渗沥液浓缩液对设备的结垢腐蚀研究*

2018-01-10孙巧萍段翠九任丽梅韩志明

环境卫生工程 2017年6期

孙巧萍，段翠九，任丽梅，韩志明

（1.北京北发建设发展有限公司，北京 100086；2.北京金州工程有限公司，北京 100101；3.北京市朝阳循环经济产业园管理中心，北京 100024）

渗沥液浓缩液代替工艺水回用SDA系统是国内外处理渗沥液浓缩液的新技术。此技术可借助旋转雾化器强大的雾化功能，用低品位热能将渗沥液浓缩液蒸发，在为脱酸创造反应条件的同时，又能低成本地处理浓缩液、节约水资源。渗沥液浓缩液的硬度大、氯离子含量高，易引起管道及相关设备的结垢［1-2］和腐蚀［3-4］，目前缺乏渗沥液浓缩液对输送设备的结垢腐蚀特性的研究。笔者选取常用的管道输送设备模拟渗沥液浓缩液代替工艺水回用SDA的过程，研究输送设备的结垢和腐蚀特性，为渗沥液浓缩液代替工艺水回用SDA系统的工程应用提供技术参考。

1 试验方案

试验地点：北京高安屯垃圾焚烧厂渗沥液车间；试验持续时间3个月。试验装置流程见图1，渗沥液浓缩液水箱的容积为5 t，经过泵加压后，渗沥液浓缩液通过DN80的主管道，流速为1.28 m/s（此部分管道模拟SDA系统的工艺水主供水管道），经三通分流后，一部分渗沥液浓缩液进入管径为DN25的工艺水管道，流速为1.6 m/s，然后回到水箱（此部分管道模拟SDA入口的工艺水管道）；另一部分渗沥液浓缩液经过DN80的回流管回到水箱。泵前设置Y型过滤器去除渗沥液浓缩液中固体物质，确保泵的稳定运行；DN25管道上安装流量计，调节支管的渗沥液浓缩液流速。

图1 试验装置流程

2 试验结果

2.1 Y型过滤器结垢

Y型过滤器作为保障后续系统正常运行的关键部件，其结垢情况见图2。实时监测Y型过滤器的运行状况，持续运行1个月，滤网大面积结垢，系统运行正常；持续运行1.5个月滤网结垢面积超过3/4，系统保护性断电频现。分析原因，运行1.5个月时，Y型过滤器结垢严重，水流阻力过大，导致泵超负荷，影响系统正常运行。所以建议Y型过滤器清洗频率为1次/月。

图2 Y型过滤器运行1个月结垢情况

Y型过滤器结垢为多孔不规则块状物。运行1个月，厚度为3～5 mm，干重16.73 g。Y型过滤器结垢XRD分析见表1，结垢的主要成分为MgCO3·3H2O，占95.51%，并含有少量的CaCO3·H2O和MgCl2，与管路PVC80结垢成分大体相同。根据结垢成分确定Y型过滤器的清洗，应在弱酸性清洗剂的基础上配合物理清洗［5-6］。

表1 运行1个月Y型过滤器与管路结垢成分对比

2.2 转子流量计结垢

选用工程常用的转子流量计调节渗沥液浓缩液的回流量。流量计选用耐腐蚀聚四氟衬里。运行1个月转子流量计结垢严重，转子卡死，结垢情况见图3。分析原因为渗沥液浓缩液中高浓度的钙镁离子在转子和管壁间沉积，使转子失去作用。转子流量计结垢XRD分析，结果见表2，流量计结垢主要为MgCO3·3H2O，占96%，并含有少量的CaCO3·H2O、MgCl2，同Y型过滤器的结垢成分类似，此类结垢可通过化学清洗及物理清洗去除。转子流量计的工作原理因受渗沥液浓缩液易结垢的特性制约，不适用于此类高硬度的介质。清洗转子流量计表面未见腐蚀，可见聚四氟衬里可满足高氯离子浓度渗沥液浓缩液的防腐要求。

图3 转子流量计运行1个月结垢情况

表2 运行1个月转子流量计结垢成分

2.3 角钢和橡胶的结垢腐蚀

角钢和橡胶作为工程应用中的常用耗材，对其进行浸泡试验，检验其耐渗沥液浓缩液腐蚀性能。角钢和橡胶在渗沥液浓缩液中浸泡5个月，角钢锈斑明显，腐蚀深度约为0.5 mm。分析原因为渗沥液浓缩液中高浓度的氯离子破坏了角钢表面的钝化膜，引发角钢腐蚀［7］。橡胶耐腐蚀性强，表面未见腐蚀。角钢易被氯离子腐蚀，不适于与渗沥液浓缩液直接接触。