Таблица 5.2.4. Скорость коррозии различных сталей я сплавов в аппаратах пилотной установки упаривания стоков ЭЛОУ (температура 102 ⁰С; время акспозиции 1070 ч)

Приведенные результаты относятся к стационарным условиям. Первый же опыт эксплуатации полупромышленной установки показал, что в потоке значение скоростей коррозии значительно выше. Так, при скоростях потока 0,1 м/с скорость коррозии углеродистой стали возрастает втрое. Дальнейшее повышение скоростей потока до 2 м/с и более приводит к еще большим разрушениям углеродистой стали с образованием глубоких язв. Отмечены скорости коррозии углеродистой стали до 11 мм/год при испытании в 5 % рапе при температуре 150 °С и скорости потока 6,4 м/с при рН стока 4,5—5.

Лабораторные испытания также свидетельствуют о существенном влиянии движения среды на коррозию в солесодержа- щих растворах.

Ниже приведены значения скорости коррозии (мм/год) углеродистой и нержавеющей сталей, полученные при испытании в 20 %-й рапе при 800 °С в течение 200 ч:

Как видно из этих данных, коррозия углеродистой стали при перемешивании возрастает в 4—5 раз.

В стационарных условиях для углеродистой стали отмечено, что более высокая концентрация хлоридов обеспечивает образование плотной оксидной пленки, приводящей к торможению коррозии.

В слабых растворах хлоридов часть корродирующей поверхности остается не покрытой пленкой и коррозия принимает локальный язвенный характер.

Легированные стали, как видно из приведенных данных, корродируют в солевых растворах сточных вод с невысокой скоростью. Однако их коррозия носит опасный локальный характер. Так, хромистые и хромоникелевые стали подвергаются точечной коррозии, а стали типа 12Х18Н10Т при наличии растягивающих напряжений весьма чувствительны к хлоридному коррозионному растрескиванию; местом зарождения трещины в таких растворах обычно является питтинг.

Хорошо известно, что легирование молибденом тормозит питтинговую коррозию нержавеющих сталей в хлоридных средах. Однако при наличии питтинга для предупреждения КР требуется, чтобы содержание молибдена в стали было не менее 4—6 %.

Отечественные молибден со держащие аустенитные стали с 2—3 % Мо не могут обеспечить стойкости к хлоридному коррозионному растрескиванию в сточных водах, содержащих хлориды.

Аустенитно-ферритные стали с пониженным содержанием никеля более стойки к коррозионному растрескиванию, чем аустенитные стали типа 18—8 в растворах хлоридов [51-54]. Однако их стойкость к КР в значительной степени зависит от содержания ферритной фазы и термообработки. Наиболее восприимчивы к КР аустенитно-ферритные стали с повышенным содержанием феррита (20—40 %) после оптимальной термообработки и закалки с 1100^СС.

Аустенитно-ферритные стали 08Х22Н6Т и 08Х21Н6М2Т при испытаниях в лабораторных и промышленных условиях производства поваренной соли [52] проявили высокую стойкость как к общей коррозии (0,005 мм/год), так и к коррозионному растрескиванию, благодаря чему были рекомендованы в качестве конструкционного материала для работы в среде хлорида натрия.

Аустенитно-ферритная сталь, содержащая молибден, ОX21H6M2T в этих же условиях подвергалась коррозионному растрескиванию, как и сталь 12Х18Н10Т.

В настоящее время принята схема очистки сточных вод на установке в три ступени:

первая ступень—предочистка стоков (содо-известковое умягчение);

вторая ступень — предварительное упаривание стоков;

третья ступень — концентрирование стоков и выделение солей.

При работе установки стоки из буферного пруда проходят последовательно через теплообменники, расположенные во втором отделении, в которых нагреваются до 60 °С, и поступают на первую ступень обработки —в осветлитель с фильтрующим осадком. В осветлитель подаются из реагентного хозяйства известковое молоко, растворы кальцинированной соды и коагулянта—хлорида железа. В осветлителе стоки умягчаются до конечной жесткости 1 мкв/л и осветляются.

Стоки после содо-известковой обработки представляют раствор с общим солесодержаиием порядка 2000—3000 мг/л, в основном это хлориды натрия и в значительно меньших количествах— сульфат натрия.

