嚴重,1mm厚普通鋼板,反應后即腐蝕穿孔。原采用罐內(nèi)搪12- 14mm厚的鉛層為防腐層,則易污染環(huán)境,鉛的抗腐蝕也較差,一個搪鉛反應罐,僅能使用50-60批料即穿孔漏液。鋯掛片試驗條件為:生產(chǎn)介質(zhì)20%硫酸+甲萘胺;生產(chǎn)200-250℃;壓力14-15個大氣(1419-
1520kPa)。結(jié)果表明,隨時間增加,鋯母材與焊縫區(qū)氧含量稍有增加,但增加速度較緩,對鋯的力學性能未引起惡化。而氫含量卻在這種介質(zhì)腐蝕中逐漸下降,可減少脆性,對鋯有利,年腐蝕率僅為
0.024-0.04mm/a。
總之:鋯高壓反應釜成本雖高,但耐腐蝕,耐酸堿并且使用時間長。