影響化肥廠不銹鋼設(shè)備大氣腐蝕的因素分析

劉輝　鄒繼穎

摘要 對(duì)化肥廠外部環(huán)境及校園環(huán)境的NOx、Cl-、TSP進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明，校園大氣Cl-平均濃度為1.183 9 mg/m3；校園大氣NOx的平均濃度為0.012 4 mg/m3；校園大氣TSP的平均濃度為0.273 5 mg/m3。化肥廠Cl-平均濃度為9.381 mg/m3；化肥廠NOx的平均濃度為0.012 3 mg/m3；化肥廠TSP的平均濃度為5.779 mg/m3；其中Cl-濃度和TSP的濃度分別超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的52倍和19倍，而NOx與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)持平。因此，Cl-和TSP對(duì)化肥廠不銹鋼設(shè)備影響最大。

關(guān)鍵詞 氮氧化物；氯離子；外部環(huán)境；化肥廠

中圖分類號(hào) S181.3；X937 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）05-01506-02

Abstract NOx， Cl- and TSP of fertilizer plant campus environment and the external environment were measured. The results showed that the campus atmosphere of chlorine ion average concentration is 1.183 9 mg/m3； Campus atmospheric nitrogen average concentration is 0.012 4 mg/m3； Campus atmosphere TSP average concentration is 0.273 5 mg/m3. Fertilizer plant chlorine ion average concentration is 9.381 mg/m3； Fertilizer plant nitrogen average concentration is 0.012 3 mg/m3； Fertilizer plant TSP average concentration is 5.779 mg/m3； chlorine ion and TSP concentration are 52 and 19 times higher than the national standard respectively. As a result， the chloride ion and TSP have the highest influence on the stainless steel equipment.

Key words NOx； Cl-； The external environment； Fertilizer plant

全世界每年因腐蝕而報(bào)廢的金屬的量相當(dāng)于金屬年產(chǎn)量的1/4～1/3，發(fā)達(dá)國(guó)家每年因腐蝕造成的損失占國(guó)民生產(chǎn)總值的2%～4%，而且呈逐年增加趨勢(shì)[1-2]。金屬材料在自然環(huán)境中的使用非常普遍，因此研究自然環(huán)境中材料的腐蝕過程和相應(yīng)的腐蝕評(píng)價(jià)方法對(duì)于合理選材并提供有效的防護(hù)措施很有意義。計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展與提高，促進(jìn)腐蝕與防護(hù)領(lǐng)域的研究方法與控制手段不斷更新?lián)Q代，顯示出強(qiáng)大的應(yīng)用發(fā)展?jié)摿3]。通過大量的大氣腐蝕暴露工作，人們對(duì)大氣腐蝕性有了初步的了解。不同的環(huán)境可以具有相差很大的大氣腐蝕性。因此了解環(huán)境與大氣腐蝕性的關(guān)系，對(duì)于選材、用材及防護(hù)等對(duì)策的選擇有著極為重要的作用。大氣中氯化氫、二氧化硫、氮氧化物、TSP等化合物，尤其是其中含的氯離子對(duì)周圍化工設(shè)備造成很嚴(yán)重的腐蝕。氯離子對(duì)不銹鋼的腐蝕在化工生產(chǎn)中，在壓力容器使用過程中普遍發(fā)生，是導(dǎo)致壓力容器產(chǎn)生各種缺陷的主要因素之一，氯離子的活化作用對(duì)不銹鋼氧化膜的建立和破壞均起著重要作用[4]。因此，研究設(shè)備腐蝕破壞機(jī)理、防護(hù)措施等問題對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有非常重要的意義。

1 材料與方法

1.1 儀器

試驗(yàn)所用儀器中采樣器來自于青島嶗山應(yīng)用技術(shù)研究所，為2020空氣采樣器；分光光度計(jì)為島津紫外可見分光光度計(jì)UVmini1240；電子天平FA2004B來自上海越平科學(xué)儀器有限公司，最大載荷100 g，分度值0.1 mg。

1.2 試劑

試驗(yàn)中所需標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液、制劑及制品，在沒有注明其他要求時(shí)，均按GB/T601、GB/T603規(guī)定制備，試驗(yàn)試劑詳見表1。

1.3 樣品采集

1.3.1

氮氧化物的采集。將5 ml采樣用吸收液注入多孔玻板吸收瓶中，吸收瓶的進(jìn)氣口接三氧化鉻-沙子氧化管，吸收瓶的出氣口與大氣采樣器相連，以0.3 L/min的流量避光采樣至吸收液呈淺玫瑰紅色為止。如不變色，應(yīng)加大采樣流量或延長(zhǎng)采樣時(shí)間。在采樣同時(shí)，應(yīng)測(cè)定采樣現(xiàn)場(chǎng)的溫度和大氣壓力，并記錄。

