Hastelloy lydiniai deginant atliekas: atsparumas korozijai rūgščių išmetamųjų dujų kondensatams

Deginant kietąsias komunalines atliekas išskiriama daugiau nei šiluma ir pelenai - susidaro dūmų dujos, pripildytos druskos rūgšties, sieros oksidų ir kitų rūgščių-sudarančių junginių, kurie kondensuojantis sukuria vieną iš labiausiai korozinių skystų terpių, su kuriomis įprastai susiduria bet kuri pramoninė įranga. Standartinis nerūdijantis plienas ir daugeliu atvejų net 6 % molibdeno super-austenitinės klasės nėra patikimai tinkami šiai specifinei kondensato chemijai, todėlHastelloy C276, C-22 ir C-2000 tapo standartinėmis medžiagomis, naudojamomis atliekomis naudojamų augalų šveitimo ir gesinimo sistemose. Šiame vadove paaiškinama, kodėl išmetamųjų dujų kondensatas yra toks agresyvus, kur jis susidaro deginimo įrenginyje ir kaip nurodyta Hastelloy lydinių šeimai jį išgyventi.

Kodėl atliekų deginimo išmetamosios dujos sukuria tokią agresyvią korozijos aplinką?

Atliekų deginimo išmetamosios dujos yra agresyvios, nes degant mišrioms kietosioms komunalinėms atliekoms -, kuriose dažniausiai yra PVC plastiko, maisto atliekų ir kitų chloro- bei sieros{2}}turinčių medžiagų -, išsiskiria druskos rūgštis, sieros oksidai ir kitos rūgštys{4}}sudarančios dujos, kurios susikondensuoja ir tampa labai ėsdinančios. didelio-chlorido kiekio skystis.

Kietosios komunalinės atliekos yra labai įvairus kuras, būtent dėl šio kintamumo jų išmetamųjų dujų chemija yra tokia sudėtinga: PVC ir kiti chlorinti plastikai degdami išskiria vandenilio chlorido (HCl) dujas, o sieros{0}}turinčios medžiagos išskiria sieros oksidus, kurie kondensuojantis gali sudaryti sieros ir sieros rūgštis, o atliekos gali sudaryti sieros ir sieros rūgštis, o atliekose susidaro dar daugiau halogenų pėdsakų. galima kondensato chemija.

Skirtingai nuo gerai kontroliuojamo vienus.

Kas yra rūgštinė rasos taško korozija ir kur ji atsiranda deginimo sistemoje?

Rūgštinės rasos taško korozija atsiranda, kai išmetamosios dujos atšąla iki tam tikros temperatūros, kurioje jų rūgštį -sudarantys garai kondensuojasi į skysčio lašelius tiesiai ant įrangos paviršių, o ši korozija yra stipriausia šalto-galų šilumos perdavimo paviršiuose, gesinimo kamerose ir šlapio plovimo sistemose, kur ši kondensacija yra neišvengiama arba sąmoningai kontroliuojama taršos proceso metu.

Dūmų dujose esant aukštai temperatūrai garų pavidalu pernešami rūgščių -sudarantys junginiai, o dujoms vėsstant - naudojant šilumos atgavimo įrangą arba tyčinį gesinimo ir valymo procesą -, šie junginiai pasiekia temperatūrą, kurioje kondensuojasi kaip koncentruotas rūgštus skystis tiesiai ant artimiausio vėsaus paviršiaus. Šis rūgšties rasos taškas nėra viena fiksuota temperatūra; tai priklauso nuo konkretaus rūgščių dujų mišinio ir drėgmės kiekio, tačiau pagrindinis mechanizmas yra nuoseklus: bet koks metalinis paviršius, nukritęs žemiau šios ribos, tampa kondensacijos vieta, kuri gali būti labai žemo-pH, didelio-chlorido ir dažnai vietinio koncentruoto korozinio skysčio.

Būtent dėl ​​šios priežasties šaltojo -galinio ekonomaizerio ir oro pašildytuvo paviršiai, gesinimo kameros ir šlapio plovimo indai -, kurie yra specialiai sukurti dūmų dujoms aušinti, o skruberiuose – tyčia kontaktuoti su skysčiu, kad būtų pašalintos rūgštinės dujos -, yra tos zonos, kuriose šis korozijos mechanizmas yra stipriausias ir daugiausiai pasekmių pasirenkant medžiagas.

Kurie Hastelloy lydiniai dažniausiai naudojami atliekų deginimo tarnyboje ir kuo jie skiriasi?

