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环保治理小讲堂|危险废物焚烧中烟气净化装置的防腐蚀研究

网站编辑:发表时间:2018-08-31

目前我国多采用回转窑焚烧的方式来处理危险废物,具有物料适应能力广,故障率低的特性,正因为较广的适应性造成焚烧过程中会产生大量的酸性气体,如果对尾气不采取相应的处理措施和对设备的有效防护措施,将会对焚烧系统的金属元件产生严重的腐蚀,影响设备使用寿命。

1 控制危险废物焚烧烟气净化系统的最佳运行温度

按照危险废物集中焚烧处置工程建设技术的规范,在焚烧危险废物时,烟气在二燃室1100℃温度的停留时间要超过2s,同时焚烧烟气要采取急冷处理,让烟气在1s内温度降到200℃以下,这就意味着危险废物焚烧烟气净化系统的运行温度应该控制在200℃以下。

但需要重视的是,危险废物焚烧后会使得烟气中含有大量的酸性气体(如SO2、SO3、HCl等),如果烟气净化系统的温度过低,那么这些酸性气体很容易在低温(达到烟气酸露点)下发生冷凝而腐蚀处理设备。在这种情况下,如何既保证焚烧烟气能够在较短的时间内急速降温,又保证酸性气体不会发生冷凝就是个非常重要的问题。

以危险废物焚烧后所产生的SO2和SO3为例,SO2和SO3就会与焚烧烟气中的水蒸汽结合生成硫酸蒸汽,当烟气净化温度低于酸露点温度时(酸露点温度是硫酸蒸汽冷凝成硫酸溶液所需的最高温度),硫酸蒸汽就会冷凝成为硫酸溶液,那么就会对烟气处理设备产生腐蚀,因此要求我们的危险废物焚烧企业准确控制烟气温度在酸露点温度以上净化。

2 采用非金属耐腐蚀材料衬里

(1)VEGF鳞片复合材料。VEGF鳞片复合材料使用乙烯基酯树脂材料为主材,加入10-40%片径的玻璃胶片等材料配制而成,其玻璃鳞片能够在树脂连续相中呈平行重叠排列,从而形成致密的防渗层结构来达到防腐蚀的效果。VEGF鳞片复合材料最先在日本和美国得到大面积应用,在八十年代末我国也成功开发并应用于烟气净化系统的许多部位。

VEGF鳞片复合材料具有如下特点:①涂层中含有大量的玻璃鳞片,可以消除涂层和钢铁之间线膨胀系数的差别,因此VEGF鳞片复合材料具有很好的耐温性,适合于温度交变的重腐蚀环境;②VEGF鳞片复合材料与碳钢基材之间的粘合强度高,与钢板的粘结强度超过2.0MPa,因此具有低渗透性和强附着力;③VEGF鳞片复合材料固化后的硬度较高,具有很好的耐磨性,当遭受外部机械损伤时只发生局部破坏,因此非常容易修复;④VEGF鳞片复合材料的固体成分较高,可以使用刷涂、喷涂、滚涂等成型工艺来做成较厚的涂层。

(2)发泡玻璃砖。发泡玻璃砖以一种特级低膨胀硅酸硼玻璃为原料,然后加入外掺剂和发泡剂,经高温发泡而形成。发泡玻璃砖质轻且多孔,内部形成独立的封闭微小气孔结构,集传统隔热保温与一体,不吸收且耐酸性强(氢氟酸除外),因此是非常优质的内衬材料。但发泡玻璃砖对施工的要求比较高,因此很多危险废物焚烧烟气净化装置在使用时难度较大,这制约了发泡玻璃砖的大范围推广。

(3)OM型耐酸砌筑脱泥。OM型耐酸砌筑脱泥以优质高硅粉、固化剂和细粒料为原料,按照一定比例和要求混合配制而成。在使用OM型耐酸砌筑脱泥进行烟气净化装置的防腐处理时,具体做法如下:

①对于旧烟气净化装置,需要对其进行清洁,待浮尘清扫干净后用压力水冲净,用环氧煤焦油腻子批刮,然后根据内衬表面的腐蚀程度来决定批刮次数和厚度,局部腐蚀比较严重的地方可以使用环氧煤焦油砂浆补平。对于新烟气净化装置,其内衬表面比较平整且干净,因此可以省略此道工序。

②将硬化剂缓慢键入到处理剂铁桶中,边倒边搅拌,待没有反应气泡后即可备用。基层表面处理后一般需要停歇6个小时,待环氧煤焦油砂浆基本硬化后即可刷表面处理剂底料,自上而下纵横交错各刷一遍,确保厚度在0.6mm左右。

③上述工序处理完毕后开始贴玻璃丝布,玻璃丝布的厚度在0.2mm左右,贴的适合要确保拉力松紧一致,涂胶料和滚压胶料是玻璃钢工程的关键工序,胶料要涂得均匀且滚压要用力一致,确保胶液充分灌入玻璃布的控烟及玻璃纤维内,与玻璃布结成整体。

④玻璃丝布贴后需要停歇6个小时,待底层胶料开始固化后刷面层涂料,面层涂料的厚度在0.6mm左右。

(4)橡胶材料。橡胶板复合技术和粘结技术的发展,拓宽了橡胶材料在烟气净化装置中的应用,合成丁基橡胶作为防腐衬里具有耐腐蚀、化学稳定性好和弹性好的优点。实践证明,橡胶材料可以长期有效地适应烟气净化系统的腐蚀环境,目前使用较多的是合成橡胶,此类材料在耐磨、耐温、抗渗、耐油、耐腐蚀等方面均优于天然橡胶。

但需要注意的是,并不是所有的合成橡胶都适用于烟气净化系统的,例如发达国家曾一度广泛使用氯丁橡胶为基础的衬里,虽有优良的耐腐蚀性能,但经长期使用发现,其抗渗性较差。

(5)聚脲材料。聚脲材料使用专门的喷涂设备进行喷涂或浇注,使用其具有如下优点:聚脲材料具有优异的理化性质,如耐老化、抗张强度、柔韧性、伸长率、耐磨性和防腐蚀等;聚脲材料具有双组份,不含任何挥发性有机物,因此对环境非常友好,使用时一次施工的厚度可以从几百微米到数厘米,克服以往多次施工的弊病;聚脲材料对温度和湿气不敏感,因此施工时不受环境温度和湿度的影响;聚脲材料原形再现性好,涂层连续且致密;聚脲材料具有良好的热稳定性,可以在150℃以下的温度长期使用;聚脲材料施工时使用成套设备,一次施工即可达到设计厚度要求,并且设备配有多种切换模式,即可浇注也可喷涂。

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