基于金屬材料理化特性化工設備節能工藝的研究

研究金屬材料的理化特性是研究化工設備節能的重要一部分，結合金屬理化特性加強對化工設備節能裝置的研發(fā)對促進(jìn)化工設備節能具有積極意義。金屬有很多的理化特性，金屬的理化特性可以幫助區分各種金屬的不同，不同的金屬對化工設備的節能有不同的作用，通過(guò)研究金屬特性研究化工設備是化工設備節能工藝研究的一個(gè)重要手段。
1　金屬材料理化特性
金屬理化特性包括：金屬光澤，大多數金屬都具有金屬光澤，如銀的銀白色，金的金黃色；導電性，如：銅和銀都有很好的導電性；導熱性，金屬都具有很好的傳熱性即導熱性，銀的導熱性；延展性，大多數金屬都具有延性和展性，金的延展性，可以拉伸為金絲，可以壓成金箔；金屬有自己的顏色，如：銅是紅色的，鐵是黑色的，鎂是淺灰色的。金屬的狀態(tài)：常溫下除汞外都是固體。鎢是熔點(diǎn)高的金屬，硬的金屬是鉻，軟的是銫。
金屬材料的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)對化工設備都具有影響。金屬材料的物理性能對化工設備的加工工藝也有一定的影響。例如，高速鋼的導熱性較差，鍛造時(shí)應采用低的速度來(lái)加熱升溫，否則容易產(chǎn)生裂紋；金屬材料的化學(xué)性能主要是指在常溫或高溫時(shí)，金屬材料抵抗各種介質(zhì)侵蝕的能力，如耐酸性、堿性、抗氧化性等。
2　金屬材料對化工設備節能工藝的影響
2.1　研究金屬熱處理對化工設備節能的影響
金屬材料的熱處理是指將金屬材質(zhì)的工件放在一定的介質(zhì)中，對其進(jìn)行加熱、保溫、冷卻等處理，通過(guò)這些方式改變金屬材料表面或內部的組織結構來(lái)控制金屬性能的工藝方法。將被處理過(guò)的已改變性質(zhì)結構的金屬材料用在化工設備上，達到節約能源的作用。如：將經(jīng)過(guò)外加電源保護法的金屬放在化工設備內，減少設備產(chǎn)生的腐蝕面，降低對化工設備處理的費用，延長(cháng)化工設備的使用壽命。
2.2　化工設備常用金屬材料加工工藝
化工設備常用的金屬材料的加工分為冷加工和熱加工。冷加工主要包括鉗、刨、磨等?；ぴO備的熱加工主要為鑄造和鍛壓，鍛壓分為鍛造和沖壓。鍛造和沖壓都屬于變形加工。鍛造加工的歷史比較長(cháng)。鍛造是用捶打和擠壓的方式把金屬鍛造成型。沖壓即沖擊和擠壓，沖壓的加工方式主要應用于加工無(wú)煙囪錐度要求獲得一定規格的零件。這種方式生產(chǎn)成本低，非常。
2.3　化工工藝可能用到的金屬處理方法
（1）金屬鑄造工藝。金屬鑄造是指將熔融到一定程度的金屬熔液倒入鑄型中，經(jīng)過(guò)冷卻和凝結后得到預定形狀鑄件的工藝。金屬鑄造工藝可以避免使用機械化加工而產(chǎn)生的能量損耗。金屬鑄件的穩定性高，表面粗糙度低，易于人工掌握。
（2）金屬材料切割。金屬材料切割是指用機床等對坯料或工件進(jìn)行切割，讓工件成為所需的尺寸。金屬材料的切削加工是機械制造工藝中的重要加工方法，可以達到工件所需的精度和表面粗糙度，在機械制造工藝中一直占有重要的作用。
（3）粉末冶金。粉末冶金是用金屬或非金屬為原材料經(jīng)過(guò)一系列復雜的化工工藝形成金屬材料，復合材料等。粉末冶金可以減少金屬成分偏聚、不均勻等締結問(wèn)題。粉末冶金技術(shù)在化工工業(yè)、材料制備、納米科技、新材料等領(lǐng)域都具有舉足輕重的作用。
