專利名稱：一種高溫高壓熱解高濃度含鹽有機(jī)廢水設(shè)備的防腐方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高溫高壓熱解高濃度含鹽有機(jī)廢水設(shè)備的防腐方法，此設(shè)備主要用來處理高濃度難降解含鹽有機(jī)廢水,屬于廢水處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
經(jīng)過環(huán)境科學(xué)研究者的長(zhǎng)期努力，低濃度易降解有機(jī)廢水的污染治理已經(jīng)有了成熟的技術(shù)，但高濃度難降解有機(jī)廢水，特別此類含鹽濃度較高廢水的治理還沒有找到既具有經(jīng)濟(jì)性，又具有環(huán)境和技術(shù)可行的治理技術(shù)。針對(duì)高濃度含鹽有機(jī)廢水，近年來正在開發(fā)的和已經(jīng)工程化的處理技術(shù)有濕式氧化法(WA0)、超臨界水氧化法(SCW0)、焚燒、蒸餾法等。目前，由于焚燒等其他處理方法處理成本高，產(chǎn)生二次污染等限制，急需經(jīng)濟(jì)性可行，有機(jī)物分解徹底技術(shù)的開發(fā)，例如WA0、SCffO的高溫高壓熱解技術(shù)倍受關(guān)注。由于高溫高壓和氧化性環(huán)境，加上廢水中存在的某些特征污染物，往往使換熱器及反應(yīng)釜體暴露在極強(qiáng)的腐蝕環(huán)境中，常規(guī)的結(jié)構(gòu)材料會(huì)以極快的速度溶解，并且還會(huì)發(fā)生局部腐蝕，大大縮短了換熱器和反應(yīng)釜的壽命。由于材料腐蝕問題，使得高溫高壓熱解技術(shù)得不到廣泛的應(yīng)用。 解決高溫高壓反應(yīng)設(shè)備的腐蝕問題是高溫高壓熱解技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。高濃度含鹽有機(jī)廢水不但含有N、P、S、F等強(qiáng)腐蝕性污染物，而且含有的氯鹽、硫酸鹽等，在高溫高壓氧化環(huán)境中，對(duì)設(shè)備腐蝕的腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重。即使是采用高級(jí)耐腐蝕性的材料，例如鎳基超合金、鈷基超合金，在超臨界水的環(huán)境中也會(huì)發(fā)生縫隙腐蝕。—般金屬材料的防腐方法有金屬表面熱噴涂技術(shù)、耐蝕金屬襯里技術(shù)及電化學(xué)保護(hù)技術(shù)。針對(duì)高濃度含鹽有機(jī)廢水，在高溫高壓氧化環(huán)境條件下，普遍存在化學(xué)腐蝕或者電化學(xué)腐蝕。采用傳統(tǒng)的單一防腐方法，普通的防腐涂層及襯里，均不能達(dá)到理想的防腐效果。因此，采用何種防腐材料，防腐技術(shù)，是高溫高壓熱解技術(shù)處理高濃度含鹽廢水能夠?qū)嶋H應(yīng)用的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高溫高壓熱解高濃度含鹽有機(jī)廢水設(shè)備的防腐新方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的思路是采用金屬-非金屬復(fù)合漸變涂層和電化學(xué)的雙重保護(hù)方法，既可有效阻止含鹽污染物對(duì)設(shè)備基體的腐蝕，又可以用電化學(xué)保護(hù)金屬防腐涂層。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種高溫高壓熱解高濃度含鹽有機(jī)廢水設(shè)備的防腐方法，其特征在于，該方法包括如下步驟(I)在設(shè)備內(nèi)表面噴涂防腐涂層
(Ia)設(shè)備內(nèi)表面經(jīng)除油、拋丸預(yù)處理后，噴刷鋅鉻涂液，經(jīng)20(T40(TC烘烤3(T50min成膜，形成鋅鉻涂層；(Ib)鋅鉻涂層形成后，對(duì)涂層進(jìn)行溶劑清洗，再進(jìn)行陶瓷棒火焰噴涂，形成陶瓷涂層，噴涂完成后進(jìn)行磨削處理，并用硅酸鈉對(duì)陶瓷微孔進(jìn)行封閉；(2)用犧牲陽極保護(hù)合金涂層陽極采用鋁錳合金穿孔管，并用絕緣密封墊片與設(shè)備基體絕緣，陰極用導(dǎo)線連至鋅鉻合金涂層；陰陽極、參比電極合并于恒電位儀中，進(jìn)行輸出電流電壓的控制，并采用接地排流裝置把電流弓I入地下。其中，所述的高溫高壓范圍為，溫度20(T60(TC，壓力2 26MPa。其中，所述的高濃度含鹽有機(jī)廢水為COD彡10000mg/L，且含鹽量彡10000mg/L的
