Hastelloy málmblöndur í úrgangsbrennslu: Tæringarþol gegn súrum reykgasþéttum

Brennandi fastur úrgangur frá sveitarfélögum framleiðir meira en hita og ösku - það framleiðir útblástursloft sem blandað er saltsýru, brennisteinsoxíðum og öðrum sýru-myndandi efnasamböndum sem, þegar það hefur þéttast, skapa eitt ætandi vökvaumhverfi sem nokkur iðnaðarbúnaður stendur frammi fyrir. Venjulegt ryðfrítt stál, og í mörgum tilfellum jafnvel 6% mólýbden ofur-austenítísk einkunn, er ekki áreiðanlega fullnægjandi í þessari sérstöku þéttiefnafræði, sem er ástæðan fyrir þvíHastelloy C276, C-22 og C-2000 eru orðin staðlað efni í hreinsi- og slökkvikerfi fyrir úrgangs-til-orku plöntur. Þessi leiðarvísir útskýrir hvers vegna útblástursþéttiefni er svo árásargjarnt, hvar í brennslustöð myndast það og hvernig Hastelloy fjölskyldan af málmblöndur er tilgreind til að lifa það af.

Hvers vegna skapar úrgangsbrennsla útblástursgas svona árásargjarnt tæringarumhverfi?

Útblástursloft frá úrgangsbrennslu er árásargjarnt vegna þess að brennandi blönduð bæjarúrgangur - sem venjulega inniheldur PVC-plast, matarúrgang og önnur klór- og brennisteins-berandi efni - losar saltsýru, brennisteinsoxíð og aðra sýru- þegar þau verða mjög{5} ætandi lofttegundir, sem verða mjög{5} ætandi lofttegundir. hár-klóríðvökvi.

Fastur úrgangur frá sveitarfélögum er mjög breytilegt eldsneyti og þessi breytileiki er einmitt það sem gerir útblástursefnafræði þess svo krefjandi: PVC og annað klórað plast losar vetnisklóríð (HCl) gas við bruna, brennisteins-efni sem innihalda losa brennisteinsoxíð sem geta myndað brennisteins- og brennisteinssýru í þéttingu og straumur þungmálms í þéttingu og straumur enn frekar út í þungmálm. gas sem myndast og að lokum þéttiefnafræði.

Ólíkt vel-stýrðu efnaferli með þekktu, stöðugu hráefni, breytist útblásturssamsetning brennslustöðvar með samsetningu úrgangs sem brennt er á tilteknum degi, sem þýðir að tæringarvarnarkerfið verður að vera hannað fyrir raunhæfa alvarlega samsetningu aðstæðna frekar en eina, nákvæmlega einkennandi efnafræði - sem styður háan{2} hönnunarheimspeki, þröngt bjartsýni.

Hvað er tæring á sýrudaggarpunkti og hvar gerist það í brennslukerfi?

Sýru daggarpunkttæring á sér stað þegar útblástursloft kólnar niður í það tiltekna hitastig þar sem sýru-myndandi gufur þess þéttast í vökvadropa beint á yfirborð búnaðarins og það er alvarlegast við kalda-enda hitaflutningsyfirborða, slökkvihólf og blauthreinsunarkerfi þar sem þessi þétting er annaðhvort óhjákvæmileg og er óhjákvæmilegt að stjórna því eða af ásettu ráði.

Útblástursloft flytur sýru-myndandi efnasambönd í gufuformi við háan hita, og þegar gasið kólnar - annaðhvort í gegnum varmaendurheimtunarbúnað eða vísvitandi slökkvi- og skrúbbunarferli - ná þessi efnasambönd hitastig þar sem þau þéttast út sem óblandaður súr vökvi beint á næsta kalda yfirborði. Þessi sýrudaggarmark er ekki eitt fast hitastig; það fer eftir tiltekinni blöndu af súrum lofttegundum og rakainnihaldi sem er til staðar, en undirliggjandi vélbúnaður er samkvæmur: ​​sérhvert málmyfirborð sem fer niður fyrir þennan þröskuld verður þéttingarstaður fyrir það sem getur verið mjög lágt-pH, hátt-klóríð og oft staðbundið þéttur ætandi vökvi.

Þetta er einmitt ástæðan fyrir því að kalda-enda sparneytnari og loftforhitarafletir, slökkvihólf og blauthreinsunarílát - eru öll sérstaklega hönnuð til að kæla útblástursloft og, í hreinsibúnaði, til að koma því viljandi í snertingu við vökva til að fjarlægja súrt gas - eru svæðin þar sem þessi tæringarbúnaður og efnisval hefur hvað mest áhrif.

