水泥廠(chǎng)設備腐蝕

前言：

在國家大力推行節能減排，環(huán)保未來(lái)的氛圍下，各類(lèi)工廠(chǎng)的廢棄、廢液、廢料的后續處理問(wèn)題變得尤為重要。也因此催生了很多環(huán)保型企業(yè)，專(zhuān)門(mén)解決各類(lèi)工廠(chǎng)的廢料出料問(wèn)題。但是廢氣、廢液等在處理前和處理時(shí)所帶來(lái)的問(wèn)題同樣需要注意，即對相應設備的腐蝕損壞。

以水泥廠(chǎng)的高溫煙氣為例，水泥的生產(chǎn)工藝，以石灰石和粘土為主要原料，經(jīng)破碎、配料、磨細制成生料，喂入水泥窯中煅燒成熟料，加入適量石膏（有時(shí)還摻加混合材料或外加劑）磨細而成。生料在煅燒成為熟料的過(guò)程中，會(huì )產(chǎn)生一些酸性物質(zhì)如CO₂、SO₂、SO₃、CaCl₂、Cl₂等成為煙氣中的成分排放出來(lái)，在煙氣排放過(guò)程中達到露點(diǎn)溫度或是遇到水汽時(shí)等有水存在的情況下會(huì )生成H₂CO₃、H₂SO₃、H₂SO₄、HCl等酸性化合物，進(jìn)而對一些設備的鋼鐵構件進(jìn)行腐蝕，如排放煙氣的煙囪、設備等設備。特別是，部分水泥廠(chǎng)協(xié)同處理生活垃圾，是的煙氣的成分變得更加復雜，不但有正常工藝的能生成酸性化合物的物質(zhì)，還會(huì )出現F離子、微量有機物、各種復雜絡(luò )合物及其他難以預知的腐蝕介質(zhì)對設備的腐蝕也更加強力。

腐蝕的危害：

15年天津濱海新區爆炸事件，至今仍是人們心中的痛。爆炸原因是集裝箱密切堆積，其中存儲著(zhù)易燃易爆的?；?，在高溫天氣下，存儲容器在長(cháng)期腐蝕環(huán)境下又達不到*密閉狀態(tài)，使得儲存區氣態(tài)?；窛舛仍黾?，在靜電起火或者其他起火因素下發(fā)生爆炸。

設備的腐蝕不僅僅會(huì )帶來(lái)巨大的安全隱患，同時(shí)會(huì )使得設備的使用效率下降，從而增加設備的使用成本。以回轉窯為例，上述說(shuō)過(guò)的煙氣所含的腐蝕成分的腐蝕下，內壁層狀腐蝕、變薄，窯爐保溫效果下降，熱量散失嚴重，需要額外的加熱。

在高溫時(shí)，煙氣中的水呈氣態(tài)，當煙氣溫度達到露點(diǎn)溫度時(shí)，水由水蒸氣凝成液態(tài)水，此時(shí)煙氣中的SO2、SO3、Cl2等化合物與水化合生成亞硫酸、硫酸和鹽酸，這些酸或酸性鹽溶液便對鋼鐵類(lèi)設備構件產(chǎn)生腐蝕。如果煙氣中含有垃圾焚燒形成的小的有機物或有機絡(luò )合物，此類(lèi)物質(zhì)對設備原有的涂層產(chǎn)生溶脹、溶解，腐蝕依舊會(huì )發(fā)生。

經(jīng)北京志盛威華化工有限公司防腐工程師多次實(shí)驗發(fā)現：

1. 腐蝕介質(zhì)在對鋼鐵類(lèi)（碳鋼類(lèi)）的腐蝕速度隨著(zhù)煙氣溫度與露點(diǎn)之間的差值的減小而提高。即在可發(fā)生露點(diǎn)腐蝕的溫度環(huán)境 ，煙氣溫度越低腐蝕速率越快，或在一定的煙氣溫度下，露點(diǎn)溫度越高，腐蝕速率越快；
2. 煙氣中SO₂含量越高，腐蝕速率越快；
3. 當濕度>60-70%，煙氣中含20%（體積百分比）水蒸氣、煙氣溫度低于露點(diǎn)12℃時(shí)，腐蝕就會(huì )發(fā)生；
4. 在水蒸氣露點(diǎn)以上，溫度在60-150℃之間，含有SO₂的水蒸氣也具有腐蝕作用；
5. 在無(wú)去極化物質(zhì)如F^-時(shí)，金屬表面腐蝕產(chǎn)物增厚，腐蝕速度變緩，煙氣的吹掃、F^-等的去極化會(huì )破壞腐蝕層的堆積，減緩腐蝕速度的變緩。

