滲瀝液濃縮液對(duì)設(shè)備的結(jié)垢腐蝕研究*

孫巧萍，段翠九，任麗梅，韓志明

（1.北京北發(fā)建設(shè)發(fā)展有限公司，北京 100086；2.北京金州工程有限公司，北京 100101；3.北京市朝陽(yáng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園管理中心，北京 100024）

滲瀝液濃縮液代替工藝水回用SDA系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)外處理滲瀝液濃縮液的新技術(shù)。此技術(shù)可借助旋轉(zhuǎn)霧化器強(qiáng)大的霧化功能，用低品位熱能將滲瀝液濃縮液蒸發(fā)，在為脫酸創(chuàng)造反應(yīng)條件的同時(shí)，又能低成本地處理濃縮液、節(jié)約水資源。滲瀝液濃縮液的硬度大、氯離子含量高，易引起管道及相關(guān)設(shè)備的結(jié)垢［1-2］和腐蝕［3-4］，目前缺乏滲瀝液濃縮液對(duì)輸送設(shè)備的結(jié)垢腐蝕特性的研究。筆者選取常用的管道輸送設(shè)備模擬滲瀝液濃縮液代替工藝水回用SDA的過(guò)程，研究輸送設(shè)備的結(jié)垢和腐蝕特性，為滲瀝液濃縮液代替工藝水回用SDA系統(tǒng)的工程應(yīng)用提供技術(shù)參考。

1 試驗(yàn)方案

試驗(yàn)地點(diǎn)：北京高安屯垃圾焚燒廠滲瀝液車間；試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間3個(gè)月。試驗(yàn)裝置流程見圖1，滲瀝液濃縮液水箱的容積為5 t，經(jīng)過(guò)泵加壓后，滲瀝液濃縮液通過(guò)DN80的主管道，流速為1.28 m/s（此部分管道模擬SDA系統(tǒng)的工藝水主供水管道），經(jīng)三通分流后，一部分滲瀝液濃縮液進(jìn)入管徑為DN25的工藝水管道，流速為1.6 m/s，然后回到水箱（此部分管道模擬SDA入口的工藝水管道）；另一部分滲瀝液濃縮液經(jīng)過(guò)DN80的回流管回到水箱。泵前設(shè)置Y型過(guò)濾器去除滲瀝液濃縮液中固體物質(zhì)，確保泵的穩(wěn)定運(yùn)行；DN25管道上安裝流量計(jì)，調(diào)節(jié)支管的滲瀝液濃縮液流速。

圖1 試驗(yàn)裝置流程

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 Y型過(guò)濾器結(jié)垢

Y型過(guò)濾器作為保障后續(xù)系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵部件，其結(jié)垢情況見圖2。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)Y型過(guò)濾器的運(yùn)行狀況，持續(xù)運(yùn)行1個(gè)月，濾網(wǎng)大面積結(jié)垢，系統(tǒng)運(yùn)行正常；持續(xù)運(yùn)行1.5個(gè)月濾網(wǎng)結(jié)垢面積超過(guò)3/4，系統(tǒng)保護(hù)性斷電頻現(xiàn)。分析原因，運(yùn)行1.5個(gè)月時(shí)，Y型過(guò)濾器結(jié)垢嚴(yán)重，水流阻力過(guò)大，導(dǎo)致泵超負(fù)荷，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。所以建議Y型過(guò)濾器清洗頻率為1次/月。

圖2 Y型過(guò)濾器運(yùn)行1個(gè)月結(jié)垢情況

Y型過(guò)濾器結(jié)垢為多孔不規(guī)則塊狀物。運(yùn)行1個(gè)月，厚度為3～5 mm，干重16.73 g。Y型過(guò)濾器結(jié)垢XRD分析見表1，結(jié)垢的主要成分為MgCO3·3H2O，占95.51%，并含有少量的CaCO3·H2O和MgCl2，與管路PVC80結(jié)垢成分大體相同。根據(jù)結(jié)垢成分確定Y型過(guò)濾器的清洗，應(yīng)在弱酸性清洗劑的基礎(chǔ)上配合物理清洗［5-6］。

