垃圾焚燒發(fā)電是當(dāng)前處理生活垃圾的有效辦法,它具有減容化、無害化和資源化特點(diǎn)。由于垃圾成分的復(fù)雜性和不均一性,在焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生各種強(qiáng)腐蝕性介質(zhì),主要為氯化物、硫化物。垃圾焚燒爐主要燃料使用的是垃圾,因此煙氣中含硫量不是很高,而垃圾焚燒爐考慮到了多種氣體的集成,所以采用了活性炭煙氣噴射系統(tǒng)及半干法脫硫系統(tǒng),對(duì)煙氣的進(jìn)口溫度、單位時(shí)間內(nèi)的煙氣量、脫硫劑量等進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制。除塵系統(tǒng)采用布袋過濾噴吹,有效率達(dá)到99%以上,為了鈣的利用率達(dá)到醉大化,除塵下來的飛灰經(jīng)流化斜槽及加熱裝置重新返回脫硫裝置進(jìn)行二次循環(huán)。
經(jīng)分析垃圾爐焚燒煙氣中的HCl和SO2含量,發(fā)現(xiàn)HCl含量明顯高于SO2含量,所以主要以氯腐蝕為主。Cl往往以氣態(tài)HCl、Cl2和金屬氯化物KCl、NaCl、ZnCl2、PbCl2等沉積物出現(xiàn)在焚燒環(huán)境中。
在焚燒爐的高溫含氯的氣氛中,除直接氣相腐蝕外,這些金屬氯化物低熔點(diǎn)灰分沉積鹽與金屬表層的氧化膜發(fā)生氧化還原反應(yīng)腐蝕金屬基體。
另外,還會(huì)與煙氣中其他無機(jī)鹽共同沉積在金屬表面,形成低熔點(diǎn)共晶體,大大降低積灰的熔點(diǎn),在高溫的管壁上產(chǎn)生熔融性的腐蝕性鹽,在積灰-金屬交界面就會(huì)形成局部液相,形成電化學(xué)腐蝕氛圍。
基體金屬發(fā)生陽極溶解,相應(yīng)氣氛中的兩種氧化劑O2和Cl2被還原,基體金屬進(jìn)一步被氧化并結(jié)合成疏松的氧化物粒子形式沉積,或與Cl-結(jié)合生成氯化物。
這樣,隨著腐蝕的進(jìn)行,在熔融氯化物的外表面形成一層疏松的外氧化膜,由于金屬離子在熔融鹽中的擴(kuò)散速度較大,這一電化學(xué)過程嚴(yán)重侵蝕鍋爐的水冷壁、過熱器等部位的金屬構(gòu)件,導(dǎo)致其性能提前退化及失效。
此外,垃圾爐中硫?qū)Q熱面的腐蝕也是不容忽視的,硫的腐蝕主要是堿金屬鹽的熱腐蝕,即Na3Fe(SO4)3及K3 Fe(SO4)3的腐蝕。
綜上,垃圾爐受熱面管在腐蝕環(huán)境中逐漸被侵蝕、消耗。同時(shí),垃圾燃燒時(shí)產(chǎn)生的大量灰粉沖刷受熱面管,對(duì)受熱面管外表面造成不同程度的磨損。在多重因素共同作用下,受熱面管從外向內(nèi)不斷地被氧化、腐蝕和磨損,使之逐漸減薄,當(dāng)局部承*管內(nèi)水汽壓力時(shí)發(fā)生爆管。
針對(duì)以上環(huán)境,北京志盛威華化工有限公司,聯(lián)合北京高校相關(guān)研究實(shí)驗(yàn)室,組建科研人員,共同研發(fā)的針對(duì)垃圾焚燒爐高腐蝕的防腐涂料:ZS-1032耐強(qiáng)氧化防腐涂料。
ZS-1032耐有機(jī)物防滲防腐漆,采用了重晶石、鱗片狀石墨烯、聚四氟乙烯等材料高溫鈍化螯合而成。重晶石、石墨烯等材料在涂層中化學(xué)穩(wěn)定較好,硬度較高,分子粒徑小,涂層致密,能很好地防滲透。聚四氟乙烯較穩(wěn)定,不容易失去電子,涂層耐溶脹性較好。涂料中材料惰性分子化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不容易失去電子,保證涂層能耐氟離子及強(qiáng)氧化性介質(zhì)腐蝕。ZS-1032耐有機(jī)物防滲防腐漆涂層可以長時(shí)間耐住強(qiáng)氧化性材料如濃酸溶液(鹽、硫、硝)、強(qiáng)中間體、極性溶劑的氧化腐蝕,也能耐住煤油等油滲透腐蝕。涂料含導(dǎo)電材料,涂層導(dǎo)靜電,防止電荷聚集。ZS-1032涂料是底面合一的,一般涂刷3-4遍,膜厚0.3-0.5mm厚即可。無需采用加襯布等輔助材料和工藝,施工簡便工期較短。當(dāng)涂層出現(xiàn)缺陷或在后期應(yīng)用中出現(xiàn)弊病時(shí),僅需要進(jìn)行局部刷涂修補(bǔ)即可,大大降低了維修成本和縮短維修工期。
垃圾焚燒發(fā)電廠采用涂刷志盛威華ZS-1032耐強(qiáng)氧化防腐涂料后,取得*:
(1)在高負(fù)荷運(yùn)行情況下,通常運(yùn)行1年左右就要因?yàn)楦邷馗g爆管而進(jìn)行換管,而采取該防護(hù)后,防護(hù)層使用壽命可達(dá)2年以上,實(shí)現(xiàn)了垃圾發(fā)電廠的安全生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。
(2)解決了受熱面腐蝕問題,其鍋爐受熱面的承受極限溫度有明顯提升,日處理垃圾量增加可達(dá)30%,取得了良好的社會(huì)效益。
(3)管壁積灰問題得到了很好改善,提高了熱轉(zhuǎn)換效率,從而提高了垃圾發(fā)電廠的發(fā)電量,經(jīng)濟(jì)效益顯著。