Hastelloy C-276, C-22 ir C-2000 yra nikelio, chromo ir molibdeno lydiniai, dažniausiai naudojami rūgščių išmetamųjų dujų kondensato paslaugoms. Kiekvienas iš jų siūlo susijusį, bet skirtingą atsparumo korozijai profilį, kurį sudaro molibdeno, volframo ir vario kiekio skirtumai.

Trijų dažniausiai nurodytų šios paslaugos Hastelloy klasių palyginimas:

1 lentelė. Įprastų Hastelloy markių, nurodytų atliekų deginimo dūmų kondensato paslaugai, palyginimas. Klasės pasirinkimas visada turi būti patvirtintas atsižvelgiant į konkrečią kondensato cheminę sudėtį, kurios tikimasi tam tikroje gamyklos vietoje, idealiai pagrįstą korozijos bandymais arba dokumentuota lauko patirtimi atliekant panašias paslaugas, o ne vien bendromis rekomendacijomis.

Visi trys lydiniai turi tą patį pagrindinį nikelio -chromo-molibdeno pagrindą, kuris yra atsparus bendram rūgšties poveikiui ir chloro-sukeltai vietinei korozijai, tačiau kiekvienas iš jų buvo sukurtas siekiant išplėsti arba iš naujo subalansuoti atsparumą tam tikra kryptimi - C-22 pagerintas oksidacijos ir C0{0}22 veikimas. Vario varomas sieros rūgšties atsparumas yra tikslingas metalurginis atsakas į specifines spragas, nustatytas naudojant ankstesnės kartos lydinius, pvz., C-276, ir atspindi tą patį sudėties patobulinimą, aptartą kituose techniniuose nerūdijančio plieno rūšies raidos vadovuose.

Kodėl standartinis nerūdijantis plienas paprastai netinka rūgščių išmetamųjų dujų kondensatui?

Standartinis austenitinis nerūdijantis plienas, o dažnai net 6 % molibdeno super-austenitinis plienas, paprastai netinka pačioms rūgščių dūmų kondensato zonoms, nes labai žemo pH, didelės chlorido koncentracijos ir oksiduojančių medžiagų derinys šiame specifiniame kondensate viršija praktines atsparumo korozijai ribas, ypač dėl šių rūšių korozijos, o chlorido. korozijos įtrūkimai.

Dūmų kondensatas, esantis smarkiausiu atveju, vienu metu sujungia kelis koroziją -spartinančius veiksnius: chlorido koncentraciją, kuri gali gerokai viršyti įprastą technologinio vandens lygį, nes garuojant kondensatas koncentruojasi, pH pakankamai žemas, kad būtų tikras rūgšties ataka, o ne paprastas chlorido poveikis, ir oksiduojantis degimas dėl -atsparių chlorido produktų, kurie praktiškai gali sumažinti jų ribas. Šis derinys yra daug sunkesnis nei bendrieji chloro duobių ir plyšinės korozijos scenarijai, aptariami kituose techniniuose vadovuose apie PREN ir nerūdijančio plieno chlorido ribas, todėl atliekų{4}}to{5}}energetikos gamyklos specialiai pasiekia Hastelloy lydinius nikelio -pagrindo pagrindu pačiose atšiauriausiose zonose, o ne mažiau pasikliauja aukščiausios {{7}PREN klasės plienu. rūgščioje, mažiau oksiduojančioje chloridinėje aplinkoje, pavyzdžiui, jūros vandenyje.

Kaip C-22 pagerina C-276 dėl oksiduojančio rūgštinio chlorido sąlygų?

Hastelloy C-22 pagerina C-276 našumą, ypač oksiduojant rūgštinį chloridą, naudodamas subalansuotą chromo, molibdeno ir volframo sudėtį, suteikdamas jam didesnį atsparumą vietinei korozijai ir bendrai atakai, kai yra oksiduojančios medžiagos, nei siūlo C-276, todėl C-22 vis dažniau teikiama pirmenybė daugelyje šiuolaikinių konstrukcijų.

C-276 tebėra puikus, plačiai naudojamas lydinys, tačiau cheminio apdorojimo ir išmetamųjų dujų valymo srityse patirtis parodė, kad jo našumas gali tapti menkesnis, ypač kai rūgštus chloridas taip pat stipriai oksiduoja - derinys, iš tikrųjų įmanomas deginant dūmų kondensatą, nes oksiduojasi-produkto degimo dujos. C-22 kūrimas buvo skirtas būtent šiai spragai, iš naujo subalansuodamas lydinio chromo ir molibdeno ir volframo santykį, kad patikimas veikimas būtų išplėstas iki oksidacijos sąlygų, neprarandant atsparumo redukuojančiai rūgštims, dėl kurių C-276 tapo vertingu.

