水泥厂窑尾收尘器防腐方案设计
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前 言
窑尾收尘器腐蚀原因分析
1.1窑尾收尘器
窑尾收尘器是水泥工业的主要排尘点。悬浮预热器顶端出来的高温烟气通过高温风机进入增湿塔，增湿塔之后吹入立磨，立磨出来的粉状物料经过高效旋风分离器，再进入窑尾收尘器，进行收尘。各水泥厂的工艺大致相同，收尘器一般有静电收尘器、布袋收尘器，在本文中的收尘器特指布袋收尘器。
1.2窑尾收尘器烟气特点
烟气温度
一般布袋可长期使用的温度上限为260℃，进入收尘器的烟气温度<260℃即可，在现实生产中大多水泥厂会根据烟气成分（烟气露点）、设备构造、最终排烟温度、能耗等因素综合计算将烟气温度控制在120-220℃左右进入收尘器。
烟气腐蚀源
在正常工艺进行生产的水泥生产线，对窑尾收尘器钢铁构件产生腐蚀的一般为酸性化合物。这些烟气中能生成酸性化合物的物质一般为：CO2、SO2、SO3、CaCl2、Cl2等，这些可形成酸性化合物的物质在有水存在的情况下会生成H2CO3、H2SO3、H2SO4、HCl等酸性化合物，进而对收尘器的钢铁构件进行腐蚀。
在协同垃圾处理的水泥窑，因垃圾的加入使进入窑尾收尘器的成分变得更为复杂，不但有正常工艺的能生成酸性化合物的物质，还会出现F离子、微量有机物、各种复杂络合物及其他难以预知的腐蚀介质。此类水泥窑在处理垃圾后收尘器的腐蚀更严重。
可形成酸性化合物物质来源：主要源自水泥生产原料及燃料，这些原料中含有硫和氯如：黄铁矿粉中的硫、添加剂中的氯化钙等。硫在温度400-600℃时会产生SO2，而含氯的化合物则在高温下（回转窑煅烧带）产生分解，气态氯在整个预热系统中循环，最终进入收尘器。在协同处理垃圾的回转窑，更多复杂腐蚀介质在高温下分解、化合最终混入烟气进入收尘器。
1.3窑尾收尘器的腐蚀
在高温时，烟气中的水呈气态，当烟气温度达到露点温度时，水由水蒸气凝成液态水，此时烟气中的SO2、SO3、Cl2等化合物与水化合生成亚硫酸、硫酸和盐酸，这些酸或酸性盐溶液便对钢铁类收尘器构件产生腐蚀。如果烟气中含有垃圾焚烧形成的小的有机物或有机络合物，此类物质对收尘器原有的涂层产生溶胀、溶解，腐蚀依旧会发生。
根据北京志盛威华化工有限公司唐工介绍：
A.腐蚀介质在对钢铁类（碳钢类）的腐蚀速度随着烟气温度与露点之间的差值的减小而提高。即在可发生露点腐蚀的温度环境 ，烟气温度越低腐蚀速率越快，或在一定的烟气温度下，露点温度越高，腐蚀速率越快；
B.烟气中SO2含量越高，腐蚀速率越快；
C.当湿度>60-70%，烟气中含20%（体积百分比）水蒸气、烟气温度低于露点12℃时，腐蚀就会发生；
D.在水蒸气露点以上，温度在60-150℃之间，含有SO2的水蒸气也具有腐蚀作用；
E. 在无去极化物质如F-时，金属表面腐蚀产物增厚，腐蚀速度变缓，烟气的吹扫、F-等的去极化会破坏腐蚀层的堆积，减缓腐蚀速度的变缓。
因原料在燃烧过程中会产生水（蒸发水、化合水），烟气中含水是不可避免的（哪怕是干式水泥生产工艺），同时作为混合性矿物原材料，含有腐蚀酸性介质也是不可避免的。因此在收尘器的使用过程中，腐蚀是必然的，但腐蚀速率、腐蚀的防治是可通过工艺调整、防腐材料应用来减缓或避免。
1.4窑尾收尘器腐蚀的关键要素：
腐蚀介质腐蚀源——可产生酸性化合物的物质（源自原材料）——不可避免；
腐蚀介质溶解载体——水（源自原材料及其他工艺环节）——不可避免；
冷凝（露点）温度——烟气温度、烟气成分（分子量越大、含水量越大，露点温度越高）、设备状况——可整改
易产生腐蚀的基材——收尘器大多为普通碳钢——可改变。
通过对窑尾收尘器腐蚀的关键要素的分析，腐蚀介质腐蚀源以及腐蚀介质溶解载体水的存在是客观存在的难以改变，那么如果想要减缓收尘器的腐蚀只能从收尘器基材及露点温度来进行调整。
收尘器预防腐蚀方法
1、从减少冷凝的角度防腐蚀
产生冷凝水的原因有：
1. 烟气工艺温度接近或低于酸露点；
2. 收尘器保温效果差，热量散失大、局部降温快；
3. 脉喷清灰吹入冷压缩空气量、压缩空气含水量；
4. 收尘器的密封性；
5. 收尘器检修频繁、停车频繁；
6.其他原因……
知道了产生冷凝水的原因，我们可以从减少冷凝水的产生量来减少收尘器的腐蚀：
1) 降低烟气的湿含量，保障烟气进入收尘器时的烟气温度至少高于露点温度30℃（一般建议高20℃即可，但漏风率、烟气成分变化时都会造成露点的升高）；
2)做好收尘器的保温工作，特别是收尘器的西侧及北侧迎风面及顶板；
