水泥廠設備腐蝕

前言：

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

以水泥廠的高溫煙氣為例，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程中，會產(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，在煙氣排放過程中達到露點溫度或是遇到水汽時等有水存在的情況下會生成H₂CO₃、H₂SO₃、H₂SO₄、HCl等酸性化合物，進而對一些設備的鋼鐵構件進行腐蝕，如排放煙氣的煙囪、設備等設備。特別是，部分水泥廠協(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)，還會出現(xiàn)F離子、微量有機物、各種復雜絡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(qū)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，其中存儲著易燃易爆的危化品，在高溫天氣下，存儲容器在長期腐蝕環(huán)境下又達不到*密閉狀態(tài)，使得儲存區(qū)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帶來巨大的安全隱患，同時會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，上述說過的煙氣所含的腐蝕成分的腐蝕下，內(nèi)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，煙氣中的水呈氣態(tài)，當煙氣溫度達到露點溫度時，水由水蒸氣凝成液態(tài)水，此時煙氣中的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合物，此類物質(zhì)對設備原有的涂層產(chǎn)生溶脹、溶解，腐蝕依舊會發(fā)生。

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

1. 腐蝕介質(zhì)在對鋼鐵類（碳鋼類）的腐蝕速度隨著煙氣溫度與露點之間的差值的減小而提高。即在可發(fā)生露點腐蝕的溫度環(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12℃時，腐蝕就會發(fā)生；
4. 在水蒸氣露點以上，溫度在60-150℃之間，含有SO₂的水蒸氣也具有腐蝕作用；
5. 在無去極化物質(zhì)如F^-時，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℃時會產(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)氯在整個預熱系統(tǒng)中循環(huán)，然后進入收塵器。因原料在燃燒過程中會產(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(jié)）——不可避免；
3. 冷凝（露點）溫度——煙氣溫度、煙氣成分（分子量越大、含水量越大，露點溫度越高）、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。

通過對設備腐蝕的關鍵要素的分析，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溫度來進行調(diào)整。

防腐措施：

針對腐蝕的關鍵因素，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(shù)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等離子的時候，仍然會被滲透腐蝕。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，壓、鋼板形狀會產(chǎn)生一定的變化；
3. 耐酸堿腐蝕性，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的酸性物質(zhì)，硫、氯、氟等高溫腐蝕和露點腐蝕；協(xié)同處理垃圾時，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，可能產(chǎn)生的有機小分子滲透性、溶解性*；
5. 良好的附著力，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家有主打耐高溫的 “志盛威華” ，應用業(yè)績較多，行業(yè)口碑也算不錯，針對高溫煙氣這一塊有專門的水泥廠輸送管道耐磨防腐涂料，以及一系列配套防腐涂料，如ZS-1032，專門針對氟離子的ZS-1033等水泥廠輸送管道耐磨防腐涂料。

俗話說“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，形成較為完整的漆膜，保證防腐的全面性，不會因小失大。