特殊工況應用 | 滑板閥在高純度釩化合物生產工況的應用

近200年前，瑞典化學家尼爾斯-加布里埃爾-塞夫斯特倫（Nils Gabriel Sefström）發現了一種新元素。受其化合物豐富色彩的啟發，他以斯堪的納維亞美麗女神Vanadís（Freyja）的名字將其命名為“釩”。

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生產與應用

如今，世界上最純凈的釩化合物是由美國釩公司以工業規模生產的。舒伯特-薩爾茨（Schubert & Salzer）公司生產的滑板閥在這一過程中發揮了關鍵作用，有助于達到并保持最佳工藝溫度。

美國釩公司位于阿肯色州，是釩化合物的主要生產商和供應商之一。含釩合金鋼廣泛應用于橋梁、建筑、汽車部件、航空航天工業、船舶和管道等多個行業，有助于實現輕質結構，提高資源效率。

然而，美國釩公司最著名的是其生產的五氧化二釩（V2O5）和三氧化二釩（V2O3）。據該公司稱，這兩種物質的生產達到了世界最高的純度。超純化合物用于特殊用途，如染料和特殊合金，或作為硫酸生產中的催化劑。

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能源轉型的需求

隨著能源轉型的推進，對純度極高的氧化釩的需求顯著增加。純度極高的氧化釩是釩氧化還原液流電池運行的關鍵輔助成分，可用于以可持續和節約資源的方式大規模儲存能源。釩氧化還原液流電池作為儲能設備幾乎可以無限擴展，使用壽命長，可進行15,000到20,000次充放電循環。

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釩氧化物的生產工藝

釩氧化物的生產是一種高精度工藝，主要原料是工業廢品，如鋼鐵工業的廢渣。這些廢渣經過細磨并與鈉鹽氧化，生成鈉和釩的水溶性化合物。為了高效地從爐渣中析出這些化合物，懸浮液必須加熱到95°C。

在過去，這種連續運行的工藝中，溫度經常發生變化，難以精確地達到并保持95°C的最佳懸浮液溫度。為了解決這個問題并提高效率，美國釩公司在工藝的中心點測試了舒伯特-薩爾茨公司生產的首批美國制造的8621型法蘭滑板閥。

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滑板閥

“閥門的調試非常簡單。定位器可以自動調節。一旦完成供氣和電氣連接，只需啟動自動調節即可。該閥門的滑板設計使安裝變得輕而易舉，因為較小的執行機構就足以控制閥門，從而使整體尺寸更加緊湊。”美國釩公司過程控制和項目經理Ben Davis說。

滑板閥設計的基本原理是兩個帶槽的滑板相互滑動并相互密封。執行機構只需克服兩個滑板之間的滑動摩擦力，閥門行程僅為6至9毫米。與其他閥門設計相比，所需的執行力最多可降低90%，因此可以使用更小的執行器。盡管總長度相同，但8621型滑板閥的設計更加緊湊，比同類截止閥更易于操作。

“這種較小的執行機構還有利于降低能源成本。由于行程更短，關閉或控制閥門所需的力更小，因此驅動閥門所需的空氣也更少。”Davis解釋說。

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實際應用效果

美國釩公司在一條蒸汽管線上安裝了這個閥門，該蒸汽管線用于加熱50,000加侖（約190,000升）的泥漿罐，用于浸出釩。這是一個連續的過程，每分鐘有100～140加侖（約400～550升）的冷漿液進入，也有相同數量的冷漿液流出。在這個過程中，浸出槽中的浸出液溫度保持在95℃。

“經過很短的時間，我們已經清楚地看到，用滑板閥取代之前安裝的截止閥對工藝流程產生了有利影響，可以顯著提高極純氧化釩的生產效率。新閥門使我們能夠更嚴格地控制進入工藝流程的熱能，這讓我們能夠匹配進入冷漿所需的熱能，從而減少溫度振蕩。”Davis補充道。

Schubert & Salzer滑板閥的升級為不斷提高生產過程的效率和進一步降低運營成本做出了重要貢獻。在改進后的氧化釩生產廠旁邊，一個用于生產釩氧化還原液流電池電解液的新工廠已經投產。因此，美國釩公司現在可以覆蓋超純釩電解液的整個供應鏈，為能源轉型和可持續發展貢獻力量。

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拓展了解：該工況應用8621型滑板閥

8621型滑板閥屬于Schubert & Salzer GS3（帶集成定位器）產品系列，其根據ASME B16.34、API RP 553、API 598、ASME B31.1 和 ASME B31.3 以及 ASME B16.5 標準設計，適用于各種工藝應用如蒸汽、液體、氣體等介質。

? 規格尺寸：

DN 15 - DN 200

? 壓力等級：

ANSI #150、#300

? 材料：不銹鋼 1.4408 / CF8M

碳鋼 1.0619 / WCC

? 溫度范圍：

介質溫度：-60°C 至 350 °C

? 連接方式：

法蘭設計 ASME B16.5

? 定位器：

8049 型數字定位器

定位器安裝符合 NAMUR 標準

? 附件：

金屬波紋管、限位開關、位置反饋、手動操作、先導閥等

? 防爆：

可選 ATEX 非電氣

II 2G Ex h IIC T6...T1 X Gb

II 2D Ex h IIIC 85°C...530°C X Db

? 版本：

NACE MR0175、ASME B31.5

ASME B31.8

ASME B31.9，可根據要求提供

? 認證和證書：

TA-Luft / ISO 15848-1

EC