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RTO催化燃烧系统腐蚀性场合及防腐涂料选择

2020-12-11 14:28:24 东莞市中仁环保科技有限公司 阅读

在医药和精细化工行业的VOCs治理过程中,由于其工艺废气组分复杂多样,腐蚀性介质并非为单一组分,废气中含有如氯化氢、丙烯酸、醋酸、二乙胺等前端便会产生腐蚀性的组分,同时也可能会含有如二氯甲烷、苯甲酰氯、间苯二甲酰氯等经过RTO焚烧后产生腐蚀性介质的组分,因此对于设备和管道的防腐工作是我们RTO系统设计所要面临的长久性问题。

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针对不同腐蚀性场合的工况时我们可以选用相应耐腐蚀的钢材或合金,但其造价成本高昂,中小型企业在考虑废气治理效果的同时还需要考虑其投入成本,因此防腐漆就成了RTO系统防腐措施的首选。当前,RTO系统常伴随的腐蚀类型有两种,分别为高温腐蚀和露点腐蚀。

一、腐蚀类型分类

(1)露点腐蚀:露点是工艺气体降温过程中达到相变点产生液态结露, 即气体凝结成液体时的温度,气液混合可产生水露点和酸露点烟气腐蚀。含腐蚀性介质的水蒸汽中含有的H2、CO2、SO2、S03. NOx等会对设备及管道造成酸腐蚀,以及水蒸气中含有的C1-、Br1- 、I- 、F-等卤族元素离子会对设备和管道造成点腐蚀。若烟气中的水蒸汽不与其他物质化合,则其凝结温度(露点)仅决定烟气中水蒸汽的分压力,一般为35-60℃。露点腐蚀主要是电化学腐蚀:均匀腐蚀、点腐蚀、应力腐蚀裂纹、氢诱导开裂等。其中卤素离子对奥氏体不锈钢有强烈的应力腐蚀和点蚀倾向。

(2)高温腐蚀:金属材料与环境介质在高温下发生不可逆转的化学反应而退化的过程称为高温腐蚀,按与介质发生反应的形式,可分为氧化、硫 化、氯化、氮化、碳化、锐蚀和热腐蚀,即高温腐蚀是金属材料在高温下与沉积在其表面的盐类(Na2S04、V205、NaCl、K、Mg、Ga等)与氧化膜的交互作用而促使氧化加速的过程。金属材料在此类苛刻环境中发生多种固-气、 固-气-液之间的化学和电化学反应,形成多种多样的腐蚀性产物,这些腐蚀反应导致材料使用寿命显著降低,增加安全隐患。

二、防腐涂料在RTO系统中的应用分类

我们在RTO系统设计的过程中,除了不与腐蚀性气体直接接触以及做内保温的区域外,其他所有的管道和设备内部都应该考虑做相应的防腐措施。

当前,我们常用的防腐涂料在RTO系统的设备和管道上应用分类如下:

(1)露点腐蚀相关防腐涂料的选择:

如文章开头所说,针对露点腐蚀,我们不仅需要考虑废气中前端便会产生腐蚀性的组分,还需要考虑经过RTO焚烧后产生腐蚀性介质的组分,有以 下几种类型防腐涂料可选:

①耐无机酸性气体:环氧树脂涂料、环氧烷基胺涂料、环氧酚醛树脂涂料、聚氨酯涂料、聚硅氧烷涂料;

②耐无机酸酸雾、有机酸酸雾、炷类、酯类、酮类、氯化溶剂:环氧酚 醛树脂涂料、聚硅氧烷涂料;

③耐水、耐潮湿:环氧树脂涂料、环氧烷基胺涂料、环氧酚醛树脂涂料、聚硅氧烷涂料、惰性无机共聚物涂料。

涂覆以上针对露点腐蚀的防腐漆的一般要求:

①干膜厚度区间85 u m-125 u m;

