Хастеллои легуре у спаљивању отпада: отпорност на корозију на киселе кондензате димних гасова

Спаљивање чврстог комуналног отпада производи више од топлоте и пепела - производи димни гас прожет хлороводоничном киселином, оксидима сумпора и другим киселинама-који формирају једињења која, када се кондензују, стварају једно од најкорозивнијих течних окружења са којима се свака индустријска опрема рутински суочава. Стандардни нерђајући челик, ау многим случајевима чак и 6% молибдена супер-аустенит, нису поуздано адекватни у овој специфичној хемији кондензата, због чегаХастеллои Ц276, Ц-22 и Ц-2000 су постали стандардни материјали у системима за пречишћавање и гашење постројења за претварање отпада у енергију. Овај водич објашњава зашто је кондензат димних гасова тако агресиван, где се формира у постројењу за спаљивање и како је породица легура Хастеллои одређена да га преживи.

Зашто димни гас од спаљивања отпада ствара тако агресивно окружење корозије?

Димни гас од спаљивања отпада је агресиван јер сагоревање мешовитог комуналног чврстог отпада - који обично садржи ПВЦ пластику, отпад од хране и друге материјале који садрже хлор- и сумпор-- ослобађа хлороводоничну киселину, сумпорове оксиде и друге киселине-који се претварају у веома ниске{5} гасове који постају{5} корозиони} течност са високим садржајем-хлорида.

Чврсти комунални отпад је веома варијабилно гориво и та варијабилност је управо оно што чини његову хемију димних гасова тако захтевном: ПВЦ и друга хлорисана пластика ослобађају гас хлороводоника (ХЦл) током сагоревања, материјали који садрже сумпор-ослобађају сумпорове оксиде који могу да формирају сумпорну и сумпорну киселину, а тешки метали додају хлор и кондензат. даљу сложеност насталог гаса и евентуалне хемије кондензата.

За разлику од добро-контролисаног хемијског процеса са познатом, доследном сировином, састав димних гасова у постројењу за спаљивање се мења са саставом отпада који се спаљује у датом дану, што значи да систем заштите од корозије мора да буде пројектован за реално тешку комбинацију услова, а не за једну, прецизно окарактерисану хемију - филозофију која фаворизује дизајн који фаворизује високо{2}}материјал са високом маржом у односу на оне уско оптимизоване.

Шта је корозија киселе тачке росе и где се јавља у систему за спаљивање?

Корозија киселе тачке росе настаје када се димни гас охлади на одређену температуру на којој се његове киселинске{0}}паре које формирају кондензују у капљице течности директно на површинама опреме, а најтежа је на хладним-површинама за пренос топлоте, коморама за гашење и системима за мокро чишћење где је ова кондензација могућа или се не може избећи као део процеса контролисања кондензације.

Димни гас носи једињења која формирају киселину-у облику паре на високој температури, а како се гас хлади - било помоћу опреме за рекуперацију топлоте или намерног процеса гашења и прочишћавања - ова једињења достижу температуру на којој се кондензују као концентрисана кисела течност директно на најближој хладној површини. Ова кисела тачка росе није јединствена фиксна температура; зависи од специфичне мешавине присутних киселих гасова и влаге, али основни механизам је конзистентан: свака метална површина која падне испод овог прага постаје место кондензације за оно што може бити изузетно низак-пХ, висок-хлорид и често локално концентрована корозивна течност.

Управо због тога су површине хладно-крајњег економајзера и предгрејача ваздуха, коморе за гашење и посуде за мокро чишћење - које су све посебно дизајниране за хлађење димних гасова и, у пречивачима, да га намерно контактирају са течношћу за уклањање киселог гаса -, зоне у којима овај механизам за корозију највише утиче на избор корозивног материјала.

Које легуре Хастеллои се обично користе у служби спаљивања отпада и по чему се разликују?

Хастеллои Ц-276, Ц-22 и Ц-2000 су легуре никл-хром-молибдена које се најчешће користе за кисели кондензат димних гасова, а свака нуди сродан, али посебан профил отпорности на корозију обликован разликама у садржају молибдена, бакра и волфрама.

Поређење три најчешће наведена Хастеллои разреда за ову услугу:

Табела 1. Поређење уобичајених класа Хастеллои специфицираних за услугу кондензата димних гасова за спаљивање отпада. Одабир степена треба увек да буде валидиран у односу на специфичну хемију кондензата која се очекује на датој локацији постројења, идеално подржану испитивањем корозије или документованим искуством на терену у упоредивим услугама, а не само општим референтним смерницама.

Све три легуре деле исту основну основу од никла-хрома-молибдена одговорну за отпорност и на опште нападе киселина и на локализовану корозију изазвану хлоридом{2}}, али свака је развијена да прошири или поново избалансира ту отпорност у одређеном правцу - Ц-22{7}побољшане перформансе оксидације и стања 08{22{0} Отпорност на сумпорну киселину коју покреће бакар представља циљане металуршке одговоре на специфичне празнине идентификоване у теренском искуству са легурама раније генерације као што је Ц-276, одражавајући исту врсту префињености композиције о којој се расправља у другим техничким водичима о еволуцији квалитета нерђајућег челика.

