石油石化污水處理設(shè)備腐蝕及技術(shù)經(jīng)濟研究

楊文軍

摘? 要：在我國的石化行業(yè)當(dāng)中，污泥處理的主要技術(shù)是污泥脫水機，其可以實現(xiàn)將泥和水加以分離，大大簡化了后續(xù)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(zhì)構(gòu)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(xué)試劑，占比可以達到1/2?，F(xiàn)在我國石化行業(yè)當(dāng)中應(yīng)用的高酸原油數(shù)量越來越多，所以在污泥當(dāng)中，硫化物也明顯增加，會直接腐蝕設(shè)備和管線。

關(guān)鍵詞：污泥脫水機;金屬防腐;掛片腐蝕法;技術(shù)經(jīng)濟性

現(xiàn)在我國的污水裝置饋線材料以及相關(guān)防腐技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，結(jié)合使用環(huán)境中的情況，可以應(yīng)用的材料有人玻璃管、不銹鋼管以及混凝土管和內(nèi)襯玻璃鋼等等。但是對于防腐技術(shù)來說，現(xiàn)在我國的污水處理設(shè)備的質(zhì)量和功能仍然無法得到保證，同時污水處理設(shè)備的運行工況十分復(fù)雜，所以設(shè)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(yīng)用相應(yīng)的防腐措施，本文針對這些問題進行了總結(jié)和分析。

1 防腐技術(shù)分析

在正常情況下，石化行業(yè)所應(yīng)用的防腐技術(shù)主要有四個類型：其一，是應(yīng)用具有較好防腐性能材料，如在設(shè)備當(dāng)中管線設(shè)備上應(yīng)用防腐材料;其二，是對于工作環(huán)境來進行控制，避免腐蝕和性介質(zhì)接觸;其三，可以應(yīng)用涂層來加以保護，或應(yīng)用電化學(xué)方法來實現(xiàn)隔離，避免設(shè)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(yōu)勢，所以可以減少金屬材料的使用量，應(yīng)用非金屬材料加以替代。

石化行業(yè)中應(yīng)用的污泥脫水機在工作中經(jīng)常需要面對高酸原油等等劣質(zhì)油帶來的腐蝕作用，所以總體上來看，其工作環(huán)境是非常惡劣的，面對著泥-水-汽結(jié)合的環(huán)境，并且其運行工況在短時間內(nèi)也難以完全改變，所以無法控制工作環(huán)境;污泥脫水機設(shè)備當(dāng)中很多配件都為轉(zhuǎn)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(yīng)用金屬材料是無法避免的，同時主要結(jié)構(gòu)為動設(shè)備，應(yīng)用涂層手段來實現(xiàn)防腐，只能應(yīng)用在框架上。所以這樣看來，僅僅可以應(yīng)用耐腐蝕材料來制造設(shè)備。下文對于常見的金屬材料在污泥脫水設(shè)備當(dāng)中的應(yīng)用情況進行總結(jié)和分析，并且分析了其經(jīng)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(zhì)，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(yù)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(dāng)中進行浸泡，將表面的有機物加以移除，之后應(yīng)用脫脂棉來將表面的雜質(zhì)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(huán)境內(nèi)，并記下浸入時間。耐蝕材料優(yōu)選試驗環(huán)境選擇在污泥脫水機房除臭封閉房內(nèi)，模擬污水、臭氣、污泥腐蝕環(huán)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(yīng)保持一致，觀察并記錄試樣浸入溶液后發(fā)生的現(xiàn)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(jié)了平均腐蝕速率，具體計算結(jié)果如表2所示。其中的碳鋼材料已經(jīng)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(jīng)不具備參考價值，未進行后續(xù)計算，而對其他掛片的腐蝕情況時行了計算。

3 經(jīng)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(xiàn)點蝕外，316不銹鋼、2205雙相不銹鋼均未發(fā)現(xiàn)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(guān)鍵的一個因素，這很大程度上決定了設(shè)備的成本和后續(xù)的維護建議程度，需要綜合權(quán)衡材料的抗腐蝕性能、成本、使用壽命、年折舊費用等技術(shù)經(jīng)濟指標。表3為常見三種不銹鋼材質(zhì)用于污泥脫水機制備及應(yīng)用過程中的技術(shù)經(jīng)濟指標表。

對于以304不銹鋼為材質(zhì)制備的污泥脫水機，已有的現(xiàn)場應(yīng)用數(shù)據(jù)表明，其在石油石化行業(yè)現(xiàn)場使用壽命為24個月。依據(jù)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(yè)現(xiàn)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(yè)應(yīng)用的污泥脫水機，制備過程中建議采用的材質(zhì)為316不銹鋼和2205不銹鋼，這兩種材質(zhì)的年折舊費用相對較為接近，比現(xiàn)階段采用304不銹鋼材質(zhì)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(shù)經(jīng)濟性。

4 總結(jié)

經(jīng)過總結(jié)我們不難發(fā)現(xiàn)，污泥脫水機設(shè)備的腐蝕工作環(huán)境較為惡劣，在本次研究當(dāng)中，可以證明Q235B碳鋼材料出現(xiàn)了嚴重的腐蝕問題，腐蝕速度較快，不適合用于污泥設(shè)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(shè)備的制造。在經(jīng)濟性對比當(dāng)中，可以應(yīng)用316不銹鋼來制造設(shè)備，和304不銹鋼相比，折舊費用可以實現(xiàn)超過50%節(jié)約。

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