滲瀝液濃縮液對設備的結垢腐蝕研究*

孫巧萍，段翠九，任麗梅，韓志明

（1.北京北發建設發展有限公司，北京 100086；2.北京金州工程有限公司，北京 100101；3.北京市朝陽循環經濟產業園管理中心，北京 100024）

滲瀝液濃縮液代替工藝水回用SDA系統是國內外處理滲瀝液濃縮液的新技術。此技術可借助旋轉霧化器強大的霧化功能，用低品位熱能將滲瀝液濃縮液蒸發，在為脫酸創造反應條件的同時，又能低成本地處理濃縮液、節約水資源。滲瀝液濃縮液的硬度大、氯離子含量高，易引起管道及相關設備的結垢［1-2］和腐蝕［3-4］，目前缺乏滲瀝液濃縮液對輸送設備的結垢腐蝕特性的研究。筆者選取常用的管道輸送設備模擬滲瀝液濃縮液代替工藝水回用SDA的過程，研究輸送設備的結垢和腐蝕特性，為滲瀝液濃縮液代替工藝水回用SDA系統的工程應用提供技術參考。

1 試驗方案

試驗地點：北京高安屯垃圾焚燒廠滲瀝液車間；試驗持續時間3個月。試驗裝置流程見圖1，滲瀝液濃縮液水箱的容積為5 t，經過泵加壓后，滲瀝液濃縮液通過DN80的主管道，流速為1.28 m/s（此部分管道模擬SDA系統的工藝水主供水管道），經三通分流后，一部分滲瀝液濃縮液進入管徑為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過DN80的回流管回到水箱。泵前設置Y型過濾器去除滲瀝液濃縮液中固體物質，確保泵的穩定運行；DN25管道上安裝流量計，調節支管的滲瀝液濃縮液流速。

圖1 試驗裝置流程

2 試驗結果

2.1 Y型過濾器結垢

Y型過濾器作為保障后續系統正常運行的關鍵部件，其結垢情況見圖2。實時監測Y型過濾器的運行狀況，持續運行1個月，濾網大面積結垢，系統運行正常；持續運行1.5個月濾網結垢面積超過3/4，系統保護性斷電頻現。分析原因，運行1.5個月時，Y型過濾器結垢嚴重，水流阻力過大，導致泵超負荷，影響系統正常運行。所以建議Y型過濾器清洗頻率為1次/月。

圖2 Y型過濾器運行1個月結垢情況

Y型過濾器結垢為多孔不規則塊狀物。運行1個月，厚度為3～5 mm，干重16.73 g。Y型過濾器結垢XRD分析見表1，結垢的主要成分為MgCO3·3H2O，占95.51%，并含有少量的CaCO3·H2O和MgCl2，與管路PVC80結垢成分大體相同。根據結垢成分確定Y型過濾器的清洗，應在弱酸性清洗劑的基礎上配合物理清洗［5-6］。

表1 運行1個月Y型過濾器與管路結垢成分對比

2.2 轉子流量計結垢

選用工程常用的轉子流量計調節滲瀝液濃縮液的回流量。流量計選用耐腐蝕聚四氟襯里。運行1個月轉子流量計結垢嚴重，轉子卡死，結垢情況見圖3。分析原因為滲瀝液濃縮液中高濃度的鈣鎂離子在轉子和管壁間沉積，使轉子失去作用。轉子流量計結垢XRD分析，結果見表2，流量計結垢主要為MgCO3·3H2O，占96%，并含有少量的CaCO3·H2O、MgCl2，同Y型過濾器的結垢成分類似，此類結垢可通過化學清洗及物理清洗去除。轉子流量計的工作原理因受滲瀝液濃縮液易結垢的特性制約，不適用于此類高硬度的介質。清洗轉子流量計表面未見腐蝕，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 轉子流量計運行1個月結垢情況

表2 運行1個月轉子流量計結垢成分

2.3 角鋼和橡膠的結垢腐蝕

角鋼和橡膠作為工程應用中的常用耗材，對其進行浸泡試驗，檢驗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個月，角鋼銹斑明顯，腐蝕深度約為0.5 mm。分析原因為滲瀝液濃縮液中高濃度的氯離子破壞了角鋼表面的鈍化膜，引發角鋼腐蝕［7］。橡膠耐腐蝕性強，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 結論

1）Y型過濾器持續運行1.5個月后結垢嚴重，影響系統穩定性，建議清洗周期為1月/次。

2）轉子流量計結垢嚴重，不適用高鈣鎂離子濃度的滲瀝液濃縮液介質。

3）設備結垢可選用化學清洗劑加物理清洗。

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。

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