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当饱和热水塔的腐蚀及防护措施

发布时间:2021-09-09 12:39:42 阅读: 来源:化工泵厂家

饱和热水塔的腐蚀及防护措施

前几年,通过对我市各化肥厂饱和热水塔的检验发现:所有饱和热水塔均存在不同程度的腐蚀现象。根据饱和热水塔的工作原理、所处环境及压力容器的防腐原理,我们实施了防腐措施,取得了较好效果。

1 饱和热水塔工作原理

来自压缩机的半水煤气(温度30℃ 5℃、压力1.95MPa、主要化学成份:CO占32% 2%;CO2占6% 1%;N2+H2占60% 2%;惰性气体占0.5%~1.0%;H2S 40mg/L)进入饱和塔入口,经两层填料与自上而下的热水均匀接触,温度提高到120℃ 5℃成为饱和的半水煤气,再经蒸汽混合器、变换炉、换热器等系列设备由热水塔下部进入。此时气体成份为:CO2.0%~3.5%(指标根据产品种类定);CO227%~30%;N2+H2 68%;O2<0.1%;H2S 120mg/L,温度140 2℃。气体经填料层同热水逆向接触,从热水塔再到冷却塔并送出变换工段。热水为循环运行,从热水泵再经一、二水加热器到饱和塔、热水塔循环。补入系统水为脱盐水,排出系统为总固体 1000mg/L污水。总体讲,饱和热水塔是气液传质、传热过程。正是由于液气接触导致该设备服役条件恶劣,易被腐蚀,是氮肥安全生产的制约因素。

2 介质对塔器及内件的腐蚀

从反应机理分析腐蚀主要表现在以下几种情况:

(1)物理摩擦:主要表现为气(液)流体对所经管件、设备部件及塔体的冲刷。其次,填料在气(液)流作用下,上下的湍动也会导致塔件及塔体的机械磨损。另外,塔盘等件由于自身固定不好也会产生局部的磨损。

(2)电化学腐蚀:在饱和热水塔工作环境中主要是电化学腐蚀。由于热水循环过程中SO42-、SO32-、S2-、Cl-、AlO3-、H+、OH-等离子形成电解质,对于一般设备材质为16Mn、16MnR、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti等合金材质在其表面形成原电池产生反应。也有的厂家填料用Al矩鞍环、铁环、瓷环、不锈钢环等,由于多种元素的存在,在其表面部易形成电化学腐蚀。

(3)应力腐蚀:由于塔设备缝道比较多,存在原始焊接缺陷。这样二次应力的存在会在其焊缝上及热影响区发生腐蚀,造成泄漏或断裂。

3 饱和热水塔的防腐措施

(1)改进原始的结构设计,在饱和热水塔的局部做一些改进,对于克服气液偏流和壁流现象还是很有效的。

①喷淋方式的改进。原先的喷头喷淋方式,喷头易被杂物堵塞,造成热水偏流或壁流。改进后,采用盘式分布器,先将热水加在分布盘上,再通过溢流管均匀地喷洒在整个截面上,有效避免热水偏流和壁流现象。

②进气管的改进。气体进气管的改造要有利于气体分布均匀,防止斜切口式进气管对管口对面塔壁的冲刷,避免产生非正常腐蚀区。

③注意填料装填高度,一般填料层高度与如毡纺织纤维纺织粗塔径之比控制在4~5,这样即可防止壁流产生,而且在装填料时,应严格按装填要求装填,防止填料松紧不一,高低不平,填料面呈倒锥形等。

(2)电化学保护法

①金属表面钝化保护。阳极保护是利用金属钝化现象的一种电化学保护技术。当金属在一定的电解质溶液中进行阳极极化时,金属表面就生成一层致密的钝化膜(氧化膜)。在这层钝化膜的保护下,金属离子进入溶液的速度大大减缓,金属以很小的速度溶解,使金属得到保护。

水气对塔壁的冲刷,填料的相对运动,使塔壁表面金属钝化膜不断地被破坏, 加快了这些部位金属溶解速度,产生局部过快地腐蚀。为此,保证水气分布均匀,防止填料湍动是保护金属钝化膜,预防电化学腐蚀的有效措施。

循环热水中氯离子含量较高时,会使金属表面钝化膜受到破坏,产生严重的孔蚀(坑蚀),故要严格控制软水质量和循环热水氯离子含量。

②极化保护。极化是使金属表面腐蚀电池的两极电位差减小,腐蚀电流减少或终止。使金属得到保护。

我们可以通过减少循环热水总固体含量,减少循环热水中触媒粉的悬浮量来降低循环热水的导电率,降低腐蚀电池的工作电流,达到减缓腐蚀,保护金属的目的。

③消除去极化剂。H+和O2是典型的去极化剂。降低半水煤气中的氧含量,减少硫化氢和二氧化碳在水中的溶解度,保持循环热水的pH值在7~9之间,都是消除去极化剂防止去极化作用,减缓金属腐蚀的有效措施。

(3)处理腐蚀介质保本公司产品广泛利用于:汽车电子护法。

对腐蚀介质进入处理,降低或清除各种腐蚀介质,可以降低或消除腐蚀介质对金属的腐蚀。要控制系统软件采取中文Windows 7平台通过一定的工艺手段和管理上的措施控制半水煤气中的O2、H2S和CO2的含量。变换气知道冲击试验机空分为哪几类中的O2和CO2无法控制,但变换气中的H2S可通过有机硫的脱除来解决。活性炭脱硫可以脱除部分有机硫,这对降低变换气中的H2S含量有一定好处。

(4)覆盖层保护。

在金属表面施用覆盖层,是普遍采用的行之有效的防腐方法。覆盖层的作用在于使金属与腐蚀介质隔开,改善腐蚀环境,以阻止金属表面的腐蚀。覆盖层一般应满足下列要求:①覆盖层致密、完整、无孔隙;②与底层金属有很好的结合力;③有良好的物理机械性能。

饱和热水塔的腐蚀是客观存在的。我市各化肥厂采取上述几种防腐措施在减缓饱和热水塔的腐蚀上起到很好的作用,保证了安全运行,实践证明是行之有效的。

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