Dėl šio tikslingo patobulinimo daugelis šiuolaikinių šlapio plovimo sistemų projektų nurodoC22kaip bent jau lygus ir oksiduojančių -condition-aplikacijų atveju kartais teikiama pirmenybė, o ne C-276, nors abu išlieka galiojantys, aktyviai nurodyti pasirinkimai, priklausomai nuo konkrečios kondensato chemijos, kurios tikisi tam tikra gamykla.

Kokį vaidmenį C-2000 vario papildymas atlieka atsparumui dūmų kondensatui?

C-2000 vario priedas ypač padidina atsparumą sieros rūgščiai ir tam tikroms mišrioms rūgščių sąlygoms, todėl tai yra ypač tinkamas pasirinkimas, kai išmetamųjų dujų kondensate yra daug sulfato arba sieros rūgšties komponentų kartu su dažniausiai akcentuojamu chlorido kiekiu.

Vario priedų vaidmuo nikelio lydinių metalurgijoje yra nusistovėjęs{0}}, siekiant pagerinti atsparumą redukuojant rūgščią aplinką. Šis principas taip pat aptariamas kituose techniniuose vadovuose, kuriuose aptariamas vario vaidmuo tokiose klasėse kaip 904L. C-2000 taiko tą patį bendrąjį principą, kuriame yra daug-chromo, daug{6}}molibdeno Hastelloy sistema, suteikdama jai atsparumo korozijai profilį, apimantį ir oksiduojančias, ir redukcines sąlygas, ir pasižyminti ypatinga stipria sieros -rūgšties- įtakojama chemija, susijusia su {{9} dujų kondensatu. sieros-turintys atliekų komponentai gali sudaryti reikšmingą sulfato ir sieros rūgšties kiekį kartu su dažniau aptariamu druskos rūgšties kiekiu. Jei konkrečios gamyklos kondensato cheminė analizė rodo, kad didelis sulfatų kiekis yra pagrindinis rūpestis, C-2000 yra pagrįstas lydinys, kurį galima vertinti kartu su C-276 ir C-22, o ne atsisakyti vienos iš diskusijų, kuriose daugiau dėmesio skiriama chloridui.

Kurioje deginimo gamykloje dažniausiai nurodomi Hastelloy lydiniai?

Hastelloy lydiniai dažniausiai nurodomi šlapio plovimo induose, gesinimo kamerose, rūko šalintuvuose ir šaltuose -galiniuose šilumos perdavimo paviršiuose - konkrečiose zonose, kuriose vyksta nuolatinis tiesioginis kontaktas su koncentruotu rūgštiniu kondensatu -, o ne tokios griežtos tos pačios gamyklos zonos dažnai statomos iš ekonomiškesnių medžiagų.

Zonos{0}}po-zonos vaizdas į tipinį medžiagų privažiavimą deginimo įmonės išmetamųjų dujų kelyje:

2 lentelė. Tipinė zona-pagal-zoną, korozijos sunkumas ir medžiagos požiūris per atliekų-į-energijos deginimo gamyklos išmetamųjų dujų kelią.

Šis selektyvus specifikacijų modelis atspindi tą pačią zonoje{0}}pagrįstą, vairuotojui- būdingą medžiagų atrankos filosofiją, aptartą kituose techniniuose vadovuose apie atviroje jūroje veikiančias konstrukcijas ir cheminio apdorojimo įrangą: užuot statę visą gamyklą iš labiausiai korozijai -atsparios turimos medžiagos, inžinieriai koncentruoja aukščiausios kokybės nikelio lydinius būtent tose vietose, kur iš tikrųjų susidaro ilgalaikis, stipresnis rūgščių kondensatas arba apsauginė, stipresnė ekonomiška kondensacija. ta pati sistema.

Kaip inžinieriai turėtų pasirinkti medžiagas deginimo gamyklos korozijos zonose?

Inžinieriai turėtų apibūdinti numatomą kondensato chemiją - chloridas, sulfatas ir pH - pagal zoną, nustatyti vietinę metalo temperatūrą, palyginti su rūgšties rasos tašku, ir pasirinkti iš C-276, C-22 ir C-2000 (arba skirtingų zonų derinio), atsižvelgdami į konkretų numatomą oksiduojančio / redukuojančio pobūdžio ir sulfato kiekį kiekvienoje vietoje.

Praktinis atrankos metodas:

1. Apibūdinkite numatomą išmetamųjų dujų ir kondensato chemiją,įskaitant chlorido, sulfato ir pH intervalus, idealiai pagrįstus faktine arba tipine atliekų srauto sudėtimi, o ne bendromis prielaidomis.

