炼厂污水处理厂出水的材料腐蚀特性

摘要

目前炼厂中有大量的低温余热未被利用，外排废水量也十分巨大，回收低温余热和炼厂废水可提高炼厂能源和水资源的利用效率。低温多效海水淡化具有可利用低温余热、产水水质好等特点，将低温多效用于炼厂废水回收中不仅可以对低温余热进行回收，还可以将回收的废水作为炼厂用水的一大来源。由于经处理后的炼厂外排废水水质波动较大，且水质成分较为复杂，低温多效应用于废水回收中需要注意材料在废水中的腐蚀、结垢问题，避免腐蚀、结垢对设备造成损害，这对于低温多效在废水回收中的应用推广具有重要意义。本文对炼厂污水处理厂出水的腐蚀、结垢特性进行了研究，以期为低温多效工艺设计、选材提供依据。
　　结合低温多效蒸发器实际情况对炼厂污水处理厂出水的碳酸钙结垢倾向进行了分析，计算了用于判断水中碳酸钙结垢情况的L.S.I、R.S.I和P.S.I指数，结果表明随着温度、浓缩倍率的升高，水中结垢倾向增大。L.S.I指数计算值随效数增大而增大，R.S.I和P.S.I指数计算值随着效数增大而减小，这均说明随着效数的增大，发生结垢的倾向越来越大，在第6效时易发生严重结垢。为防止蒸发器中发生严重的结垢现象，影响换热管传热系数，需采取相应阻垢措施。
　　为考察低温多效蒸发浓缩过程中温度和氯离子浓度等水质参数变化对材料腐蚀情况的影响，本文采用静态浸泡实验、金相显微等方法研究了304、316不锈钢、HAl77-2铝黄铜三种材料在炼厂污水处理厂外排废水中的均匀腐蚀特性。均匀腐蚀速率结果表明304、316不锈钢是耐均匀腐蚀的，从均匀腐蚀看可作为设备材料。HAl77-2铝黄铜均匀腐蚀速率大于304、316不锈钢，腐蚀情况较304、316不锈钢严重。随着温度的升高，HAl77-2铝黄铜均匀腐蚀速率加快，污水浓缩倍数增大会降低HAl77-2铝黄铜的腐蚀速率，在80℃下浓缩1号水样中HAl77-2铝黄铜腐蚀速率最大，为0.0343mm/a，处于我国均匀腐蚀十级标准中的第4级，这说明HAl77-2铝黄铜是耐均匀腐蚀的，可作为蒸发器换热管材的首选。
　　304、316在含氯溶液常发生点蚀等局部腐蚀，本文通过动电位扫描法考察了304、316不锈钢在炼厂处理后外排废水中点蚀情况。结果表明，随着温度的升高，304、316不锈钢点蚀电位负移，维钝电流增大，耐点蚀能力下降。55℃下水样氯离子含量为8212mg/L的浓缩水样中，304、316不锈钢点蚀电位最负，分别为0.12V和0.26V，316不锈钢在炼厂污水处理车间外排废水中的耐点蚀能力明显强于304不锈钢。

目录

声明

摘要

引言

1 文献综述

1．1 废水回用概况

1．1．1 工业污水回用现状

1．1．2 污水回用技术

1．1．3 低温多效技术

1．2 不锈钢的腐蚀

1．2．1 不锈钢的点蚀

1．2．2 不锈钢的晶间腐蚀

1．2．3 不锈钢的应力腐蚀

1．3 铝黄铜的腐蚀

1．3．1 铜合金腐蚀形态和机理

1．3．2 铝黄铜的腐蚀影响因素

1．4 课题背景和论文主要内容

1．4．1 课题背景

1．4．2 论文的主要内容

2 材料的制备与实验方法

2．1 实验药品和仪器

2．2 材料制备

2．2．1 材料选取及成分

2．2．2 静态浸泡腐蚀实验试样制备

2．2．3 电化学测试试样制备

2．3 实验测试方法

2．4 实验步骤

2．4．1 浸泡实验

2．4．2 电化学实验

2．4．3 其他方法

3 炼厂外排废水对设备材料的均匀腐蚀特性

3．1 水质分析

3．2 水质结垢倾向分析

3．2．1 温度对水腐蚀结垢倾向的影响

3．2．2 蒸发浓缩倍率对水腐蚀结垢倾向的影响

3．2．3 低温多效蒸发器中结垢倾向分析

3．3 静态浸泡腐蚀试验结果

3．3．1 304不锈钢静态浸泡实验结果

3．3．2 316不锈钢浸泡实验结果

3．3．3 HA177-2铝黄铜浸泡实验结果

3．4 表面腐蚀形貌观察

3．5 本章小结

4 炼厂外排废水对304、316不锈钢的点蚀研究

4．1 304不锈钢点蚀的极化盐线

4．1．1 蒸发浓缩倍率对304不锈钢点蚀的影响

4．1．2 温度对304不锈钢点蚀的影响

4．2 316不锈钢点蚀的极化曲线

4．2．1 蒸发浓缩倍率对316不锈钢点蚀的影响

4．2．2 温度对316不锈钢点蚀的影响

4．3 304、316不锈钢点蚀电位对比

4．4 本章小结

结论

参考文献

附录A 铝黄铜各温度下的腐蚀速率

致谢