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黄磷尾气锅炉及排烟管道的高温特种防护

发布时间:2022-08-11 10:40:51 来源:乐鱼app下载网站 作者:乐鱼app下载网址

  磷化工上游企业,设备常见腐蚀主要为硫腐蚀、氟离子腐蚀、磷腐蚀(飞溅续燃的高温腐蚀和渗透酸腐蚀)、高碳环境下对钢铁类材质的还原、渗碳、渗硫腐蚀等。人们常常采用高温涂料、玻璃鳞片涂料、耐腐不锈钢等材料来防止、延缓磷化工设备、管道的腐蚀。

  因磷化工采用的矿石多为四氟磷酸钙含氟量较大,同时伴生的还有大量的硫甚至(CN)2青化物等矿质,因此通过电炉处理后的黄磷尾气除了含一氧化碳、甲烷、氢气等常见可燃气体外,还会存在较高含量硫化氢、羟基硫、二氧化硫、磷化氢、氟化氢以及水、粉尘等物质。在经过科学的洗气及干燥工艺后,黄磷尾气除了含有硫化物外依然可能还会含有一定量的氟化氢。在锅炉中燃烧时会出现以下状况:

  1. 锅炉状态正常稳定,黄磷尾气充分燃烧,此时锅炉燃烧区炉管处于高温硫化物腐蚀环境,在防护得当的情况下锅炉内腐蚀并不算很严重,但是否充分燃烧对中低温烟道的腐蚀都是较为严重的,主要出现的是硫腐蚀、氟离子渗透点蚀、酸露点腐蚀等;

  2. 锅炉状态不稳定,黄磷尾气燃烧不充分,此时锅炉内除了高温硫腐蚀外,还有磷化物飞溅至炉管表面粘附继续燃烧导致局部超温、渗透、结垢等磷化物腐蚀,不充分燃烧情况下烟气中含有未燃烧的一氧化碳、甲烷、氢气等还原性物质,对已经形成致密氧化膜或涂覆有含金属氧化物填料的硅类涂层进行还原、破坏致使炉管直接暴露在高硫含量的烟气腐蚀环境中,中低温烟道除了硫腐蚀、氟离子腐蚀、酸露点腐蚀外,还要应对更为复杂的多价磷、硫类酸的腐蚀;

  3. 氟离子腐蚀在整个防腐过程中起到强渗透、去极化等作用,因其很难生成不可溶解的盐,故在有水的情况下极易分解出氟离子难以去除,氟离子水解生成的氢氟酸对硅类物质具有强穿透腐蚀作用,工业上常用氢氟酸雕刻同为硅材质的玻璃。

  根据 总结出的黄磷尾气处理设备的实际应用工况对防腐材料的要求,我们不难看出目前采用的几种常规防腐材料均有不同的缺陷存在,下面做一总结陈述:

  常规高温涂料一般为有机硅涂料,耐温幅度在280℃左右,耐温上限不超过600℃,但该涂料主要以封闭性防气态氧化物质的渗入为主,在应对介质腐蚀、还原性气氛存在不足,同时因为是硅材质材料,所以对氟离子的防治存在严重不足。该类涂料不耐明火,在高温下会出现开裂、裂解、粉化等弊病,对于酸露点腐蚀、浸泡腐蚀的防护欠缺。

  玻璃鳞片涂料其主要成分为环氧乙烯基树脂、不同粒径的片状玻璃鳞片,一般不耐高温(≤280℃),且需要厚涂,需要具备足够施工经验的技术工人方能完成涂层的涂装,成膜后涂层坚硬耐磨,但抗热振性却会因此而削弱(不能很快传递热量达到涂层与基材的温度一致,容易在反复热胀冷缩中出现起鼓、剥落),涂层对氟离子防护存在缺陷,氟离子可刻蚀玻璃形成直通型孔蚀,涂层赖以提升防腐性能的增长渗透路程的“迷宫结构”失去作用。