2. Pažymėkite vietinę metalo temperatūrą pagal rūgšties rasos taškąkiekvienai zonai, nustatant, kur kondensatas gali susidaryti net už sąmoningai drėgnų zonų, tokių kaip skruberiai ir gesinimo kameros.

3. Įvertinkite numatomo kondensato oksidacinį/redukuojantį pobūdįkaip pagrindinį veiksnį renkantis tarp C-276 ir C-22, atitinkančių mechanizmais pagrįstus medžiagų parinkimo principus, aptartus kituose techniniuose vadovuose apie oksiduojančią ir mažinančią korozijos aplinką.

4. Konkrečiai apsvarstykite C-2000, kai sulfato arba sieros rūgšties kiekis yra svarbus, dokumentais patvirtintas komponentastikėtinos kondensato cheminės sudėties, o ne tik chloro{0}}klasių palyginimus.

5. Aukščiausios kokybės lydinius naudokite pasirinktinai pagal zoną,Hastelloy markių rezervavimas vietoms, kuriose yra ilgalaikis stiprus rūgšties kondensato poveikis, naudojant ekonomiškesnes medžiagas ar apsauginius įdėklus kitur toje pačioje gamykloje.

Dažnai užduodami klausimai

Ar dvipusis arba superdupleksinis nerūdijantis plienas gali būti naudojamas bet kurioje atliekų deginimo įrenginio rūgščių dujų kelyje?

Taip, ne tokiose atšiauriose zonose, kur kondensato chemija yra mažiau agresyvi arba metalo temperatūra patikimai išlieka aukštesnė už rūgštinės rasos tašką, dupleksinės ir superdupleksinės rūšys gali pasiūlyti ekonomiškesnę Hastelloy lydinių alternatyvą, tačiau paprastai jos nėra tinkamos tiesioginiam ir ilgalaikiam kontaktui su sunkiausiu ploviklio ir gesinimo kameros kondensatu.

Ar atliekų srauto sudėtis daro didelę įtaką, kuri Hastelloy klasė yra tinkama?

Taip, - kadangi kietųjų komunalinių atliekų sudėtis skiriasi priklausomai nuo regiono ir laikui bėgant, augalai, deginantys atliekų srautus, kuriuose yra neįprastai daug chloruoto plastiko, sieros{1}}turinčių medžiagų arba pramoninių atliekų,-kurios kartu degina, kondensato cheminė sudėtis gali skirtis nuo įprasto komunalinių atliekų srauto, todėl rekomenduojama taikyti konkretų vietą, o ne universalią chemiją. deginimo įrenginiai.

Ar Hastelloy lydiniai naudojami kaip tvirta laivo konstrukcija, ar dažniau kaip pamušalas ir apkala?

Praktikoje naudojami abu metodai - kieta Hastelloy konstrukcija yra įprasta smulkesniems komponentams ir svarbiems elementams, pvz., rūko šalintuvams, o ekonomiškesnio struktūrinio pagrindo apkalimas arba išklojimas Hastelloy sluoksniu yra įprastas ekonomiškai efektyvus būdas didesniems laivams, pasirenkant atsižvelgiant į indo dydį, gamybos aplinkybes ir projekto ekonomiką.

Ar Hastelloy lydinių suvirinimas deginimo įrenginių gamyboje skiriasi nuo jų suvirinimo kitose pramonės šakose?

Pagrindiniai suvirinimo principai - tinkamo užpildo metalo parinkimas, šilumos įvedimo kontrolė ir po-suvirinimo siūlės valymas - atitinka Hastelloy suvirinimo praktiką įvairiose pramonės šakose, tačiau gaminant deginimo įrenginius vis tiek reikia laikytis kvalifikuotos suvirinimo procedūros, būdingos konkrečiam lydiniui ir pritaikymui, o ne daryti prielaidą, kad taikomas bendras suvirinimo patvirtinimas be nikelio lydinio.

Ar naudojant aukščiausios kokybės Hastelloy lydinį nebereikia reguliariai tikrinti deginimo įrenginių plovimo sistemų?

Jokiems -, net ir labai atspariems korozijai-lydiniams dokumentuota tikrinimo programa, ypač atsižvelgiant į tikrą deginimo išmetamųjų dujų cheminės sudėties kintamumą per visą įrenginio eksploatavimo laiką; patikrinimas tebėra svarbus medžiagų pasirinkimo papildymas, o ne žingsnis, dėl kurio aukščiausios kokybės lydinio parinkimas tampa nereikalingas.