②使用前要对金属表面做除油、除尘、除锈及处理脆化层异物等,保证涂刷表面清洁干燥无污染;

③涂装前应对金属表面进行打磨、拉毛处理、喷砂处理达到油漆需求级别,以提高漆膜的附着力,保证涂装效果和防腐效果。

*防腐涂料的理论涂布率计算(公制):

防腐涂料的生产厂家在出厂涂料时桶面上会出具含有该涂料的各种不 挥发组分的含量,也称为体积固体份,它是计算该涂料的理论涂布率的重要参数,正常理论涂布率与实际涂布率不一致,存在物料损失修正系数。

理论涂布率(m2/L)二体积固体份(%)*10/干膜厚度(um)

(2)高温腐蚀相关防腐涂料的选择:

针对高温腐蚀,若送入RTO系统的废气为常温,无温度要求,那么系统中产生高温的区域主要集中在高温管道、高低温烟气混合处、后端管道、 引风机、排气筒以及反烧系统中,有以下几种防腐涂料可选:

①使用温度在60℃﹤T≤120℃(从性价比上一般选用漆种):环氧磷 酸锌涂料、环氧富锌涂料、无机富锌涂料、环氧树脂涂料、环氧烷基胺涂料、 环氧酚醛树脂涂料、聚氨酯涂料、聚硅氧烷涂料;

②使用温度在120℃﹤T≤150℃:无机富锌涂料、环氧烷基胺涂料、环氧酚醛树脂涂料、惰性无机物共聚涂料;

③使用温度在150℃﹤T≤400℃:无机富锌涂料、有机硅涂料、惰性无机物共聚涂料;

④使用温度超过400℃时一般选用惰性无机物共聚涂料。

目前,针对于高温(T≥400°C)烟气治理设备的内防腐漆常选用惰性无机物共聚涂料。无机物共聚漆是以无机聚合物为主的互穿网络聚合物作为成 膜物质,溶液中含硅无机聚合物作为主链,高温嫁接有机聚合物改性树脂,得到交替排列组成的多嵌段嫁接无机一有机螯合聚合物,成膜性好,附着力好,涂层光滑自洁,耐温高,成膜致密降低介质损耗率;添加固体颜料,如以纳米硅微粉、碳化硅、氮化硼、细晶氧化铝、石墨、超细氧化锌、氧化钛、 微粉氧化错等,在高温密封下制成耐磨陶瓷功能填料,提高涂层的硬度高耐磨,防蚀性能,耐高温性、抗冲击性和较好的延展性;涂料使用无机陶瓷纤维,增加涂层交联性,增强涂层的抗冲击性。

这种惰性无机物共聚漆在选择时,最好要有符合规范的常规检测项目数据(如附着力、容器中的状态、不挥发分含量、干燥时间、耐水、耐盐雾、耐酸碱液等)和高温漆特有的特殊检测项目(如耐热性、耐热后盐雾性、耐骤冷、耐温循环、循环腐蚀性试验等)。惰性无机物共聚漆一般都是常温固化,单层漆膜表干时间≤2h,实干时间≤24h (湿冷环境下表干时间有所延长)。

喷涂/刷涂高温防腐漆的要求:

①高温防腐漆涂装干膜厚度区间在250 nm-350 um;

②使用前要对金属表面做除油、除尘、除锈及处理脆化层异物等,保证涂刷表面清洁干燥无污染;

③涂装前应对金属表面进行打磨、拉毛处理、喷砂处理达到油漆需求级别,以提高漆膜的附着力,保证涂装效果和防腐效果。

目前高温防腐漆应用在RT0治理体系中的整体数据不算乐观,直接/间接原因多样,例如涂装时未按照实际要求规范涂装、漆膜实际干膜厚度不达标、涂装前金属表面处理等级不达标等都影响最终高温防腐漆的整体使用效果。

来源: VOCs减排工作站


标签:   RTO催化燃烧