  特别提醒:玻璃鳞片涂料易着火,无论是施工还是多年后的维修都存在着火风险,在化工厂应用会为安全生产带来严重隐患。

  不锈钢看似是好应用材料,但不锈钢及其他钢材在进行生产加工时有几个主要工序:脱硫、脱碳、脱磷、脱氧,在磷化工的黄磷尾气、烟气中以上对钢材材质有影响甚至可改变钢材材质的元素都有较大含量的存在,加上磷化工是属于高温化工行业,工艺温度高,在高温环境以上物质会渗入钢材中产生片状腐蚀而剥落(有害物质的渗入直接改变了原有不锈钢的材质结构,使用较长时间后,此时的不锈钢已不再是原型号不锈钢,在热状态下,被渗透的表层因与底层不是同一材质,因此具备不同的物理特性、热特性,造成剥落)。

  那么有没有一种适合磷化工的系列产品来对磷化工设备做到较为有效的防护呢?在这里推荐下志盛威华耐高温石墨鳞片涂料。

  石墨鳞片也称鳞片石墨,属六方晶系的天然显晶质石墨。石墨鳞片呈层叠鱼鳞状,致密防渗透,具有良好的耐高温性(3000℃以下)、导电、导热、耐酸碱腐蚀、天然润滑,可塑性强,抗热振性优异。

  膨胀石墨是天然鳞片石墨经化学或电化学处理后得到的具有消防作用的石墨层间化合物。像ZS-1041烟气防腐涂料、ZS-1042脱硫专用防腐涂料均添加了志盛威华精工处理的膨胀石墨,增强涂层的消防性。一般膨胀石墨在受热条件积急剧膨胀,高时可膨胀300倍以上,因石墨层本身不燃烧,体积膨胀对火焰产生窒息效应,达到中断、延迟、隔绝火焰的作用。

  志盛威华添加的膨胀石墨是通过工艺精选生产制备的,具有膨胀温度合理、膨胀倍数适宜、石墨颗粒细小等特性。

  A. 充分利用石墨鳞片的导电性,使涂层具有导静电作用,避免电荷积聚产生电位腐蚀;

  B. 充分利用石墨鳞片的层叠致密性,使涂层具有优异的防渗透性,阻止和延长腐蚀介质达到被防护基材表面的时间和路径;

  D. 充分利用石墨鳞片的导热性,使涂层与被涂覆基材同步进行温变,防止由于温差带来的应力聚积和疲劳,使其具有佳的抗热振性;

  E. 充分利用石墨鳞片的润滑性,利用石墨的特殊鳞片结构将冲刷应力分解弱化成鳞片间微小的错动,使涂层具有好的耐磨蚀性;

  F. 充分利用膨胀石墨的消防性,通过耐高温树脂(耐温≥750℃)、鳞片石墨、膨胀石墨制备出好施工涂料,从材料上避免火灾的发生;

  G. 充分利用石墨鳞片的耐温性质,与各种耐温树脂及其他功能颜填料配合,以期达到客户的耐温、耐特种介质腐蚀等特殊需求。

  石墨鳞片是天然鳞片,颗粒细小层间搭接致密,几乎可以用在任何腐蚀环境,现代工业工艺更为复杂,原材料众多,随着高温工艺的大范围应用,三废成分变得更为复杂,用常规材料防腐往往会出现意想不到的腐蚀失效。而石墨鳞片配合合适的树脂如四氟树脂制成ZS-1032耐强氧化防腐涂料,则可称得上是250℃下所有腐蚀环境的“万金油”。

  与氟硅树脂搭配制成ZS-1033耐氢氟酸防腐涂料,则可有效防止氟离子的腐蚀(业界难题)。

  与高温IPN技术打造的有机无机螯合树脂搭配制成的ZS-1041烟气防腐涂料,薄涂即可达到常规玻璃鳞片涂料的防腐性能,还具有更为优异的施工安全性、抗热振性。

  在磷化工工业,高温烟道可采用ZS-1041烟气防腐涂料进行防护,在低温烟道和脱硫设备中可采用ZS-1032耐强氧化防腐涂料进行防护,在黄磷尾气锅炉可选择ZS-1061耐高温远红外辐射涂料进行节能、防结焦改造(因各厂黄磷尾气的处理工艺不同,尾气成分也有差异,因此不能一概而论,需具体问题具体分析,另涂料施工、锅炉烘炉、锅炉运行状况等诸多因素都会影响该涂层的使用。)

  磷化工是一个腐蚀环境复杂、腐蚀严重的工业,大多生产事故均与腐蚀有关,重视磷化工的防腐,研究磷化工的防腐具有重大意义。



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