Hvaða Hastelloy málmblöndur eru almennt notaðar í sorpbrennsluþjónustu og hvernig eru þær mismunandi?

Hastelloy C-276, C-22 og C-2000 eru nikkel-króm-mólýbden málmblöndur sem oftast eru tilgreindar fyrir súrt útblástursþéttiþjónusta, sem hver um sig býður upp á skylda en sérstaka tæringarþolsprófíl sem mótast af mun á mólýbdeni, wolfram og koparinnihaldi.

Samanburður á þremur algengustu einkunnum Hastelloy fyrir þessa þjónustu:

Tafla 1. Samanburður á algengum Hastelloy einkunnum sem tilgreindar eru fyrir sorpbrennslu útblástursþéttiþjónustu. Einkunnaval ætti alltaf að vera fullgilt með hliðsjón af tiltekinni þéttiefnafræði sem búist er við á tilteknum stað verksmiðjunnar, helst stutt af tæringarprófum eða skjalfestri reynslu á vettvangi í sambærilegri þjónustu, frekar en almennum viðmiðunarleiðbeiningum eingöngu.

Allar þrjár málmblöndur deila sama grunn nikkel-króm-mólýbdengrunni sem ber ábyrgð á að standast bæði almennt sýruárás og klóríð-framkallaða staðbundna tæringu, en hver um sig var þróuð til að lengja eða endurjafna mótstöðuna í ákveðna átt - C-22 er bætt oxunarástand{{0}'s C{0}oxandi{{20} kopardrifið brennisteinssýruþol tákna bæði markviss málmvinnsluviðbrögð við sérstökum eyðum sem greint hefur verið frá í reynslu á vettvangi með fyrri kynslóð málmblöndur eins og C-276, sem endurómar sams konar betrumbót sem fjallað er um í öðrum tæknilegum leiðbeiningum um þróun ryðfríu stáli.

Af hverju er venjulegt ryðfrítt stál almennt ófullnægjandi fyrir súrt útblástursþéttiefni?

Hefðbundið austenítískt ryðfrítt stál, og oft jafnvel 6% mólýbden ofur-austenítískt efni, eru almennt ófullnægjandi fyrir alvarlegustu súru útblástursþéttisvæðin vegna þess að samsetningin af mjög lágu pH, háum klóríðstyrk og oxandi tegundum í þessu tiltekna þéttivatni fer yfir hagnýt tæringarþol, sérstaklega með tilliti til tæringarþols og tæringar, sérstaklega með tilliti til tæringar og tæringar. tæringarsprungur.

Útblástursþéttiefni þegar það er alvarlegast sameinar nokkra tæringar-hröðunarþætti samtímis: styrkur klóríðs sem getur hækkað vel yfir venjulegum vinnsluvatnsstigum þar sem uppgufun þéttir þéttivatnið, pH nógu lágt til að tákna raunverulegt sýruárás frekar en einfalt klóríðútsetningu, og oxandi brennsla með-klórefni sem-jafnvel ýtir afurðum til hagnýt takmörk þeirra. Þessi samsetning er talsvert alvarlegri en almennar atburðarásir fyrir klóríð gryfju og sprungutæringu sem fjallað er um í öðrum tæknileiðbeiningum um PREN og ryðfrítt stál klóríð mörk, sem er ástæðan fyrir því að úrgangur-til-orkuvera nær sérstaklega til nikkel-undirstaða Hastelloy málmblöndur í erfiðustu{ REN fríu stáli svæðum frekar en sterkustu{REN 7} svæðum sem standa sig vel í minna súru, minna oxandi klóríðumhverfi eins og sjó.

Hvernig bætir C-22 C-276 fyrir oxandi súr klóríðskilyrði?

Hastelloy C-22 bætir frammistöðu C-276 sérstaklega við oxandi súr klóríðskilyrði með endurjafnvægri króm-, mólýbden- og wolframsamsetningu, sem gefur því betri mótstöðu gegn staðbundinni tæringu og almennri árás í nærveru oxandi tegunda en C-276 býður upp á, sem er ástæðan fyrir því að C-22 hefur orðið æ ákjósanlegri í mörgum nútímahönnunum.

