1  原材料（不透性石墨）對(duì)圓塊孔式石墨換熱器性能的影響

   不透性石墨具有耐腐蝕性好，熱導(dǎo)率高，使用溫度較高等優(yōu)點(diǎn)。但因所采用的石墨原材料(顆粒度、浸漬劑，石墨化程度等)不同影響了設(shè)備的使用壽命和安全性。

1.1  顆粒大小

   構(gòu)成石墨母材的顆粒度越大，則材料體積密度越小，機(jī)械強(qiáng)度愈低。顆粒間的孔洞越大，鉆削孔時(shí)可能暴露更多通孔，孔隙率增高。為達(dá)到使用要求的致密性則浸漬劑的數(shù)量就會(huì)增多，影響浸漬質(zhì)量和不透性石墨的導(dǎo)熱性。密度大，則機(jī)械強(qiáng)度越大。所以，選用體積密度高（細(xì)顆粒、B級(jí)）的母材進(jìn)行浸漬熱處理，所加工生產(chǎn)的設(shè)備質(zhì)量穩(wěn)定性和安全性高，使用效果好。

1.2  浸漬劑

   浸漬劑在石墨母材中填充空隙，浸漬劑種類的不同，將直接影響不透性石墨的耐腐蝕性。浸入量不同，則影響不透性石墨使用溫度和耐蝕程度。浸漬真空度大，加壓壓力高，可減少浸漬次數(shù)，換熱效果亦優(yōu)于傳統(tǒng)浸漬工藝（三遍浸漬、三遍熱處理）。

   因浸漬樹脂的耐腐蝕性能遠(yuǎn)低于石墨本身的耐蝕性，所以浸入量越多，耐腐蝕越差，耐溫差急性更差，因此一般要求浸入量不得超過10%。酚醛樹脂浸漬不透性石墨可滿足該類設(shè)備使用要求。不透性石墨材料經(jīng)180∽300℃中溫處理，可以增大浸漬樹脂穩(wěn)定性，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

1.3  石墨化程度

   石墨材料一般可分為半石墨化電極（再生電極）和石墨化電極兩大類。再生電極熱導(dǎo)率低于石墨化電極，不宜用作導(dǎo)熱材料。石墨化電極熱導(dǎo)率λ=100∽130w/m·k或更高，耐溫差急變性能優(yōu)于再生電極。石墨化程度直接影響了設(shè)備的換熱效果，國(guó)外全部為細(xì)顆粒化工專用石墨化材料。我國(guó)新頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《石墨制壓力容器》推薦使用接近國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的B級(jí)石墨材料。

2   圓塊孔式石墨換熱器結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

   圓塊孔式石墨換熱器為目前較先進(jìn)，性能較優(yōu)越的一種石墨換熱器。圓柱體換熱塊采用標(biāo)準(zhǔn)單元塊，具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，本結(jié)構(gòu)不采用膠結(jié)劑而采用聚四氟乙烯O型圈密封介質(zhì)，加裝壓力彈簧作熱脹冷縮的自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，采用短通道、增加再分配室以提高紊流效應(yīng)等，因而本換熱器具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、耐溫耐壓性能強(qiáng)、抗沖擊性能好、傳熱效率高、使用壽命長(zhǎng)并便于檢修的特點(diǎn)。本系列產(chǎn)品廣泛用作加熱器、冷卻器、冷凝器。

   技術(shù)特性： 設(shè)計(jì)溫度：-20～200℃（可以提高到320℃）

設(shè)計(jì)壓力：常壓～0.6MPa（亦可根據(jù)用戶需要設(shè)計(jì)、制造0.6～2.4MPa壓力的本型產(chǎn)品）規(guī)格：3～400平方米

3 石墨換熱器傳熱計(jì)算

石墨設(shè)備應(yīng)用可分為液-液，液-氣換熱兩種形式。應(yīng)用圓塊孔式石墨換熱器的兩種流體的流向?yàn)殄e(cuò)流和簡(jiǎn)單折流。即：縱向沿一個(gè)方向流動(dòng)，而橫向（冷卻水或冷凍鹽水）與縱向呈垂直的方向先沿一個(gè)方向流動(dòng)，然后折回向相反方向流動(dòng)，如此反復(fù)地作折流運(yùn)動(dòng)。

其平均溫度的計(jì)算必須乘以校正系數(shù)εΔt，εΔt>0.8合理，否則需調(diào)整工藝參數(shù)。

石墨換熱器傳熱系數(shù)計(jì)算，可參照下表二、表三中數(shù)據(jù)；介質(zhì)的垢層系數(shù)αd（w/m2·k）見表四。

石墨換熱器傳熱系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值         表二

序號(hào) 處 理物 料 平均溫度℃ 換熱

形式 傳熱系數(shù)K w/(m2·k) 備     注

1 氯化氫氣體冷卻 100∽40 冷卻 34.89∽46.52 板式

2 氯化氫冷凝（97%HC1水冷） 75∽40 冷凝 34.89∽174.45 列管式

3 氯化氫冷凝（99%HC1鹽水冷） 40∽-15 冷凝 17.45∽34.89 列管式

4 鹽酸冷卻（21%HC1） 130∽25 冷卻 581.5∽930.4 列管、塊孔式

5 鹽酸冷卻（31%HC1） 80∽40 冷卻 348.9∽465.2 板式

6 列管式氣體冷卻器   34.89∽58.15