钙镁磷肥厂的腐蚀与防腐

û 钙镁磷肥û 钙镁磷肥厂的腐蚀与防腐 刘维琥 (云南光明磷化工总厂, 云南 昆明　650300) 　　[关键词 ] 钙镁磷肥; 煤气; 除尘设备; 脱氟设备; 防腐 [摘　要 ] 介绍钙镁磷肥除尘、脱氟设备在高炉煤气环境下腐蚀的原因, 对比各种防腐材料的性能特点, 提出适 合钙镁磷肥高炉煤气净化设备的防腐方法: 重力旋风除尘器设备采用耐火砖衬里; 二、三级除尘设备采用耐酸胶泥 衬里; 文丘里洗涤喉管可选择橡胶衬里防腐。 [中图分类号 ] TQ 442133　　[文献标识码 ] A 　　[文章编号 ] 1007 6220 (2005) 03 0025 02 Corrosion and an ti corrosion serv ice in FCM P plan t L IU W ei hu (Guangm ing P hosp ha te Chem ica l Genera l F actory , K unm ing , Y unnan 650300, Ch ina) Key words: fu sed m agnesium pho sphate fert ilizer (FCM P) ; coal gas; dedu st ing equ ipm en t; defluo rinat ing equ ipm en t; an t i co rro sion Abstract: T he cau ses of co rro sion on the dedu st ing and defluo rinat ing equ ipm en t under the b last fu rnace gas atmo sphere in FCM P p lan t are d iscu ssed. Based on the compares to the natu res and characterist ics of d ifferen t an t i co rro sion m ateria ls, som e an t i co rro sion m easu res are p resen ted fo r the pu rifying b last fu rnace gas, such as the fire b rick lin ing app lied in gravity and cyclone du st set t ling equ ipm en t, the acid p roof dual lin ing in the tw o o r th ree stages du st set t ling equ ipm en t, and the rubber lin ing in the V en tu ri scrubber th roat. 　　钙镁磷肥高炉煤气净化设备普遍存在腐蚀问 题, 造成净化设备维修费用高, 使用寿命短。本文着 重论述钙镁磷肥高炉煤气净化设备的防腐。 1　钙镁磷肥生产工艺流程 工艺流程 (见图 1) 2　腐蚀原因 钙镁磷肥高炉产生的煤气成分较为复杂, 含有 固体颗粒粉尘, 腐蚀性成分如 SO X、NO X、F 、PO 43 等, 相对湿度 7%～ 10% , 温度 60～ 120℃。对煤气净 化处理设备的腐蚀主要可分为 4 类: 化学腐蚀、电化 学腐蚀、结晶腐蚀、磨损腐蚀。 2·1　化学腐蚀 高炉煤气中的介质在一定的温度、湿度下与金 属材料的表面不断发生化学反应, 生成可溶性盐, 使 净化设备不断被腐蚀, 对设备造成破坏。 2·2　电化学腐蚀 高炉煤气中的电解质及水在金属表面形成原电 池, 使设备不断被腐蚀。特别是焊缝处和不断被液体 冲刷的部位特别容易发生。电化学方程式如下: Fe Fe2+ + 2e Fe2+ + 8FeO·OH + 2e 3Fe3O 4+ 4H 2O 2·3　结晶腐蚀 大部分钙镁磷肥厂都在净化污水中添加熟石灰 和工业N aC l 进行中和, 根据环保要求, 净化水只能 循环使用, 通过中和, 形成碱性的净化水。在煤气净 化过程中, 碱性水吸收 SO X、F 、PO 43 后生成可溶性 盐。液相渗入表面防腐层的孔隙内, 如果设备停止使 用时, 在自然干燥下生成结晶性盐, 同时体积膨胀, 使防腐材料自身产生内应力, 从而使其脱离、粉化、 疏松或开裂破损。特别是生产运行不正常, 开停频繁 时, 结晶盐类的腐蚀更加严重。 2·4　磨损腐蚀 [收稿日期 ] 2004 10 18 [作者简介 ] 刘维琥 (1965 ) , 男, 云南大姚人, 环保 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师, 钙镁 磷肥厂副厂长。 2005 年 5 月 第 20 卷第 3 期　　　　　　　　　　 磷肥与复肥 Pho sphate & Compound Fert ilizer　　　　　　　　　　　　 M ay 2005 V o l. 20 N o. 3 © 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 高炉煤气中的固体颗粒粉尘与净化设备表面在 煤气运行中产生湍动摩擦, 使设备表面不断被更新, 逐渐变薄, 最终使设备遭到破坏。 