C-276 er áfram frábært málmblöndur með víðtæka hæfileika, en reynsla á sviði efnavinnslu og útblásturshreinsunarbúnaðar leiddi í ljós að frammistaða þess gæti orðið lélegri sérstaklega þegar súr klóríðskilyrði voru einnig mjög oxandi - samsetning sem raunverulega er möguleg í brennslu útblástursþéttiefnis með því að oxa{5} gasið sem er til staðar með oxuninni{5}. Þróun C-22 beindist sérstaklega að þessu bili, endurjafnvægi króms og mólýbden-wolframhlutfalls málmblöndunnar til að auka áreiðanlega afköst enn frekar inn í oxunaraðstæður án þess að fórna afoxunarsýruþolinu sem gerði C-276 verðmæt í fyrsta lagi.

Þessi markvissa framför er ástæðan fyrir því að mörg nútíma hönnun blauthreinsunarkerfis tilgreinirC22sem a.m.k. jöfn, og í oxandi-ástandi-viðkvæmum forritum sem stundum eru valin fram yfir, C-276, jafnvel þó að báðir haldist gildir, virkir valkostir eftir því hvaða þéttiefnafræði tiltekin verksmiðja býst við.

Hvaða hlutverki gegnir koparviðbót C-2000 í þéttingu útblásturslofts?

Koparblöndun C-2000 eykur sérstaklega viðnám gegn brennisteinssýru og ákveðnum sýrublanduðum aðstæðum, sem gerir það að sérstaklega viðeigandi vali þar sem útblástursþéttiefni ber umtalsverðan súlfat- eða brennisteinssýruhluti ásamt klóríðinnihaldi sem er algengara.

Koparviðbætur gegna vel-viðmóti hlutverki í nikkelblendimálmvinnslu til að bæta viðnám við að draga úr súru umhverfi, meginreglu sem einnig er rædd í öðrum tæknileiðbeiningum sem fjalla um hlutverk kopars í flokkum eins og 904L. C-2000 beitir sömu almennu meginreglunni innan há-króm, há-mólýbden Hastelloy ramma, sem gefur því tæringarþolsprófíl sem spannar bæði oxandi og afoxandi aðstæður á sama tíma og það býður upp á sérstakan styrk í brennisteins-sýru-áhrifum efnafræði í flensu í {{9} brennisteins-úrgangshlutir geta framleitt þýðingarmikið súlfat- og brennisteinssýruinnihald samhliða saltsýruframlagi sem oftar er rætt um. Þar sem væntanleg þéttiefnagreining tiltekinnar verksmiðju gefur til kynna að umtalsvert súlfatinnihald sé ríkjandi áhyggjuefni, er C-2000 hæfilegt málmblöndur til að meta ásamt C-276 og C-22 frekar en að falla ekki í annaðhvort klóríðmiðaða umræðuna.

Hvar í brennslustöð eru Hastelloy málmblöndur oftast tilgreindar?

Hastelloy málmblöndur eru oftast tilgreindar í blauthreinsunarílátum, slökkvihólfum, þokuhreinsibúnaði og kalda-enda varmaflutningsflötum - á sérstökum svæðum þar sem viðvarandi bein snerting við óblandaðan súrt þéttivatn á sér stað - á meðan minna alvarleg svæði sömu verksmiðjunnar eru oft byggð úr hagkvæmari efnum.

Svæði-fyrir-svæði yfir dæmigerða efnisaðferð yfir útblástursleið brennslustöðvar:

Tafla 2. Fulltrúi svæðis-eftir-alvarleika tæringar og efnisnálgunar yfir úrgangs-í-útblástursleið orkubrennslustöðvarinnar.

Þetta sértæka forskriftarmynstur endurspeglar sama svæðis-undirstaða,-sértæka efnisvalshugmynd sem fjallað er um í öðrum tæknileiðbeiningum um mannvirki á hafi úti og efnavinnslubúnaði: frekar en að byggja heila verksmiðju úr tæringarþolnasta-fáanlegu efni, einbeita verkfræðingar úrvals nikkelblendi sérstaklega á þeim stöðum þar sem viðvarandi sýra eða þéttiefni eiga sér stað í raun og veru, hagkvæmari þéttiefni. fóðringar annars staðar í sama kerfi.

Hvernig ættu verkfræðingar að nálgast efnisval yfir tæringarsvæði brennslustöðvar?

Verkfræðingar ættu að einkenna væntanlega þéttiefnafræði - klóríð, súlfat og pH - eftir svæði, kortleggja staðbundið málmhitastig miðað við sýrudaggarmark og velja á milli C-276, C-22 og C-2000 (eða samsetningu á mismunandi svæðum) byggt á tilteknu oxandi/minnkandi innihaldi hvers eðlis og súlfats sem búist er við.

