石油石化污水處理設備腐蝕及技術經濟研究

楊文軍

摘? 要：在我國的石化行業當中，污泥處理的主要技術是污泥脫水機，其可以實現將泥和水加以分離，大大簡化了后續污泥處理的流程。污泥常見類型可以分為三種，其一是油泥，其是由油、水和固體物質構成的占比較少，約10%;其二是活性污泥，其中有較多的微生物和少量的油，占比約40%;油泥中最多的類型是有較多污油和化學試劑，占比可以達到1/2。現在我國石化行業當中應用的高酸原油數量越來越多，所以在污泥當中，硫化物也明顯增加，會直接腐蝕設備和管線。

關鍵詞：污泥脫水機;金屬防腐;掛片腐蝕法;技術經濟性

現在我國的污水裝置饋線材料以及相關防腐技術已經日趨成熟，結合使用環境中的情況，可以應用的材料有人玻璃管、不銹鋼管以及混凝土管和內襯玻璃鋼等等。但是對于防腐技術來說，現在我國的污水處理設備的質量和功能仍然無法得到保證，同時污水處理設備的運行工況十分復雜，所以設備的腐蝕問題仍然是非常嚴重的，同時從另一方面來看，為了限制污泥對于脫水機長時間運行的腐蝕作用，也需要應用相應的防腐措施，本文針對這些問題進行了總結和分析。

1 防腐技術分析

在正常情況下，石化行業所應用的防腐技術主要有四個類型：其一，是應用具有較好防腐性能材料，如在設備當中管線設備上應用防腐材料;其二，是對于工作環境來進行控制，避免腐蝕和性介質接觸;其三，可以應用涂層來加以保護，或應用電化學方法來實現隔離，避免設備和管線被腐蝕;最后，由于非金屬材料在抗腐蝕能力上有天然的優勢，所以可以減少金屬材料的使用量，應用非金屬材料加以替代。

石化行業中應用的污泥脫水機在工作中經常需要面對高酸原油等等劣質油帶來的腐蝕作用，所以總體上來看，其工作環境是非常惡劣的，面對著泥-水-汽結合的環境，并且其運行工況在短時間內也難以完全改變，所以無法控制工作環境;污泥脫水機設備當中很多配件都為轉動部件或支撐部件，所以在硬度和耐磨性上都有一定的要求，可以說應用金屬材料是無法避免的，同時主要結構為動設備，應用涂層手段來實現防腐，只能應用在框架上。所以這樣看來，僅僅可以應用耐腐蝕材料來制造設備。下文對于常見的金屬材料在污泥脫水設備當中的應用情況進行總結和分析，并且分析了其經濟性。

2 實驗過程

所選擇的實驗材料主要包括了幾種常用的材質，如Q235b碳鋼、304不銹鋼、316不銹鋼以及2205雙相不銹鋼，首先進行掛腐蝕實驗，之后對其進行清洗清洗用試劑在使用之前并未進行純化處理。

2.1 掛片的預處理

所購買的掛片均為密封包裝的標準掛片，打上號碼，之后將其浸入無水乙醇當中進行浸泡，將表面的有機物加以移除，之后應用脫脂棉來將表面的雜質去除。之后將掛片取出，吹干，之后放入干燥器，1d后使用。

2.2 腐蝕試驗

掛片稱重后立即穿上塑料線尼龍繩，浸入試驗環境內，并記下浸入時間。耐蝕材料優選試驗環境選擇在污泥脫水機房除臭封閉房內，模擬污水、臭氣、污泥腐蝕環境。注意掛片間不能彼此接觸，也不能與容器接觸，以免改變該掛片的腐蝕速率。掛片浸入深度應保持一致，觀察并記錄試樣浸入溶液后發生的現象。本次腐蝕試驗中，掛片放置時間為116d，即掛入時間t為2781h。

具體清洗方法如表1所示：

針對這些金屬掛片的腐蝕速率進行了計算，并且總結了平均腐蝕速率，具體計算結果如表2所示。其中的碳鋼材料已經在實驗過程中，穿孔位置完全腐蝕，所以在這種情況下，掛片直接接觸到了容器底部，所以該掛片的腐蝕情況已經不具備參考價值，未進行后續計算，而對其他掛片的腐蝕情況時行了計算。

3 經濟指標分析

304不銹鋼、316不銹鋼和2205雙相不銹鋼材料在116d的掛片實驗過程中均具有非常低的平均腐蝕速率，除304不銹鋼出現點蝕外，316不銹鋼、2205雙相不銹鋼均未發現明顯的腐蝕，因此，這三種不銹鋼材料適宜用于污水處理裝置中。而在污泥脫水機的制備過程中，除了需要考慮材料的抗腐蝕性能，原材料的成本也是非常關鍵的一個因素，這很大程度上決定了設備的成本和后續的維護建議程度，需要綜合權衡材料的抗腐蝕性能、成本、使用壽命、年折舊費用等技術經濟指標。表3為常見三種不銹鋼材質用于污泥脫水機制備及應用過程中的技術經濟指標表。

對于以304不銹鋼為材質制備的污泥脫水機，已有的現場應用數據表明，其在石油石化行業現場使用壽命為24個月。依據表2中計算得到的平均腐蝕速率，估算得到316不銹鋼和2205雙相不銹鋼在石油石化行業現場使用壽命分別為56個月和78個月。304不銹鋼的噸成本為17000元，服役周期為25個月，因此304不銹鋼的年折舊費用為8500元/a。同理可以計算得到316不銹鋼的年折舊費用為5571元/a，而2205雙相不銹鋼的的年折舊費用為5692元a。因此，綜合上述因素考慮，對于石油石化行業應用的污泥脫水機，制備過程中建議采用的材質為316不銹鋼和2205不銹鋼，這兩種材質的年折舊費用相對較為接近，比現階段采用304不銹鋼材質制備的污泥脫水機，年折舊成本降低了約52.6%，具有更高的技術經濟性。

4 總結

經過總結我們不難發現，污泥脫水機設備的腐蝕工作環境較為惡劣，在本次研究當中，可以證明Q235B碳鋼材料出現了嚴重的腐蝕問題，腐蝕速度較快，不適合用于污泥設備的制造。304和316號不銹鋼有著較強的抗腐蝕能力，可以用污泥脫水機設備的制造。在經濟性對比當中，可以應用316不銹鋼來制造設備，和304不銹鋼相比，折舊費用可以實現超過50%節約。

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