Зашто је стандардни нерђајући челик генерално неадекватан за кисели кондензат димних гасова?

Стандардни аустенитни нерђајући челик, а често чак и 6% молибдена супер-аустенитне класе, генерално су неадекватни за најтеже киселе зоне кондензата димних гасова јер комбинација веома ниског пХ, високе концентрације хлорида и оксидирајућих врста у овом специфичном кондензату, превазилази практичан степен отпорности на корозију, а посебно ограничава отпорност на корозију на пи. хлоридна напон корозија пуцање.

Кондензат димних гасова у свом највећем степену комбинује неколико фактора који убрзавају корозију{0}}истовремено: концентрација хлорида која може да порасте знатно изнад типичних нивоа процесне воде пошто испаравање концентрише кондензат, пХ довољно низак да представља прави напад киселине, а не једноставно излагање хлоридима, и оксидационо сагоревање ка-и чак и хлорид отпоран на њихов производ- практичне границе. Ова комбинација је знатно строжа од општег сценарија хлоридних рупица и корозије у пукотинама о којима се говори у другим техничким водичима о ПРЕН-у и границама хлорида од нерђајућег челика, због чега постројења за отпад{4}}за{5}}енергетска постројења посебно посежу за легурама Хастеллои на бази никла у најоштријим зонама које имају најстроже перформансе у областима без ре{РЕНП-а, а не у зонама са највишим степеном отпорности добро у мање киселим, мање оксидирајућим хлоридним срединама као што је морска вода.

Како Ц-22 побољшава Ц-276 у условима оксидационог киселог хлорида?

Хастеллои Ц-22 побољшава перформансе Ц-276 посебно у условима оксидације киселих хлорида кроз избалансиран састав хрома, молибдена и волфрама, дајући му бољу отпорност на локализовану корозију и опште нападе у присуству оксидирајућих врста него што нуди Ц-276, због чега је Ц-22 постао све префериранији у модерном дизајну система.

Ц-276 остаје одлична легура широког спектра, али искуство на терену у апликацијама за хемијску обраду и чишћење димних гасова је показало да би његове перформансе могле постати маргиналније, посебно када су услови киселог хлорида такође снажно оксидирали - комбинација која је заиста могућа у сабирници кондензата димних гасова при спаљивању} с обзиром на оксидацију гаса{5цом. Развој Ц-22 је посебно циљао на овај јаз, ребалансирајући однос хрома и молибдена и волфрама у легури како би се продужиле поуздане перформансе даље у оксидационе услове без жртвовања отпорности на редукујућу киселину која је Ц-276 уопште учинила вредним.

Ово циљано побољшање је разлог зашто многи модерни дизајни система за мокро чишћење наводеC22као најмање једнак Ц-276, иу оксидационом{0}}услову-склону апликацијама које се понекад преферирају у односу на Ц-276, иако оба остају валидна, активно специфицирани избори у зависности од специфичне хемије кондензата коју дато постројење очекује.

Какву улогу Ц-2000 има додатак бакра у отпорности на кондензат димних гасова?

Додатак бакра из Ц-2000 посебно повећава отпорност на сумпорну киселину и одређене услове мешане киселине, што га чини посебно релевантним избором где кондензат димних гасова садржи значајну компоненту сулфата или сумпорне киселине поред често наглашеног садржаја хлорида.

Додатци бакра имају добро-установљену улогу у металургији легуре никла за побољшање отпорности у смањењу киселих средина, принцип који се такође разматра у другим техничким водичима који покривају улогу бакра у класама као што је 904Л. Ц-2000 примењује овај исти општи принцип у оквиру Хастеллои-а са високим садржајем-хрома, високим{6}}молибденом, дајући му профил отпорности на корозију који обухвата и оксидационе и редукционе услове, док нуди посебну снагу у сумпорној-киселини-која је релевантна у хемији -киселине{8}}у утицају гаса у хемији посебно зато што компоненте отпада које садрже сумпор{14}}могу да произведу значајан садржај сулфата и сумпорне киселине поред доприноса хлороводоничне киселине о којем се чешће говори. Тамо где очекивана хемијска анализа кондензата у одређеном постројењу указује да је значајан садржај сулфата главни проблем, Ц-2000 је разумна легура за процену поред Ц-276 и Ц-22, а не само на било коју од дискусија које су више фокусиране на хлорид.

Где су у постројењу за спаљивање легуре Хастеллои најчешће наведене?

Легуре Хастеллои се најчешће наводе у посудама за мокро чишћење, коморама за гашење, елиминаторима магле и хладним-површинама за пренос топлоте - специфичним зонама у којима се јавља стални директан контакт са концентрисаним киселим кондензатом -, док се мање тешке зоне често граде од економичнијих материјала.