含鹽有機(jī)廢水。其中，所述的設(shè)備的基本材質(zhì)為310S，304，316或316L合金鋼。步驟(Ia)中，所述的鋅鉻涂層厚度為I. (Γ3. 0mm。步驟(Ib)中，所述的溶劑為有機(jī)溶劑，包括汽油、丙酮、四氯化碳和三氯乙烯中的
任意一種。步驟(Ib)中，所述的陶瓷涂層厚度為0. 5^2. 0mm。步驟(Ib)中，所述的陶瓷涂層為氧化鋁涂層、氧化鉻涂層、氧化鋁-氧化鈦復(fù)合涂層和氧化鋯涂層中的任意一種。步驟⑵中，所述的恒電位儀是可控硅恒電位儀、磁飽和恒電位儀或晶體管恒電位儀。有益效果本發(fā)明的先進(jìn)性在于(I)利用金屬-非金屬漸變復(fù)合涂層，并采用外加電流陰極保護(hù)金屬涂層，大大減緩了設(shè)備基體的腐蝕速率。因此，設(shè)備基體材料可以選用耐腐蝕性能一般，但耐熱性能出眾的高強(qiáng)度材料，從而大幅度降低了高溫高壓熱解高濃度含鹽廢水技術(shù)應(yīng)用的工業(yè)化成本。(2)在高溫高壓強(qiáng)氧化環(huán)境下，特別是在超臨界水氧化條件下，即使是被認(rèn)為能經(jīng)受住常規(guī)的極端腐蝕環(huán)境的高強(qiáng)度鎳仍會(huì)出現(xiàn)溶解、失重等腐蝕現(xiàn)象。采用金屬-非金屬漸變復(fù)合涂層，充分利用了金屬(鋅鉻)涂層的耐熱腐蝕性、無氫脆、無污染和無公害等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)采用非金屬陶瓷涂層既可克服鋅鉻涂層不抗摩擦、易積垢等缺點(diǎn)，又可以充分發(fā)揮陶瓷涂層具有的隔熱功能，可以保護(hù)處于1000°c甚至更高溫下的金屬部件和涂層。采用金屬-非金屬漸變復(fù)合涂層，與未噴涂基體相比，使用壽命可成倍提高，大大提高廢水處理效率。(3)采用金屬涂層，有效彌補(bǔ)了腐蝕性介質(zhì)在高溫高壓條件下透過陶瓷涂層的微孔腐蝕設(shè)備基體材料。(4)采用電化學(xué)保護(hù)金屬涂層，有效防止了含鹽廢水(氣)透過陶瓷涂層的微孔發(fā)生的電化學(xué)腐蝕，延長(zhǎng)了金屬防腐涂層的壽命，增強(qiáng)了設(shè)備的安全性能。(5)電化學(xué)保護(hù)陽極采用鋁錳合金，充分利用了鋁離子、錳離子的催化性能，提高了有機(jī)污染物的熱解效率。在相同的有機(jī)污染物去除率條件下，能明顯降低設(shè)備運(yùn)行的溫度或壓力，從而節(jié)約運(yùn)行成本，增強(qiáng)設(shè)備的安全性能。


圖I為本發(fā)明設(shè)備的防腐示意圖。其中，I為反應(yīng)設(shè)備基體；2為鋅鉻涂層；3為陶瓷涂層；4為鋁錳合金穿孔布水管；5為絕緣密封墊片；6為排鹽系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí)施例所描述的內(nèi)容僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。實(shí)施例I :防腐處理過程如下
(I)在設(shè)備內(nèi)表面噴涂防腐涂層(Ia)設(shè)備(材質(zhì)310S)內(nèi)表面經(jīng)除油、拋丸預(yù)處理后，噴刷鋅鉻涂液(ZY-XLG型鋅鉻金屬涂液購自于天津卓越化工有限公司，以下實(shí)施例相同)，經(jīng)300°C烘烤40min成膜，形成鋅鉻涂層，涂層厚度為2. Omm ；(Ib)鋅鉻涂層形成后，對(duì)涂層進(jìn)行溶劑清洗，再進(jìn)行陶瓷棒火焰噴涂，形成氧化鋁涂層，涂層厚度為1.0_，噴涂完成后進(jìn)行磨削處理，并用硅酸鈉對(duì)陶瓷微孔進(jìn)行封閉；(2)用犧牲陽極保護(hù)合金涂層陽極采用鋁錳合金穿孔管，并用絕緣密封墊片與設(shè)備基體絕緣，陰極用導(dǎo)線連至鋅鉻合金涂層；陰陽極、參比電極合并于可控硅恒電位儀中，進(jìn)行輸出電流電壓的控制，并采用接地排流裝置把電流弓I入地下。