專利名稱：一種高溫高壓熱解高濃度含鹽有機廢水設備的防腐方法
技術領域：
本發明涉及一種高溫高壓熱解高濃度含鹽有機廢水設備的防腐方法，此設備主要用來處理高濃度難降解含鹽有機廢水,屬于廢水處理領域。
背景技術：
經過環境科學研究者的長期努力，低濃度易降解有機廢水的污染治理已經有了成熟的技術，但高濃度難降解有機廢水，特別此類含鹽濃度較高廢水的治理還沒有找到既具有經濟性，又具有環境和技術可行的治理技術。針對高濃度含鹽有機廢水，近年來正在開發的和已經工程化的處理技術有濕式氧化法(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，產生二次污染等限制，急需經濟性可行，有機物分解徹底技術的開發，例如WA0、SCffO的高溫高壓熱解技術倍受關注。由于高溫高壓和氧化性環境，加上廢水中存在的某些特征污染物，往往使換熱器及反應釜體暴露在極強的腐蝕環境中，常規的結構材料會以極快的速度溶解，并且還會發生局部腐蝕，大大縮短了換熱器和反應釜的壽命。由于材料腐蝕問題，使得高溫高壓熱解技術得不到廣泛的應用。 解決高溫高壓反應設備的腐蝕問題是高溫高壓熱解技術應用的關鍵。高濃度含鹽有機廢水不但含有N、P、S、F等強腐蝕性污染物，而且含有的氯鹽、硫酸鹽等，在高溫高壓氧化環境中，對設備腐蝕的腐蝕相當嚴重。即使是采用高級耐腐蝕性的材料，例如鎳基超合金、鈷基超合金，在超臨界水的環境中也會發生縫隙腐蝕。—般金屬材料的防腐方法有金屬表面熱噴涂技術、耐蝕金屬襯里技術及電化學保護技術。針對高濃度含鹽有機廢水，在高溫高壓氧化環境條件下，普遍存在化學腐蝕或者電化學腐蝕。采用傳統的單一防腐方法，普通的防腐涂層及襯里，均不能達到理想的防腐效果。因此，采用何種防腐材料，防腐技術，是高溫高壓熱解技術處理高濃度含鹽廢水能夠實際應用的關鍵。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種高溫高壓熱解高濃度含鹽有機廢水設備的防腐新方法。為解決上述技術問題，本發明的思路是采用金屬-非金屬復合漸變涂層和電化學的雙重保護方法，既可有效阻止含鹽污染物對設備基體的腐蝕，又可以用電化學保護金屬防腐涂層。為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下一種高溫高壓熱解高濃度含鹽有機廢水設備的防腐方法，其特征在于，該方法包括如下步驟(I)在設備內表面噴涂防腐涂層
(Ia)設備內表面經除油、拋丸預處理后，噴刷鋅鉻涂液，經20(T40(TC烘烤3(T50min成膜，形成鋅鉻涂層；(Ib)鋅鉻涂層形成后，對涂層進行溶劑清洗，再進行陶瓷棒火焰噴涂，形成陶瓷涂層，噴涂完成后進行磨削處理，并用硅酸鈉對陶瓷微孔進行封閉；(2)用犧牲陽極保護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備基體絕緣，陰極用導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廢水為COD彡10000mg/L，且含鹽量彡10000mg/L的
含鹽有機廢水。其中，所述的設備的基本材質為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。有益效果本發明的先進性在于(I)利用金屬-非金屬漸變復合涂層，并采用外加電流陰極保護金屬涂層，大大減緩了設備基體的腐蝕速率。因此，設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應用的工業化成本。(2)在高溫高壓強氧化環境下，特別是在超臨界水氧化條件下，即使是被認為能經受住常規的極端腐蝕環境的高強度鎳仍會出現溶解、失重等腐蝕現象。采用金屬-非金屬漸變復合涂層，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點，同時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，又可以充分發揮陶瓷涂層具有的隔熱功能，可以保護處于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，有效彌補了腐蝕性介質在高溫高壓條件下透過陶瓷涂層的微孔腐蝕設備基體材料。(4)采用電化學保護金屬涂層，有效防止了含鹽廢水(氣)透過陶瓷涂層的微孔發生的電化學腐蝕，延長了金屬防腐涂層的壽命，增強了設備的安全性能。(5)電化學保護陽極采用鋁錳合金，充分利用了鋁離子、錳離子的催化性能，提高了有機污染物的熱解效率。在相同的有機污染物去除率條件下，能明顯降低設備運行的溫度或壓力，從而節約運行成本，增強設備的安全性能。


圖I為本發明設備的防腐示意圖。其中，I為反應設備基體；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。
具體實施例方式根據下述實施例，可以更好地理解本發明。然而，本領域的技術人員容易理解，實施例所描述的內容僅用于說明本發明，而不應當也不會限制權利要求書中所詳細描述的本發明。實施例I :防腐處理過程如下