Приказ-по{1}}зону типичног приступа материјала преко путање димних гасова постројења за спаљивање:

Табела 2. Репрезентативне зоне-према-зони озбиљности корозије и приступу материјала преко пута димних гасова-до-постројења за спаљивање енергије.

Овај селективни образац спецификације одражава исту филозофију избора материјала-засновану на покретачу{1}}специфичну за покретаче о којој се говори у другим техничким водичима о приобалним структурама и опреми за хемијску обраду: уместо да граде целу фабрику од најотпорнијег материјала-корозионог доступног материјала, инжењери концентришу врхунске легуре никла посебно на локацијама са више киселина, где се концентришу више киселина, економични материјали или заштитне облоге на другим местима у истом систему.

Како инжењери треба да приступе избору материјала у зонама корозије постројења за спаљивање?

Инжењери би требало да карактеришу очекивану хемију кондензата - хлорид, сулфат и пХ - по зони, мапирају локалну температуру метала у односу на киселу тачку росе и бирају између Ц-276, Ц-22 и Ц-2000 (или комбинације у различитим зонама) на основу специфичног карактера оксидације/редукције и садржаја кондензованог сулфата који се очекује на свакој локацији на свакој локацији.

Практичан приступ одабиру:

1. Окарактерисати очекивану хемију димних гасова и кондензата,укључујући опсеге хлорида, сулфата и пХ, идеално засновано на стварном или репрезентативном саставу тока отпада, а не на генеричким претпоставкама.

2. Мапирајте локалну температуру метала у односу на киселу тачку росеза сваку зону, идентификујући где ће вероватно доћи до кондензације чак и ван намерно влажних зона као што су пречистачи и коморе за гашење.

3. Процените оксидациони/редукциони карактер очекиваног кондензатакао примарни фактор при избору између Ц-276 и Ц-22, у складу са принципима одабира материјала вођеним механизмом о којима се расправља у другим техничким водичима о оксидационом и редукционом окружењу корозије.

4. Размотрите Ц-2000 посебно када је садржај сулфата или сумпорне киселине значајна, документована компонентаочекиване хемије кондензата, уместо да подразумевају само поређења квалитета{0}}фокусираних на хлоридима.

5. Примењујте премиум легуре селективно по зонама,резервишући Хастеллои разреде за локације са дуготрајном, озбиљном изложеношћу кондензату киселине уз коришћење економичнијих материјала или заштитних облога на другим местима у истој фабрици.

Често постављана питања

Да ли се дуплекс или супер дуплекс нерђајући челик може користити било где на путу киселог гаса постројења за спаљивање отпада?

Да, у мање озбиљним зонама где је хемија кондензата мање агресивна или температура метала поуздано остаје изнад киселе тачке росе, дуплекс и супер дуплекс класе могу понудити економичнију алтернативу Хастеллои легурама, али се генерално не сматрају адекватним за директан, трајни контакт са најстрожим скрубером и комором за гашење.

Да ли састав тока отпада значајно утиче на то која је Хастеллои класа одговарајућа?

Да - пошто састав чврстог комуналног отпада варира у зависности од региона и током времена, постројења која сагоревају токове отпада са неуобичајено високим садржајем хлорисане пластике, материјал који садржи сумпор-, или ко-запаљивање индустријског отпада могу имати значајно другачију хемију кондензата од типичног тока комуналног отпада, због чега се препоруча локација{3} хемије једног карактера него свих карактеристика избор важи универзално за сва постројења за спаљивање.

Да ли се легуре Хастеллои користе као чврста конструкција посуда, или чешће као облоге и облоге?

Оба приступа се користе у пракси - чврста Хастеллои конструкција је уобичајена за мање компоненте и критичне предмете као што су елиминатори магле, док је облагање или облагање економичније структуралне подлоге са Хастеллои слојем уобичајен трошковно{1}}исплатив приступ за веће посуде, при чему избор зависи од величине посуде, економских разматрања производње и пројекта.

Да ли се заваривање Хастеллои легура у производњи постројења за спаљивање разликује од заваривања у другим индустријама?

Основни принципи заваривања - одабир одговарајућег додатног метала, контрола уноса топлоте и накнадно-чишћење заваривања - су у складу са Хастеллои праксом заваривања у свим индустријама, иако производња постројења за спаљивање и даље треба да прати квалификовану процедуру заваривања специфичну за тачну легуру и примену, а не да претпоставља општу апликацију за заваривање никла без верификације.

Да ли коришћење премиум легуре Хастеллои елиминише потребу за редовним инспекцијама у системима за чишћење постројења за спаљивање?

Ниједна - чак ни веома отпорна на корозију-легура нема користи од документованог програма инспекције, посебно имајући у виду стварну варијабилност у хемији димних гасова при спаљивању током радног века постројења; инспекција остаје важан додатак одабиру материјала, а не корак који одабир премиум легуре чини непотребним.