3)科学控制脉喷清灰的频次、气量，在压缩机后加入油水分离、干燥设施，减少压缩空气的含水量；
4)做好收尘器的密封，包括人孔门、排灰口，在无须经常开启的附属检修设施闭合后可用玻璃胶进行再次密封；
5)科学安排生产计划，避免收尘器频繁启动、停车；
6)其他可预防冷凝产生的措施。
2、从改变设备基材特性做到防腐
因收尘设备体积巨大且是生产中的一个重要环节，因此想要彻底更换设备材质如将碳钢改成不锈钢的可能性不大，且在有高浓度氯离子、氟离子等卤素存在时，不锈钢也难做到有效防腐。
在此我们只能通过改变收尘器基材的表面防腐涂装来实现防腐。而用涂层实现防腐是目前较为经济、有效且可行性强的方法。但并不是一般的材料就能符合收尘器工况的应用，收尘器的使用特性为防腐材料提出了以下要求：
A.能长期在250℃高温下工作并具有良好的抗热震性（一般滤袋耐温260℃，烟气温度在220℃左右，在脉喷压缩空气时会出现烟气温度的波动）；
B.能耐住压力变化及温度变化时钢板的震动、变形（收尘器并不能完全看成静设备，它在工作中仍然会有震动、温差形变、压差形变）；
C.能耐住高浓度氯离子、硫化物、氧化性盐的高温腐蚀、露点腐蚀（烟气中的主要腐蚀成分，当然如果是协同垃圾处理，则对漆膜的防腐性、抗氧化性要求更高）；
D.具备一定的抗溶胀性，对大部分有机物质具有不相容、防腐蚀作用；
E. 具有良好的附着力及一定的柔韧性，在压力变化及底材形变时不开裂不脱落；
F. 具有良好的施工性及修补性；
G.安全性高，漆膜实干后在动火作业或与货源接触时不着火；
H.其他特种要求。
目前，高温涂料的市场因为太过专业和小众，各大涂料生产厂家并未进行深度研究，市场上的玻璃鳞片的耐高温及施工安全性欠缺、有机硅等防腐材料虽能耐温防腐性能却不能让人满意。近几年，随着环保及协同处理城市垃圾任务的推行，收尘器腐蚀问题凸显，各大水泥集团纷纷寻求、试验新型防腐耐高温材料，在众多材料中北京志盛威华化工有限公司的ZS-1041烟气防腐涂料（用于普通烟气工况）、ZS-1032耐强氧化防腐涂料（用于协同垃圾处理后的烟气系统）得到了肯定并在各集团内大面积推广。
收尘器防腐方案设计
方案一（普通方案）
| 产品型号名称 | 设计膜厚 | 用量 | 施工遍数 | 施工方法 |
| ZS-1041烟气防腐涂料 | 300um | 0.8kg/m2 | 3-4次 | 喷涂、刷涂、辊涂 |
方案二（强腐蚀工况）
| 产品型号名称 | 设计膜厚 | 用量 | 施工遍数 | 施工方法 |
| ZS-1032耐强氧化防腐涂料 | 400um | 1.2kg/m2 | 4次 | 喷涂、刷涂、辊涂 |
方案三（复合防腐）
| 产品型号名称 | 设计膜厚 | 用量 | 施工遍数 | 施工方法 |
| ZS-1041烟气防腐涂料 | 200um | 0.6kg/m2 | 3次 | 喷涂、刷涂、辊涂 |
| ZS-1032耐强氧化防腐涂料 | 200um | 0.5kg/m2 | 2次 |
各种方案的选用需要根据工况条件下腐蚀介质种类及含量确定。
防腐施工注意事项
俗话说：“三分涂料，七分施工。”收尘器属特重型腐蚀环境，对涂料施工的要求更为严格，往往一点小小的失误就会造成“99+1=0”的遗憾。在特种涂料施工环节笔者想要特别提醒的内容如下：
1、在收尘器的防腐施工工程中，前处理质量尤为重要，良好的前处理是有效防腐的前提和保障，一般要求除锈等级达到Sa2.5级，保证表面粗糙度20-40μm，边角、焊缝都应做到有效处理；
2、在涂装时不可忽略预涂，对边角、焊缝以及其他难以涂刷的部位进行预涂刷，以上部位是常常被忽略且经常出现防腐失效的位置；
3、在防腐涂料调配完成后应注意“两期”：熟化期，调配好的涂料应静置10-15分钟进行熟化，熟化后的涂料成膜性、干燥性均有较大改善；适用期，涂料为双组份自固化性成膜物，在调配完后应尽快完成涂料的使用，适用期长短与环境温度有关，一般夏季适用期为2小时，冬季为4小时，在使用涂料过程中如发现涂料粘度上升变得格外粘稠，或有块状凝聚现象则表明涂料已经部分自固化，此时应果断使用，重新调配新涂料；
4、人孔门、加强筋、焊接修补完毕的新钢板等位置一般腐蚀较其他部位严重，此时在具有直角边的边角可采用衬短切毡的方式进行防腐加强；
5、特别提醒：人孔门处因是人员（包括施工人员）、器具的出入口，因此往往会在当天其他部位施工完毕后才进行施工，因此会出现：两道施工间隔过长（头天下午施工，到第二天收工前才进行下道施工）、施工材料为最后的尾料、受下班念头影响造成施工的敷衍等隐形因素影响，应尽可能做好质量监督。
结 论