結(jié)果參考圖I，其中，I為反應(yīng)設(shè)備基體；2為鋅鉻涂層；3為陶瓷涂層；4為招猛合金穿孔布水管；5為絕緣密封墊片；6為排鹽系統(tǒng)。實(shí)施例2 防腐處理過程如下(I)在設(shè)備內(nèi)表面噴涂防腐涂層(Ia)設(shè)備(材質(zhì)316L)內(nèi)表面經(jīng)除油、拋丸預(yù)處理后，噴刷鋅鉻涂液，經(jīng)200°C烘烤30min成膜，形成鋅鉻涂層，涂層厚度為1.0mm;(Ib)鋅鉻涂層形成后，對(duì)涂層進(jìn)行溶劑清洗，再進(jìn)行陶瓷棒火焰噴涂，形成氧化鉻涂層，涂層厚度為O. 5_，噴涂完成后進(jìn)行磨削處理，并用硅酸鈉對(duì)陶瓷微孔進(jìn)行封閉；(2)用犧牲陽極保護(hù)合金涂層陽極采用鋁錳合金穿孔管，并用絕緣密封墊片與設(shè)備基體絕緣，陰極用導(dǎo)線連至鋅鉻合金涂層；陰陽極、參比電極合并于磁飽和恒電位儀中，進(jìn)行輸出電流電壓的控制，并采用接地排流裝置把電流弓I入地下。實(shí)施例3 防腐處理過程如下(I)在設(shè)備內(nèi)表面噴涂防腐涂層(Ia)設(shè)備(材質(zhì)304)內(nèi)表面經(jīng)除油、拋丸預(yù)處理后，噴刷鋅鉻涂液，經(jīng)400°C烘烤50min成膜，形成鋅鉻涂層，涂層厚度為3. Omm ；(Ib)鋅鉻涂層形成后，對(duì)涂層進(jìn)行溶劑清洗，再進(jìn)行陶瓷棒火焰噴涂，形成氧化鋁-氧化鈦復(fù)合涂層，涂層厚度為2. Omm,噴涂完成后進(jìn)行磨削處理，并用硅酸鈉對(duì)陶瓷微孔進(jìn)行封閉；(2)用犧牲陽極保護(hù)合金涂層陽極采用鋁錳合金穿孔管，并用絕緣密封墊片與設(shè)備基體絕緣，陰極用導(dǎo)線連至鋅鉻合金涂層；陰陽極、參比電極合并于晶體管恒電位儀中，進(jìn)行輸出電流電壓的控制，并采用接地排流裝置把電流弓I入地下。實(shí)施例4 某農(nóng)藥企業(yè)生產(chǎn)的毒死蜱廢水，廢水中含毒死蜱、有機(jī)磷等毒性難降解有機(jī)物，含鹽以氯化鈉為主。廢水水質(zhì)主要參數(shù)值為pH 5. K COD 33496mg/L、TN253mg/L、有機(jī)磷濃度3180. 3mg/L、總?cè)芙庑杂袡C(jī)固體(TDS) 63200mg/L、含鹽量45000mg/L。試驗(yàn)方法試驗(yàn)開始時(shí)，先將310S切片懸掛在反應(yīng)器1、2中，密封反應(yīng)器頂蓋，然后用氮?dú)膺M(jìn)行吹掃，排出裝置中的空氣，將廢水注入反應(yīng)器中，再啟動(dòng)電加熱器進(jìn)行加熱，控制溫度450°C，壓力20MPa。試驗(yàn)時(shí)間30天，試驗(yàn)結(jié)束后，用冷卻水將反應(yīng)釜冷卻到常溫后，打開頂蓋取出腐蝕試樣，將腐蝕試樣置于丙酮中用超聲波清洗。干燥后稱量，計(jì)算腐蝕速率。設(shè)備I :材質(zhì)310S，未加任何防腐。設(shè)備2 :實(shí)施例I的方法進(jìn)行防腐處理。設(shè)備3 :材質(zhì)與設(shè)備I同，按實(shí)施例I進(jìn)行鋅鉻涂層防腐處理，無陶瓷涂層與無電化學(xué)保護(hù)裝置，試驗(yàn)方法同實(shí)施例4。設(shè)備4 :材質(zhì)與設(shè)備I同，按實(shí)施例I進(jìn)行鋅鉻涂層防腐處理與電化學(xué)保護(hù)，無陶瓷涂層，試驗(yàn)方法同實(shí)施例4。設(shè)備5 :材質(zhì)與設(shè)備I同，按實(shí)施例I進(jìn)行電化學(xué)保護(hù)，無任何涂層。 試驗(yàn)前后的數(shù)據(jù)比較見表I。表I不同防腐設(shè)備中3IOS切片的腐蝕速率對(duì)照表
權(quán)利要求