3　净化工艺及设备 目前, 全国大部分钙镁磷肥厂都采用干湿结合 的净化工艺。首先采用重力除尘器和旋风除尘器作 为 1 级净化设备, 其主要功能是除去煤气中 4 mm 左右粒径的粉尘; 其次是采用旋喷型吸收塔和喷淋 塔作为 2 级净化设备, 其主要功能是除去小于 4 mm 以下的粉尘和脱除煤气中的氟; 第 3 是采用文 丘里洗涤器和增湿塔作为 3 级净化设备, 其主要功 能是除去粉尘和氟。这一工艺和设备在全国较为先 进, 其特点是: 结构简单, 效率高, 易操作和维修。 4　防腐方法 高炉煤气除尘脱氟净化设备的防腐关键是用介 质将煤气与设备表面隔离开, 切断煤气中有害物质 对设备的腐蚀。 4·1　耐火砖防腐衬里 耐火砖防腐衬里主要用于 1 级除尘的重力除尘 器和旋风除尘器, 其具体做法是: 将安装好的金属壳 体内壁先清理干净, 涂防腐沥青漆 1 遍, 然后用耐火 砖自下而上砌筑, 在砌筑过程中, 砂浆用熟耐火泥加 水和一定量的磷酸混合使用, 同时砖应顶紧壳体, 使 其不易脱落穿漏。优点: 施工方便, 耐温性能好, 使用 时间长。缺点: 砖与砖之间会有缝, 热膨胀系数大。 4·2　橡胶衬里 橡胶是不饱和异戊二烯的高分子聚合物, 硫化 后使大分子链交织成立体网状大分子, 在 50～ 150℃温度下具有优越的弹性、强度、耐疲劳性、不透 水性、耐酸碱性和绝缘性能, 是较好的防腐材料。但 设备使用过程中, 温度不宜超过 150℃, 否则将会被 H F 气体腐蚀而脱落。我厂的净化系统橡胶衬里就 曾出现由于温度高而脱落的现象。 4·3　耐酸胶泥衬里 耐酸胶泥衬里主要是以 29% 的石英砂作填料, 30% 的耐酸水泥、24% 的水玻璃作粘合剂, 4% 的氟 硅酸钠作固化剂, 外加少量的辉绿岩粉拌合而成。使 用的方法主要是设备金属壳体安装好后, 先除去设 备壳体内层的铁锈, 并在表面焊上 5～ 8 mm 长的间 距不等的铁钉, 然后衬上 8～ 10 mm 厚的耐酸胶泥, 自然干燥养护 24h 后即可投入使用。优点: 耐大多数 酸腐蚀, 耐高温, 耐磨。缺点: 不耐碱及碱性盐溶液, 施工难度大, 在拌合耐酸胶泥时, 需少拌多次, 否则 会造成材料浪费和无法施工。 4·4　呋喃胶水泥及呋喃水泥 呋喃胶水泥是由呋喃树脂 100 份、硫酸乙脂 (硫 酸∶无水乙醇= 215∶1) 12～ 14 份、细石墨粉 160 份左右组成, 可用丙酮或乙醇调节呋喃树脂稠厚度。 呋喃水泥是由普通硅酸盐水泥 100 份、普通建筑砂 50 份、呋喃树脂 8～ 10 份组成。使用的方法是先在 设备内层面涂 1 层约 100 mm 厚的呋喃水泥, 再用 呋喃胶水泥涂刷其表面 3 道, 自然干燥后即可投入 使用。优点: 耐腐蚀、耐磨、耐酸碱。缺点: 不易施工。 4·5　其它衬里 在钙镁磷肥高炉煤气除尘、脱氟净化系统中, 有 些厂还选用硬聚氯乙烯、聚丙烯、聚三氟氯乙烯、环 氧玻璃钢、石墨涂料等多种防腐材料, 都收到了一定 的效果。 5　光明厂目前采取的防腐措施 5·1　重力除尘器的防腐 重力除尘器上半部筒体部分, 主要存在磨损腐 蚀, 我厂 1998 年在更换设备后改进结构, 采用内砌 耐火砖衬里防腐, 使用至今已 6 年, 完好无损。 5·2　旋喷型脱氟塔和文丘管洗涤塔的防腐 由于其同时存在磨损和化学腐蚀, 特别是 2 个 不规则的下锥体, 极易腐蚀, 我厂曾采用过橡胶板衬 里, 但温度高于 150℃就产生脱落。后于 1998 年大 修更换设备后, 采用耐酸胶泥衬里防腐, 投产使用达 6 年, 设备仍然完好。具体作法: 设备金属壳安装好 后, 先除去内壁的铁锈, 并在表面焊上 5～ 8 mm 长 的间距不等的铁钉, 然后敷上 8～ 10 mm 厚的耐酸 胶泥, 自然干燥养护 24 h 后即可投入使用。 5·3　文丘里洗涤器喉管的防腐 文丘里管洗涤器喉管部分, 既存在磨损也存在 化学腐蚀, 且气速大于 100 m ös。原采用铸铁件最多 可使用 7 个月, 后于 1998 年外送防腐厂采用橡胶衬 里防腐后, 投产使用已达 6 年, 喉管完好无损。 6　结论 对于钙镁磷肥厂高炉煤气净化设备最经济实用 的防腐方法是: 在 1 级除尘的重力除尘器、旋风除尘 设备上采用耐火砖衬里; 在 2、3 级除尘脱氟设备上 采用耐酸胶泥衬里; 在文丘里洗涤器的喉管部分可 选择橡胶衬里的防腐。 [参考文献 ] [ 1 ]　刘雅林. 普钙生产中搅拌桨叶的腐蚀与防腐[J ]. 化工腐蚀和防 护, 1987, (3) : 48 50. [ 2 ]　李玉郎. 高炉煤气净化设备的腐蚀与防腐 [ J ]. 磷复与复肥, 1989, 5 (4) : 67 68. ·62·　　　　　　 　　　　　 　 磷 肥 与 复 肥　　　　　　　　　　　　　 2005 年 第 20 卷第 3 期 © 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net