（4）金屬焊接。金屬的焊接是指在高溫、高壓或加熱的方式下對金屬或其他熱塑性材料進(jìn)行接合的制造工藝。好的焊接技術(shù)是機械制造的根本，如果焊接不恰當會(huì )直接影響產(chǎn)品的性能。好的金屬焊接也可以提升化工設備的質(zhì)量，增加化工設備的使用時(shí)間。
3　化工設備工藝的研究
金屬材料對化工設備工藝的影響。金屬材料的熱膨脹性和磁性都會(huì )影響化工設備的正常使用，正確合理的使用金屬材料，控制金屬的熱膨脹和磁性可以影響化工設備的準確性、穩定性和使用壽命。
在金屬熱加工和熱處理的過(guò)程中控制金屬熱膨脹性，可以減少化學(xué)設備工件的變形和開(kāi)裂。金屬材料導磁的性能可以逐漸變?yōu)榇判?，順磁性材料在外磁?chǎng)中可以被微弱的磁化，削弱外磁場(chǎng)對材料的影響。所以在有需要削弱磁場(chǎng)的儀器時(shí)，可以通過(guò)金屬材料導磁化達到需要的目的。
4　化工設備節能減耗的方法
4.1　化工設備減耗方法
化工設備的主體材料對酸堿性的要求都很高，適合用于化工設備主體材料的金屬有很多，但是那些金屬的造價(jià)高，用于化工設備的制造并不符合化工工藝發(fā)展的合理性。為了找到適合代替昂貴金屬的化工設備的金屬材料，可以對一些金屬材料進(jìn)行處理。例如，利用化學(xué)腐蝕的原理對化工主體設備進(jìn)行鈍化或者電鍍處理，阻止反應物對化工設備的腐蝕，降低化工設備的損耗。
4.2　化工設備節能方法
利用金屬具有導熱性的理化特性，對化工設備工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量進(jìn)行收集和貯存。導熱性好的金屬散熱性也好，導熱性的金屬是銀，銅和鋅次之，可以用來(lái)收集化學(xué)反應過(guò)程中產(chǎn)生的熱量。如：用導熱性好的金屬制作散熱器、熱交換器等化工設備的零件。提高能量的利用率，增加化工設備節能的效果。
5　化工工藝節能減耗的方法
5.1　加快化工工藝反應的時(shí)間
熱管換熱器可以加快化工工藝反應的時(shí)間，減少化工設備中反應進(jìn)行的時(shí)間和熱量的損耗，減少化工工藝冷熱水交換時(shí)物質(zhì)分離所造成的能量損耗。熱交換管可以提高整個(gè)化工設備的能量運用率。熱交換管在化工反應中靈活性很大，熱交換管可以用作分離提純。在化工工藝的熱分餾中，采用熱蒸餾的方法，可以解決堵灰和能量流失等問(wèn)題。
5.2　減少化工工藝過(guò)程中的能量損耗
使用化工設備減少化工工藝反應過(guò)程中的能量損耗，利用金屬的性質(zhì)加強熱泵的熱收集能力，使化工設備工藝更加節能。例如，熱泵。熱泵可以利用自身的能量，凝聚介質(zhì)中的熱量?？梢越档突ぎa(chǎn)品分離過(guò)程中的能量損耗，避免化工工藝發(fā)生過(guò)程中熱循環(huán)系統逐漸升溫而造成的體系不穩定問(wèn)題，減少能量的流失。
6　結語(yǔ)
綜上所，研究金屬材料的理化特性對化工設備節能工藝的發(fā)展具有促進(jìn)作用，例如：用一些導熱性能好的金屬材料可以收集化工設備工作中產(chǎn)生的熱量，將收集的熱量用作對某些設備的預熱或者對需要加熱的反應物進(jìn)行加熱處理。結合金屬的理化特性發(fā)展化工設備的節能工藝，將減少財力和資源的損耗，在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)提高能量的利用率。促進(jìn)金屬材料在化工設備發(fā)展中的作用。