表1 運(yùn)行1個(gè)月Y型過(guò)濾器與管路結(jié)垢成分對(duì)比

2.2 轉(zhuǎn)子流量計(jì)結(jié)垢

選用工程常用的轉(zhuǎn)子流量計(jì)調(diào)節(jié)滲瀝液濃縮液的回流量。流量計(jì)選用耐腐蝕聚四氟襯里。運(yùn)行1個(gè)月轉(zhuǎn)子流量計(jì)結(jié)垢嚴(yán)重，轉(zhuǎn)子卡死，結(jié)垢情況見圖3。分析原因?yàn)闈B瀝液濃縮液中高濃度的鈣鎂離子在轉(zhuǎn)子和管壁間沉積，使轉(zhuǎn)子失去作用。轉(zhuǎn)子流量計(jì)結(jié)垢XRD分析，結(jié)果見表2，流量計(jì)結(jié)垢主要為MgCO3·3H2O，占96%，并含有少量的CaCO3·H2O、MgCl2，同Y型過(guò)濾器的結(jié)垢成分類似，此類結(jié)垢可通過(guò)化學(xué)清洗及物理清洗去除。轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理因受滲瀝液濃縮液易結(jié)垢的特性制約，不適用于此類高硬度的介質(zhì)。清洗轉(zhuǎn)子流量計(jì)表面未見腐蝕，可見聚四氟襯里可滿足高氯離子濃度滲瀝液濃縮液的防腐要求。

圖3 轉(zhuǎn)子流量計(jì)運(yùn)行1個(gè)月結(jié)垢情況

表2 運(yùn)行1個(gè)月轉(zhuǎn)子流量計(jì)結(jié)垢成分

2.3 角鋼和橡膠的結(jié)垢腐蝕

角鋼和橡膠作為工程應(yīng)用中的常用耗材，對(duì)其進(jìn)行浸泡試驗(yàn)，檢驗(yàn)其耐滲瀝液濃縮液腐蝕性能。角鋼和橡膠在滲瀝液濃縮液中浸泡5個(gè)月，角鋼銹斑明顯，腐蝕深度約為0.5 mm。分析原因?yàn)闈B瀝液濃縮液中高濃度的氯離子破壞了角鋼表面的鈍化膜，引發(fā)角鋼腐蝕［7］。橡膠耐腐蝕性強(qiáng)，表面未見腐蝕。角鋼易被氯離子腐蝕，不適于與滲瀝液濃縮液直接接觸。

3 結(jié)論

1）Y型過(guò)濾器持續(xù)運(yùn)行1.5個(gè)月后結(jié)垢嚴(yán)重，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性，建議清洗周期為1月/次。

2）轉(zhuǎn)子流量計(jì)結(jié)垢嚴(yán)重，不適用高鈣鎂離子濃度的滲瀝液濃縮液介質(zhì)。

3）設(shè)備結(jié)垢可選用化學(xué)清洗劑加物理清洗。

4）角鋼易被滲瀝液濃縮液腐蝕，不能作為與滲瀝液濃縮液直接接觸的材料；橡膠耐滲瀝液濃縮液腐蝕性能好。

［1］ 薛丹丹，劉丹，李軍，等.垃圾滲濾液輸送管道結(jié)垢原因分析［J］.四川環(huán)境，2008，27（6）：9-12.

［2］ 汪惠陽(yáng).淺談垃圾滲濾液輸送管道結(jié)垢問(wèn)題［J］.化學(xué)工程與裝備，2012（4）：145-146.

［3］ 潘旭東，王向明.循環(huán)水中氯離子控制及對(duì)不銹鋼腐蝕機(jī)理探討［J］.工業(yè)水處理，2013，33（3）：14-16.

［4］ 陳卿.鋼筋腐蝕臨界氯離子濃度的試驗(yàn)研究［D］.上海：上海交通大學(xué)，2008.

［5］ 周雅文，徐寶財(cái)，韓富.中國(guó)工業(yè)清洗技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)［J］.中國(guó)洗滌用品工業(yè)，2010（1）：33-36.

［6］ 王兵，李長(zhǎng)俊，廖柯熹，等.管道結(jié)垢原因分析及常用除垢方法［J］.油氣儲(chǔ)運(yùn)，2008，27（2）：59-61.

［7］ 杜榮歸，劉玉，林昌健.氯離子對(duì)鋼筋腐蝕機(jī)理的影響及其研究進(jìn)展［J］.材料保護(hù)，2006，39（6）：45-50.