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廢棄物焚燒裝置中的防腐技術
(上海富晨化工有限公司 200233)
摘要:本文詳細闡述了廢棄物焚燒裝置中的驟冷塔、洗滌器、煙囪等部位的腐蝕原理和相應防腐材料技術,并對多年的實際防腐蝕應用經驗進行了系統的總結,這就為廢棄物焚燒裝置中的防腐提供可靠的處理方案,包括樹脂的選擇和設備的結構形式。
關鍵詞:廢棄物;乙烯基樹脂;防腐蝕;驟冷塔;洗滌器;煙囪
1.前言
改革開放以來,隨著國民經濟的高速發展、人口的不斷增多以及人民生活水平的日益提高,各種廢棄物的產生量也日漸增多,廢棄物對環境的污染已經成為日益嚴重的問題之一。如何經濟、有效地進行廢棄物處理已成為城市發展中一個不容忽視的問題,焚燒法是目前國內外最通用的廢棄物處理方法,是將廢棄物置于高溫爐中,使其中可燃成分充分燃燒后,煙氣經過達標處理后再通過煙囪排放的一種方法。因垃圾的成分復雜且含有大量的腐蝕性物質,一般的處理方法是采用濕法脫除有害氣體,煙氣中含有粉塵,二氧化硫、氟化氫、氯化氫、氮氧化物、水蒸氣、亞硫酸和硫酸等復雜的組分,并且酸堿交替,干濕交替,腐蝕與磨損并存,脫硫設備必須承受多種多樣的物理、化學、溫度和機械負荷,特別是其中新生的亞硫酸、硫酸、氫氟酸和鹽酸是導致設備腐蝕的主體。在此過程中有三個部位最容易受到腐蝕:1. 驟冷塔2.洗滌器3.煙囪
作為一個提供高性能特種防腐蝕樹脂的廠家,上海富晨化工有限公司多年來與該行業中的許多廠家建交了良好的合作機制,積極在行業中推廣高性能耐腐蝕非金屬材料,使困擾一些廠家多年的腐蝕問題得以解決,確保了裝置的長周期運轉,因此,本文結合多年的成功應用經驗和部分典型案例,對一些高性能耐腐蝕樹脂及其相關產品在廢棄物焚燒裝置中的應用加以總結。
2、焚燒裝置中主要部位的防腐蝕
2.1驟冷塔
2.1.1驟冷塔的工作環境
從廢棄物焚燒中產生的氣體在排放前必須予以凈化,此凈化過程通常先將熱氣體導人驟冷塔,在這里用水噴灑使熱氣體的溫度迅速下降。煙氣進口溫度一般在220℃左右,最高時達到300℃左右。煙氣從驟冷塔出來時溫度下降到40~70℃,進入洗滌器進行沖洗操作。
在此過程中, 煙氣的溫度降幅較大, 驟冷塔承受了很大的熱沖擊,而煙氣中含有的大量酸性腐蝕性物質,在溫度降低后形成酸霧則具有極強的腐蝕性,所以對制造驟冷塔的材料就有較高的要求:耐腐蝕、耐熱、耐熱沖擊。過去一般采用整體不銹鋼或碳鋼內襯防腐材料襯里的結構,但即使用不銹鋼如耐熱鎳合金(鎳含量大于50%)來制作,也不能使用很長時間,國外做過此類實驗,用耐熱鎳合金做的驟冷塔在使用6000h后5mm厚的鎳合金板已被腐蝕到只剩2mm。橡膠襯里的防腐蝕特性雖然不錯,但是承受不了這么高的熱沖擊,包括在FGD系統中和垃圾處理系統中,橡膠襯里的一般推薦使用溫度均不能超過100℃。襯磚曾經是一種傳統的材料,但是要求襯里不能有磚脫落,因此實際使用時很難找到一種能把磚和容器很好黏結起來的膠泥,另外襯磚工程造價相對來說也貴。所以過去碰到此類問題時,一般廠家會選用鈦合金來做,使用效果雖好,但價格過于昂貴。隨著有機類新材料的不斷推出,人們越來越希望能有一種新材料以較低的價格在此領域來取代鈦合金,滿足人們的使用要求。上海富晨公司作為專業的高性能防腐蝕樹脂的生產廠家,一直致力于此類材料的開發,經過幾年的努力,成功推出了一種新材料:高交聯密度的環氧乙烯基樹脂FUCHEM898,此樹脂是采用高環氧值、多官能的酚醛環氧樹脂與甲基丙烯酸反應而成,有很好的耐熱性能(Tg=190℃,HDT=155℃),此產品的熱變形溫度(HDT)高出標準的酚醛環氧乙烯基酯樹脂(如890樹脂等)20~30℃,實際使用時長期溫度可達到230℃,瞬間可承受的氣相高溫可達到300℃,可使其復合材料經得住驟冷塔中的熱沖擊,我們曾經用標準的酚醛環氧乙烯基做過對比試驗,在試驗過程中發現標準型的酚醛環氧乙烯基樹脂耐熱性能還不能很好的達到要求。該高交聯類型樹脂的特殊化學結構賦予了該樹脂獨特的理化特性,我們對此樹脂的耐高溫性能做了測試,從表中的數據可以得出:其玻璃鋼在高溫條件下仍具有高的強度保留率,結果見下表:
表1 連續高溫下的FUCHEM898樹脂玻璃鋼彎曲強度保留率
溫 度 |
彎曲強度保留率 |
|||
7天 |
90天 |
180天 |
365天 |
|
200℃ |
103% |
83% |
72% |
63% |
175℃ |
100% |
101% |
87% |
76% |
150℃ |
102% |
97% |
95% |
86% |
注:表中的數據表示經連續高溫放置后的彎曲強度保留率,以25℃下的彎曲強度為100%。
采用此樹脂制作的整體玻璃鋼驟冷塔,造價只有鈦合金的1/3左右,可以很好的滿足使用條件,正得到越來越廣泛的應用。
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