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纳米纤维脱硫专用重防腐涂料——环保新材料
撰稿:高建中
 
 

     环境污染问题已经给人们的生活和健康带来了严重的危害,环境保护迫在眉睫。燃煤的脱硫技术已强制应用,脱硫后烟囱内部正常运行温度介于50~100℃之间,温度降低,烟气湿度大大增加;同时由于烟气的酸露点温度降低,烟囱内壁极易结露,烟气中残余的SO3溶解后形成腐蚀性、渗透性很强的稀硫酸液,对烟囱结构造成很强的腐蚀性。烟囱在使用过程中发现烟囱外侧筒壁存在多处不同程度的渗漏现象,渗液在筒身表面形成结晶,冬季形成大块冰柱。

目前,能够有效防止脱硫后烟囱内壁腐蚀的技术手段非常有限,常用方法包括:钛合金内衬、采用耐酸胶泥粘合的玻璃砖以及玻璃鳞片等;在这些方法中,除造价高昂的钛合金内衬具备良好的防腐功能外,客观上讲,采用其它较为经济的防腐手段所能够起到的防腐时间非常有限,几乎无法超过一年。

造成目前防腐手段无法取得满意效果的原因主要包括以下三个方面:

1)采用分段支承的耐酸砖防腐墙之间存在伸缩间隙,目前的防腐手段无法解决间隙处存在的腐蚀问题,导致SO3溶解后形成的稀硫酸液穿过间隙,对烟囱内壁形成腐蚀,并很快穿透烟囱筒壁,造成严重的安全隐患;

2)由于耐酸砖与作为粘合剂的耐酸胶泥两者的膨胀系数不同,经过一段时间的温度交替变化后,二者之间将不可避免地出现缝隙,SO3稀硫酸液将通过这些细微的缝隙腐蚀烟囱内壁。

3)为了解决上述问题,传统防腐方法不得不在耐酸砖表面粘贴玻璃鳞片,以防止酸性液体进入缝隙;但作为刚性材料的玻璃鳞片本身的膨胀系数与耐酸砖不同,加之两者之间的附着力有限(大约仅为0.4-1.0 MPa),随着温度的交替变化和时间的推移,造成玻璃鳞片层渗漏及大量脱落,从而失去防腐功能。

脱硫后的烟囱内部由于长期处在干湿交替的酸性环境下运行,如若内部的防腐层不能抵御该环境下特定的腐蚀而发生涂层渗漏、脱落损坏,就会导致其内壁防腐层失去防腐功能。继续使用不但脱硫效果达不到国家环保要求,还会出现安全隐患;如何克服这一困扰,已成为与企业发展息息相关的一项重要战略任务。

从前面的分析中不难看出,除采用钛合金内衬方式进行防腐外,如何克服伸缩缝部位的腐蚀以及耐酸砖与耐酸胶泥之间收缩率不同的问题,是解决烟囱内壁防腐问题的关键所在。

“科技创新,材料为先”,现在,由于纳米纤维重防腐涂料的问世,使得这一问题有望得到彻底解决;其设计核心原理是:利用纳米防腐材料超强的耐酸、碱、盐性能,数十倍于传统材料的附着力性能等,仿造钛合金内衬的原理,在混凝土脱硫烟囱内壁建造一个由纳米重防腐涂料构成的柔性“塑料金属筒”,从而有效阻止酸性液体对烟囱内壁的腐蚀;其防腐功能完全可以与钛合金相媲美,甚至更加优越,在效防腐年限达到20年的前提下,成本仅为钛合金的1/3-1/4

大量实验数据表明,这种新型防腐材料的出现,完全有可能改变目前脱硫烟囱防腐手段的格局,成为解决这一难题的最有效方法。

纳米纤维重防腐材料的创新点包括:

  材料创新   材料本身呈纤维状,粒径40~80nm,长度2~3μm,电导率13s/m。具有传统材料无法比拟的耐酸防腐性能,是防腐材料的重大创新,也是防腐理念和技术的革命。

技术创新   纳米纤维高性能重防腐涂料与介质发生作用时,能够在烟囱内壁表面形成塑料金属钝化隔离防渗保护层,具有阳极保护作用,承受烟囱内强酸的腐蚀。同时,纳米复合重防腐材料形成的塑料金属保护层,氯离子渗透率为3.6x10-5,比国家标准5x10-3低两个数量级,具有很强的阻隔酸液渗漏的能力。

工艺创新   纳米复合重防腐材料比重仅为1.02kg/l,施工安全简便,能缩短大量工期。同时具备超强的附着力和耐磨性,能承受液体的长期冲刷;伸缩缝搭接处采用柔性伸缩防腐处理,解决了伸缩缝搭接处长期无法解决的渗漏问题。同时,该产品经过美国FDA安全认证,不含重金属,是食品级的安全环保材料。

纳米纤维脱硫专用重防腐涂料及复合技术已经获得国家发明专利,专利号201310317795.4,该项技术作为中石化碧水蓝天工程,在天津石化热电部烟囱防腐治理一期工程中得到了应用,取得了很好的防腐效果。

 

 
 
 
 
 
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