(I)在設備內表面噴涂防腐涂層(Ia)設備(材質310S)內表面經除油、拋丸預處理后，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，以下實施例相同)，經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，對涂層進行溶劑清洗，再進行陶瓷棒火焰噴涂，形成氧化鋁涂層，涂層厚度為1.0_，噴涂完成后進行磨削處理，并用硅酸鈉對陶瓷微孔進行封閉；(2)用犧牲陽極保護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備基體絕緣，陰極用導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。結果參考圖I，其中，I為反應設備基體；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。實施例2 防腐處理過程如下(I)在設備內表面噴涂防腐涂層(Ia)設備(材質316L)內表面經除油、拋丸預處理后，噴刷鋅鉻涂液，經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，對涂層進行溶劑清洗，再進行陶瓷棒火焰噴涂，形成氧化鉻涂層，涂層厚度為O. 5_，噴涂完成后進行磨削處理，并用硅酸鈉對陶瓷微孔進行封閉；(2)用犧牲陽極保護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備基體絕緣，陰極用導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。實施例3 防腐處理過程如下(I)在設備內表面噴涂防腐涂層(Ia)設備(材質304)內表面經除油、拋丸預處理后，噴刷鋅鉻涂液，經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，對涂層進行溶劑清洗，再進行陶瓷棒火焰噴涂，形成氧化鋁-氧化鈦復合涂層，涂層厚度為2. Omm,噴涂完成后進行磨削處理，并用硅酸鈉對陶瓷微孔進行封閉；(2)用犧牲陽極保護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備基體絕緣，陰極用導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。實施例4 某農藥企業生產的毒死蜱廢水，廢水中含毒死蜱、有機磷等毒性難降解有機物，含鹽以氯化鈉為主。廢水水質主要參數值為pH 5. K COD 33496mg/L、TN253mg/L、有機磷濃度3180. 3mg/L、總溶解性有機固體(TDS) 63200mg/L、含鹽量45000mg/L。試驗方法試驗開始時，先將310S切片懸掛在反應器1、2中，密封反應器頂蓋，然后用氮氣進行吹掃，排出裝置中的空氣，將廢水注入反應器中，再啟動電加熱器進行加熱，控制溫度450°C，壓力20MPa。試驗時間30天，試驗結束后，用冷卻水將反應釜冷卻到常溫后，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，計算腐蝕速率。設備I :材質310S，未加任何防腐。設備2 :實施例I的方法進行防腐處理。設備3 :材質與設備I同，按實施例I進行鋅鉻涂層防腐處理，無陶瓷涂層與無電化學保護裝置，試驗方法同實施例4。設備4 :材質與設備I同，按實施例I進行鋅鉻涂層防腐處理與電化學保護，無陶瓷涂層，試驗方法同實施例4。設備5 :材質與設備I同，按實施例I進行電化學保護，無任何涂層。 試驗前后的數據比較見表I。表I不同防腐設備中3IOS切片的腐蝕速率對照表
權利要求
1.一種高溫高壓熱解高濃度含鹽有機廢水設備的防腐方法，其特征在于，該方法包括如下步驟 (1)在設備內表面噴涂防腐涂層 (Ia)設備內表面經除油、拋丸預處理后，噴刷鋅鉻涂液，經20(T40(TC烘烤3(T50min成膜，形成鋅鉻涂層； (Ib)鋅鉻涂層形成后，對涂層進行溶劑清洗，再進行陶瓷棒火焰噴涂，形成陶瓷涂層，噴涂完成后進行磨削處理，并用硅酸鈉對陶瓷微孔進行封閉； (2)用犧牲陽極保護合金涂層 陽極采用鋁錳合金穿孔管，并用絕緣密封墊片與設備基體絕緣，陰極用導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.根據權利要求I所述的高溫高壓熱解高濃度含鹽有機廢水設備的防腐方法，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.根據權利要求I所述的高溫高壓熱解高濃度含鹽有機廢水設備的防腐方法，其特征在于，所述的高濃度含鹽有機廢水為COD ^ 10000mg/L，且含鹽量> 10000mg/L的含鹽有機廢水。
4.根據權利要求I所述的高溫高壓熱解高濃度含鹽有機廢水設備的防腐方法，其特征在于，所述的設備的基本材質為310S，304，316或316L合金鋼。
5.根據權利要求I所述的高溫高壓熱解高濃度含鹽有機廢水設備的防腐方法，其特征在于，步驟(Ia)中，所述的鋅鉻涂層厚度為l.(T3.0mm。
6.根據權利要求I所述的高溫高壓熱解高濃度含鹽有機廢水設備的防腐方法，其特征在于，步驟(Ib)中，所述的溶劑為有機溶劑，包括汽油、丙酮、四氯化碳和三氯乙烯中的任意一種。
7.根據權利要求I所述的高溫高壓熱解高濃度含鹽有機廢水設備的防腐方法，其特征在于，步驟(Ib)中，所述的陶瓷涂層厚度為0.5 2.0_。
8.根據權利要求I所述的高溫高壓熱解高濃度含鹽有機廢水設備的防腐方法，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-氧化鈦復合涂層和氧化鋯涂層中的任意一種。
9.根據權利要求I所述的高溫高壓熱解高濃度含鹽有機廢水設備的防腐方法，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
本發明公開了一種高溫高壓熱解高濃度含鹽有機廢水設備的防腐方法。本發明方法對設備內表面進行鋅鉻和陶瓷組成的金屬-非金屬漸變復合材料涂層噴涂，并用犧牲陽極保護金屬涂層。本發明防腐方法操作簡便，安全性高，與未加防腐保護相比，可延長反應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廢水設備的投資成本，加快了此技術工業化應用的進程；本發明防腐方法可適用于高鹽分有機廢物高溫熱解及其他水氧化等技術的成套裝備防腐。
文檔編號C23F15/00GK102899671SQ20121033563
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月11日 優先權日2012年9月11日
發明者姜偉立, 周海云, 申哲民, 喻學敏, 吳海鎖, 鄒敏 申請人:江蘇省環境科學研究院