1.3.2

大氣中含氯化合物的采集。現(xiàn)場(chǎng)采樣按照GBZ159執(zhí)行。在采樣點(diǎn)，將一只裝有10.0 ml吸收液的多孔玻板吸收管，以500 ml/min流量采集15 min空氣樣品。采樣后，立即封閉吸收管進(jìn)出氣口，置清潔容器內(nèi)運(yùn)輸和保存。樣品應(yīng)在48 h內(nèi)測(cè)定。

1.3.3

TSP的采集。采樣時(shí)，將已恒重的濾膜用鑷子取出，毛面向上，平放在采樣頭的網(wǎng)板上（網(wǎng)板上事先用紙擦凈），放上濾膜夾，擰緊采樣器頂蓋，然后開機(jī)采樣，TSP調(diào)節(jié)采樣流量為100 L/min。采樣后，用鑷子將已采樣濾膜毛面向里，對(duì)折放回專用袋。記下采樣日期和采樣地點(diǎn)，采樣1 h，記錄采樣期的溫度、壓力。濾膜紙袋放入干燥器內(nèi)，24 h后再次稱到恒重。

1.4 計(jì)算方法

參照環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有各類污染物的濃度限值，工業(yè)區(qū)屬于二類區(qū)，執(zhí)行濃度限值的二類標(biāo)準(zhǔn)，氯離子的二類標(biāo)準(zhǔn)為0.18 mg/m3，氮氧化物的二類標(biāo)準(zhǔn)為0.10 mg/m3，顆粒物的二類標(biāo)準(zhǔn)為0.30 mg/m3。

由表2可知，化肥廠東廠門合成氨裝備氯離子濃度均嚴(yán)重超氯離子二類標(biāo)準(zhǔn)濃度（0.18 mg/m3）， 化肥廠氯離子濃度是氯離子二類標(biāo)準(zhǔn)濃度的52倍?；蕪S合成氨裝備區(qū)域氯離子濃度大于化肥廠東廠門區(qū)域氯離子濃度?；蕪S合成氨裝備區(qū)域氯離子濃度是氯離子二類標(biāo)準(zhǔn)濃度的76倍，化肥廠東廠門區(qū)域氯離子濃度是氯離子二類標(biāo)準(zhǔn)濃度的28倍。學(xué)校氯離子濃度是氯離子二類標(biāo)準(zhǔn)濃度的7.1倍。學(xué)校氯離子濃度小于化肥廠氯離子濃度?；蕪S顆粒物濃度是顆粒物的二類標(biāo)準(zhǔn)濃度（0.30 mg/m3）的19.3倍。學(xué)校顆粒物濃度沒有超過顆粒物的二類標(biāo)準(zhǔn)濃度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于化肥廠顆粒物的濃度?；蕪S氮氧化物濃度沒有超過氮氧化物的二類標(biāo)準(zhǔn)濃度，學(xué)校氮氧化物濃度也沒有超過氮氧化物的二類標(biāo)準(zhǔn)濃度，大氣中氮氧化物濃度和化肥廠中氮氧化物濃度差不多。

3 結(jié)論

（1）對(duì)校園內(nèi)大氣中污染物濃度進(jìn)行了測(cè)定和分析，結(jié)果表明，大氣氯離子平均濃度為1.183 9 mg/m3；大氣氮氧化物的平均濃度為0.012 4 mg/m3，大氣TSP的平均濃度為0.273 5 mg/m3。

（2）從化肥廠測(cè)定結(jié)果可知，參照環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，工廠中東廠門和合成氨裝置外部環(huán)境中氯離子含量均超標(biāo)，化肥廠氯離子濃度是氯離子的二類標(biāo)準(zhǔn)濃度的52倍；化肥廠顆粒物濃度是顆粒物的二類標(biāo)準(zhǔn)濃度的19.3倍；化肥廠氮氧化物濃度沒有超過氮氧化物的二類標(biāo)準(zhǔn)濃度。所以主要是氯離子導(dǎo)致化工廠生產(chǎn)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，使化工生產(chǎn)過程存在安全隱患。試驗(yàn)測(cè)得結(jié)果與化肥廠實(shí)際情況相符。

（3）由于吉林化工學(xué)院位于化工區(qū)，周圍存在許多化工廠，使該校大氣中的氯離子含量偏高，且隨著氣溫的升高而有上升的趨勢(shì)，給校園環(huán)境帶來了極大的危害。

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