Hagnýt valaðferð:

1. Einkenndu væntanlega útblásturs- og þéttiefnafræði,þar á meðal klóríð, súlfat og pH svið, helst byggt á raunverulegri eða dæmigerðri samsetningu úrgangsstraums frekar en almennum forsendum.

2. Kortleggja staðbundið málmhitastig við sýrudaggarmarkfyrir hvert svæði, tilgreina hvar þétting er líkleg til að eiga sér stað jafnvel utan vísvitandi blautra svæða eins og hreinsivélar og slökkvihólf.

3. Metið oxandi/afoxandi eiginleika væntanlegs þéttivatnssem aðalþáttur í vali á milli C-276 og C-22, í samræmi við vélknúið efnisval sem fjallað er um í öðrum tæknilegum leiðbeiningum um oxun á móti því að draga úr tæringarumhverfi.

4. Íhugaðu C-2000 sérstaklega þar sem súlfat- eða brennisteinssýruinnihald er mikilvægur, skjalfestur hlutiaf væntanlegu þéttiefnafræðinni, frekar en að vanrækja aðeins klóríð-einkunnasamanburð.

5. Notaðu úrvals málmblöndur valið eftir svæðum,geymir Hastelloy einkunnir fyrir staði með viðvarandi, alvarlega útsetningu fyrir sýruþétti á meðan hagkvæmari efni eða hlífðarfóður eru notuð annars staðar í sömu verksmiðjunni.

Algengar spurningar

Er hægt að nota tvíhliða eða ofur tvíhliða ryðfrítt stál hvar sem er í sýrugasleið sorpbrennslustöðvar?

Já, á minna alvarlegum svæðum þar sem þéttiefnafræðin er minna árásargjarn eða málmhiti helst yfir sýrudaggarmarkinu, geta tvíhliða og ofur tvíhliða einkunnir verið hagkvæmari valkostur við Hastelloy málmblöndur, en þær eru almennt ekki taldar fullnægjandi fyrir beina, viðvarandi snertingu við alvarlegasta hreinsi- og slökkvihólfsþéttivatnið.

Hefur samsetning úrgangsstraums marktæk áhrif á hvaða Hastelloy einkunn er viðeigandi?

Já - þar sem samsetning úrgangs úr sveitarfélögum er breytileg eftir svæðum og með tímanum, geta verksmiðjur sem brenna úrgangsstrauma með óvenjulega miklu klóruðu plastinnihaldi, brennisteins-berandi efni eða-sameldingu iðnaðarúrgangs séð verulega öðruvísi þéttiefnafræði en dæmigerður bæjarúrgangsstraumur, og þess vegna er mælt með því að staðsetur- eigi sérstakur eiginleikar val. almennt í öllum brennslustöðvum.

Eru Hastelloy málmblöndur notaðar sem solid skipasmíði, eða oftar sem fóður og klæðning?

Báðar aðferðirnar eru notaðar í reynd - solid Hastelloy smíði er algeng fyrir smærri íhluti og mikilvæga hluti eins og þokuhreinsiefni, en klæðning eða fóðrun hagkvæmara burðarlags með Hastelloy lagi er algeng-hagkvæm nálgun fyrir stærri skip, þar sem val fer eftir skipstærð, framleiðslusjónarmiðum og hagkvæmni verkefnisins.

Er suðu á Hastelloy málmblöndur í framleiðslu brennslustöðva frábrugðin því að suða þær í öðrum atvinnugreinum?

Grundvallarsuðureglurnar - viðeigandi val á fylliefni, hitainntaksstýringu og eftir-suðuhreinsun - eru í samræmi við Hastelloy suðuaðferðir í öllum atvinnugreinum, þó að framleiðsla brennslustöðva ætti samt að fylgja viðurkenndri suðuaðferð sem er sértæk fyrir nákvæma málmblöndu og notkun frekar en að gera ráð fyrir að almennar suðuleiðbeiningar úr nikkelblendi eigi við án sannprófunar.

Útrýmir notkun hágæða Hastelloy álfelgur þörfinni á reglulegri skoðun í hreinsikerfi brennslustöðva?

Engar - jafnvel mjög tæringarþolnar- málmblöndur njóta góðs af skjalfestri skoðunaráætlun, sérstaklega með hliðsjón af raunverulegum breytileika í efnafræði brennslu útblásturslofts yfir líftíma verksmiðju; skoðun er enn mikilvæg viðbót við efnisval frekar en skref sem úrvals álfelgur gerir óþarft.