可形成酸性化合物物質(zhì)來(lái)源：主要源自水泥生產(chǎn)原料及燃料，這些原料中含有硫和氯如：黃鐵礦粉中的硫、添加劑中的氯化鈣等。硫在溫度400-600℃時(shí)會(huì )產(chǎn)生SO2，而含氯的化合物則在高溫下（回轉窯煅燒帶）產(chǎn)生分解，氣態(tài)氯在整個(gè)預熱系統中循環(huán)，然后進(jìn)入收塵器。因原料在燃燒過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生水（蒸發(fā)水、化合水），煙氣中含水是不可避免的（哪怕是干式水泥生產(chǎn)工藝），同時(shí)作為混合性礦物原材料，含有腐蝕酸性介質(zhì)也是不可避免的。

腐蝕的關(guān)鍵因素：

1. 腐蝕介質(zhì)腐蝕源——可產(chǎn)生酸性化合物的物質(zhì)（源自原材料）——不可避免；
2. 腐蝕介質(zhì)溶解載體——水（源自原材料及其他工藝環(huán)節）——不可避免；
3. 冷凝（露點(diǎn)）溫度——煙氣溫度、煙氣成分（分子量越大、含水量越大，露點(diǎn)溫度越高）、設備狀況——可整改
4. 易產(chǎn)生腐蝕的基材——設備大部分多為普通碳鋼——可改變。

通過(guò)對設備腐蝕的關(guān)鍵要素的分析，腐蝕介質(zhì)腐蝕源以及腐蝕介質(zhì)溶解載體水的存在是客觀(guān)存在的難以改變，那么如果想要減緩設備的腐蝕只能從設備基材及露點(diǎn)溫度來(lái)進(jìn)行調整。

防腐措施：

針對腐蝕的關(guān)鍵因素，設計相應的防腐蝕方案。在條件允許的情況下，更換具有一定防腐效果的設備，然而大多數情況下設備的更換比較困難，成本較大，且即使更換材質(zhì)為不銹鋼等具有一定防腐效果材質(zhì)的設備，在含有F、Cl等離子的時(shí)候，仍然會(huì )被滲透腐蝕。所以目前較好的防腐方案是改善原有設備的表面性能，常用的是使用防腐涂層，按照上述腐蝕的一些因素，防腐涂層需要具有一下能力：

1. 耐溫性能，長(cháng)期工作溫度在250℃左右，具有良好的抗熱震性能；
2. 抗變形性能，在溫度變化時(shí)，壓、鋼板形狀會(huì )產(chǎn)生一定的變化；
3. 耐酸堿腐蝕性，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的酸性物質(zhì)，硫、氯、氟等高溫腐蝕和露點(diǎn)腐蝕；協(xié)同處理垃圾時(shí)，還要注意可能產(chǎn)生的其它變化，要求漆膜具有更好的抗氧化性、抗腐蝕性；
4. 耐溶脹性能，協(xié)同處理廢物時(shí)，可能產(chǎn)生的有機小分子滲透性、溶解性*；
5. 良好的附著(zhù)力，不易脫落；
6. 安全性好，不易燃燒；
7. 施工方便；
8. 其它。

高溫情況下很多涂料難以達到較好的防腐蝕效果，目前應用較好的涂料廠(chǎng)家有主打耐高溫的 “志盛威華” ，應用業(yè)績(jì)較多，行業(yè)口碑也算不錯，針對高溫煙氣這一塊有專(zhuān)門(mén)的水泥廠(chǎng)輸送管道耐磨防腐涂料，以及一系列配套防腐涂料，如ZS-1032，專(zhuān)門(mén)針對氟離子的ZS-1033等水泥廠(chǎng)輸送管道耐磨防腐涂料。

俗話(huà)說(shuō)“三分涂料，七分施工”，選對了好的涂料，施工也不能麻痹大意，相應的基材前處理，打磨要做到位，正常要求除銹等級達到Sa2.5級，保證表面粗糙度20-40μm；邊邊角角等有焊縫的地方需要預涂刷，保證不漏點(diǎn)，形成較為完整的漆膜，保證防腐的全面性，不會(huì )因小失大。