Bản tin Kỹ thuật

Lựa chọn hợp kim cho các ứng dụng lưu huỳnh và axit sulfuric

Ghi chú: Để in bản tin này về việc lựa chọn hợp kim cho các ứng dụng lưu huỳnh và axit sulfuric, xin vui lòng bấm vào đây. 

Lưu huỳnh (S) là một trong những nguyên tố phong phú nhất trên Trái đất, và các đặc tính kháng khuẩn và chống nấm của nó có từ thời cổ đại.

Trong khi có những đề cập về việc sử dụng nó trong thuốc mỡ bôi ngoài da và như một chất khử trùng, khối màu vàng của lưu huỳnh, ngọn lửa màu xanh sáng mà nó phát ra khi đốt cháy, cùng với mùi chát đó, dẫn đến một mối liên hệ đáng ngại nữa. Đó là đốt lưu huỳnh mà Kinh thánh đề cập đến mỗi lần đề cập đến “diêm sinh” và sự chết tiệt vĩnh viễn là chủ đề của nhiều bài giảng về “lửa và diêm sinh”.

Mối liên hệ của nguyên tố này với độ sâu rực lửa của Địa ngục mờ dần khi vai trò quan trọng của nó đối với thực vật và sức khỏe con người được hiểu rõ hơn.

Sử dụng lưu huỳnh và axit sulfuric

Trong lịch sử được khai thác từ các khu vực xung quanh núi lửa và suối nước nóng, ngày nay, lưu huỳnh thường được sản xuất như một sản phẩm phụ của khí đốt tự nhiên và quá trình lọc dầu. Các chất ô nhiễm chứa lưu huỳnh được loại bỏ và chuyển thành lưu huỳnh dưới nhiều dạng khác nhau, cụ thể là axit sulfuric. Sau đó, nó được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp.

Thị trường nông nghiệp và thực phẩm và đồ uống dựa vào lưu huỳnh để hỗ trợ tăng trưởng, ngăn ngừa sâu bệnh, vi khuẩn và nấm, đồng thời kéo dài thời hạn sử dụng. Một ứng dụng chính là sản xuất phân bón. Các ứng dụng khác bao gồm quét bụi cây trồng, chế biến thực phẩm và sản xuất rượu vang.

Thường được giới thiệu dưới dạng sulfur dioxide, lưu huỳnh hoạt động như một chất bảo quản khi được thêm vào các mặt hàng như trái cây sấy khô. Các hợp chất hóa học của nó được sử dụng trong quá trình tinh chế đường để tạo màu cho đường nâu. Và, trong khi sulfit tự nhiên xuất hiện trong quá trình lên men, một số nhà sản xuất rượu bổ sung thêm nhiều hơn trong giai đoạn sản xuất này để bảo vệ và giữ gìn rượu của họ hơn nữa.

Ngành công nghiệp sản xuất giấy cũng dựa vào khả năng “tẩy trắng” của lưu huỳnh. Các ứng dụng khác bao gồm sản xuất giấy bóng kính và rayon, xử lý nước và năng lượng tái tạo. Có mật độ năng lượng cao hơn so với pin lithium-ion, pin lithium-lưu huỳnh hứa hẹn sẽ đẩy giới hạn của công nghệ pin có thể sạc lại.

Khi lưu huỳnh cháy và tiếp xúc với oxy, như xảy ra khi đốt nhiên liệu có chứa lưu huỳnh như than hoặc dầu diesel, phản ứng tạo ra sulfur dioxide (SO2), một chất gây ô nhiễm không khí thường được trích dẫn. Trong khi luật hạn chế phát thải đã bắt đầu chuyển hướng khỏi các nhà máy đốt than và tạo ra thị trường cho nhiên liệu biển có hàm lượng lưu huỳnh thấp, nhu cầu chiết xuất lưu huỳnh từ các quy trình sản xuất năng lượng vẫn còn, và do đó nhu cầu về các hệ thống đường ống tương thích về mặt hóa học vẫn còn.

Lựa chọn hợp kim

Để sản xuất, chuyển và sử dụng lưu huỳnh ở các dạng khác nhau, cần có các thành phần đường ống mềm và vật liệu xây dựng có thể khác nhau dựa trên những gì đang di chuyển qua ống và nồng độ, áp suất, nhiệt độ và các yếu tố môi trường.

Trong khi thép không gỉ 316 là một lựa chọn phù hợp cho hầu hết các ứng dụng lưu huỳnh — và thép không gỉ dòng 300 với khả năng chống ăn mòn rộng nhất đối với lưu huỳnh và các hợp chất của lưu huỳnh — có một số ngoại lệ đáng chú ý. Đối với phèn, axit lưu huỳnh ở nồng độ 5% - 10% và axit lưu huỳnh bão hòa, 316 SS là "kháng một phần" nghĩa là chúng tôi không khuyến nghị sử dụng liên tục.

Khi nói đến các giải pháp sau, chúng tôi không khuyên dùng 316 SS trong bất kỳ trường hợp sử dụng nào.

  • Natri hydro cacbonat (hay còn gọi là natri bisunfat), bão hòa
  • Lưu huỳnh clorua, khô
  • Axit sunfuric, 50%
  • Axit sunfuric đặc, sôi

Axit sulfuric thường được tìm thấy nhiều nhất trong các dung dịch đậm đặc và nó, cùng với những chất khác được liệt kê ở trên, yêu cầu các hợp kim đặc biệt có tỷ lệ phần trăm niken và crom cao hơn do tính chất oxy hóa mạnh của chúng. Các tùy chọn hợp kim cho ứng dụng này sẽ bao gồm Inconel ™ 625 và Hastelloy ™ C276.

Đối với axit sunfuric đặc, thứ tự tương đối của khả năng chống ăn mòn, theo thứ tự giảm dần, sẽ là:

  • Hastelloy ™ C276
  • Incoloy ™ 825
  • Inconel ™ 625

Thông thường, các dung dịch có chứa clorua, cần phải xem xét thêm khi lựa chọn hợp kim. Ngoài thành phần môi trường, tốc độ dòng chảy cao có thể đẩy nhanh tốc độ ăn mòn và cũng có tác dụng khi chọn một hợp kim. Đặc biệt là trong những trường hợp này, rõ ràng là độ dày của tường cũng đóng một vai trò trong việc chống ăn mòn và cũng phải tính đến thiết kế kỹ thuật.

Để có danh sách đầy đủ hơn về khả năng tương thích của hợp kim với môi trường lưu huỳnh và axit sulfuric, hãy xem biểu đồ chống ăn mòn. Đối với các câu hỏi khác, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi.

viTiếng Việt