1.一種高溫高壓熱解高濃度含鹽有機(jī)廢水設(shè)備的防腐方法，其特征在于，該方法包括如下步驟 (1)在設(shè)備內(nèi)表面噴涂防腐涂層 (Ia)設(shè)備內(nèi)表面經(jīng)除油、拋丸預(yù)處理后，噴刷鋅鉻涂液，經(jīng)20(T40(TC烘烤3(T50min成膜，形成鋅鉻涂層； (Ib)鋅鉻涂層形成后，對(duì)涂層進(jìn)行溶劑清洗，再進(jìn)行陶瓷棒火焰噴涂，形成陶瓷涂層，噴涂完成后進(jìn)行磨削處理，并用硅酸鈉對(duì)陶瓷微孔進(jìn)行封閉； (2)用犧牲陽極保護(hù)合金涂層 陽極采用鋁錳合金穿孔管，并用絕緣密封墊片與設(shè)備基體絕緣，陰極用導(dǎo)線連至鋅鉻合金涂層；陰陽極、參比電極合并于恒電位儀中，進(jìn)行輸出電流電壓的控制，并采用接地排流裝置把電流引入地下。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫高壓熱解高濃度含鹽有機(jī)廢水設(shè)備的防腐方法，其特征在于，所述的高溫高壓范圍為，溫度20(T600°C，壓力2 26MPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫高壓熱解高濃度含鹽有機(jī)廢水設(shè)備的防腐方法，其特征在于，所述的高濃度含鹽有機(jī)廢水為COD ^ 10000mg/L，且含鹽量> 10000mg/L的含鹽有機(jī)廢水。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫高壓熱解高濃度含鹽有機(jī)廢水設(shè)備的防腐方法，其特征在于，所述的設(shè)備的基本材質(zhì)為310S，304，316或316L合金鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫高壓熱解高濃度含鹽有機(jī)廢水設(shè)備的防腐方法，其特征在于，步驟(Ia)中，所述的鋅鉻涂層厚度為l.(T3.0mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫高壓熱解高濃度含鹽有機(jī)廢水設(shè)備的防腐方法，其特征在于，步驟(Ib)中，所述的溶劑為有機(jī)溶劑，包括汽油、丙酮、四氯化碳和三氯乙烯中的任意一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫高壓熱解高濃度含鹽有機(jī)廢水設(shè)備的防腐方法，其特征在于，步驟(Ib)中，所述的陶瓷涂層厚度為0.5 2.0_。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫高壓熱解高濃度含鹽有機(jī)廢水設(shè)備的防腐方法，其特征在于，步驟(Ib)中，所述的陶瓷涂層為氧化鋁涂層、氧化鉻涂層、氧化鋁-氧化鈦復(fù)合涂層和氧化鋯涂層中的任意一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫高壓熱解高濃度含鹽有機(jī)廢水設(shè)備的防腐方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的恒電位儀是可控硅恒電位儀、磁飽和恒電位儀或晶體管恒電位儀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高溫高壓熱解高濃度含鹽有機(jī)廢水設(shè)備的防腐方法。本發(fā)明方法對(duì)設(shè)備內(nèi)表面進(jìn)行鋅鉻和陶瓷組成的金屬-非金屬漸變復(fù)合材料涂層噴涂，并用犧牲陽極保護(hù)金屬涂層。本發(fā)明防腐方法操作簡(jiǎn)便，安全性高，與未加防腐保護(hù)相比，可延長(zhǎng)反應(yīng)器使用壽命一倍以上，大大減少了高溫高壓熱解高濃度含鹽有機(jī)廢水設(shè)備的投資成本，加快了此技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用的進(jìn)程；本發(fā)明防腐方法可適用于高鹽分有機(jī)廢物高溫?zé)峤饧捌渌趸燃夹g(shù)的成套裝備防腐。
文檔編號(hào)C23F15/00GK102899671SQ20121033563
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者姜偉立, 周海云, 申哲民, 喻學(xué)敏, 吳海鎖, 鄒敏 申請(qǐng)人:江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院