Умягченные стоки собираются в емкости, а выделившийся шлам солей жесткости (кальция и магния) из бункера насосом откачивается в шламоотвал. Из емкости стоки подаются на вторую ступень обработки — в вакуумный деаэратор.

Из деаэратора стоки насосом прокачиваются через систему теплообменников, где нагреваются до 124—128 °С, и с этой температурой поступают на упаривание в первый выпарной аппарат. По мере упаривания стоки последовательно перетекают из корпуса в корпус в направлении движения греющего пара. Для предотвращения накипеобразования при глубоком упаривании стоков последнее производится в присутствии «затравочных» кристаллов мела, вводимых в отстойник и циркулирующих по замкнутому контуру вместе с упариваемыми стоками. Из шестого выпарного аппарата стоки при температуре порядка 60 °С сливаются в отстойник для улавливания меловой затравки и возврата ее в первый выпарной аппарат.

Конденсат выпарного аппарата через самоиспаритель самотеком поступает в деаэратор атмосферного типа для химически очищенной воды. Конденсат от остальных выпарных аппаратов и подогревателей перетекает из аппарата в аппарат (греющие камеры) и сливается в испарители и затем в емкость, а из емкости насосом через подогреватель химически очищенной воды — во внешние сети завода.

Воздух и другие несконденсировавшиеся газы, попадающие в паровую систему, удаляются из аппаратов, работающих под вакуумом, с помощью пароэжекторных блоков (ПЭБ), а из аппаратов, работающих под избыточным давлением,— непосредственно в атмосферу.

Из отстойника предварительно упаренные и освобожденные от меловой затравки стоки переливаются в емкость, из которой далее насосом подаются на третью ступень обработки — в седьмой выпарной аппарат. Здесь стоки упариваются до состояния перенасыщения по NaCI, суспензия из этого аппарата сливается в емкость и из последней насосом подается в отстойник с перемешивающим устройством. Стоки с очень мелкими кристаллами соли переливаются через верх отстойника в следующую емкость, а основной поток суспензии с более крупными кристаллами соли NaCI Поступает на центрифугу. На центрифуге извлекается чистый хлорид натрия, по качеству удовлетворяющий ГОСТ 13830—84. Маточный раствор после центрифуги сливается в емкость.

Сухой остаток солей после центрифуги и испарителя подается в промежуточный склад, где упаковывается в тару. Товарная соль поступает на реализацию, а нетоварная — на захоронение в соленакопитель,

Анализ рабочих условий основного оборудования, работающего по такой схеме, предусматривающей деаэрацию, повышение рН до 10—11 и температуры в указанном интервале, позволяли рассмотреть возможность материального оформления оборудования этих установок без привлечения остродефицитных материалов.

Характеристика исходных стоков одного из нефтеперерабатывающих заводов приведена в табл. 5.2.5.

Поскольку наибольшую опасность для работы оборудования в условиях упаривания стоков представляет коррозионное растрескивание под воздействием горячих хлоридов, основное внимание при выборе материального оформления должно уделяться этому вопросу.

Анализ всех имеющихся результатов исследований поведения материалов в условиях, имитирующих работу выпарных

Таблица 5.2.5. Состав (г/л) исходных. к умягченных стоков н раствора выпарных аппаратов

установок, и в условиях других производств, близких к описанным (например, производство поваренной соли и т. п.), свидетельствуют о том, что в качестве конструкционных материалов для оборудования установок термического обезвреживания стоков могут быть приняты стали 08Х22Н6Т, 08X2LH6M2T (для температур ниже порога возможного возникновения КР), латунь марки ЛАМш77-2-0,06 и углеродистая сталь с оптимальной прибавкой на коррозию.

Так, тонкостенное теплообменное оборудование и трубки в греющих камерах выпарных аппаратов целесообразно изготовлять из указанной латуни, корпусные детали выпарных аппаратов — из аустенитно-ферритной стали 08Х22Н5Т, емкости могут выполняться либо с эмалированным покрытием,

либо из сталей 08X22Н6Т, 08Х21Н6М2Т, для условий средней агрессивности может быть использована и углеродистая сталь с прибавкой на коррозию не менее 3 мм.

Трубопроводы, это легкозаменяемое оборудование, также рекомендуется изготавливать из углеродистой стали с максимальной прибавкой на коррозию (от 3 до 5 мм).