随着经济社会的发展,工业生产过程和人民生活中产生出越来越多的“三废”(废气、废水、废渣)正威胁着人们赖以生存的家园。对“三废”进行回收、净化处理或综合利用,做到达标排放,防止环境污染,变废为宝,造福人类。
双相不锈钢由于其具有独特的理化综合性能,是制造“三废”回收利用和净化处理装备、设施的首选材料之一。
双相不锈钢兼具铁素体和奥氏体不锈钢的优点,具有良好的耐腐蚀性能、机械性能和焊接性能。由于其综合性能优良和制造技术的突破,近年来被大量用于氯化物和硫化氢介质条件下的设备制造,尤其适合制造含氯离子水或微咸水冷却介质的热交换器,也用于制造稀释的硫酸溶液和储运纯有机酸的设备。在负荷较重的结构材料中代替304不锈钢,同时可提高设备的使用寿命和降低材料成本。近些年,由于工业水平的发展和对环境保护要求越来越高,双相不锈钢在环保领域也得到了大量推广使用,特别是在工业废气、废水和固废处理方面大量推广使用。
废气污染是人类面临的最大环境问题之一,如电厂的燃煤锅炉、化肥厂的煤气发生炉、钢铁厂的焦化炉废气中含有大量硫化物、氮化物、氯化物、氟化物等有害气体和有毒的粉尘颗粒,排入大气前需要去除这些害气体和有毒的粉尘颗粒,最常用的方法是将废气通过装有石灰浆或石灰石的吸收塔进行中和处理,中和处理过程中会产生含有HCl和HF的腐蚀气体,对吸收塔造成严重的腐蚀。因此,为了确保系统持续运转,必须选用耐腐蚀性能好的不锈钢,而2205、2507双相不锈钢具备这方面的优点,因此在烟气处理吸收塔装置中大量使用。
据统计表明近几年欧州建造的多套烟气脱硫装置中均采用大量的双相不锈钢制造。加拿大Coleson Cove电厂是北美第一个在吸收塔的顶部采用360吨2205双相不锈钢的。近年国内工业烟气处理设备也开始采用双相不锈钢材料,如华电国际邹县发电厂三期烟气脱硫吸收塔也采用大量2205、2507双相不锈钢作为制造材料。同时在烟气的粉尘处理系统,湿式电除尘技术(WESP)装置系统的集尘板、阳极板、阴极线采用2205双相不锈钢制造。在医药企业行业有机物废气处理系统中,其气动切换阀体采用2205双相不锈钢制造。由于环境的要求,船舶,特别是化学品船舶烟气脱硫排放吸收塔也大量采用2205、2507双相不锈钢制造。
随着国内外城镇建设和工业进程,废水的排放已成为影响全球水资源恶化的罪魁祸首,需要对其无害化处理后才能进行排放。城市污水中的生活污水、医院污水、禽畜养殖污水等含有大量的Cl-离子、磷化物、氮化物、有机化合物等,特别是污泥当中这些离子或化合物的含量更高。工业污水中各种金属离子、Cl-离子、磷化物、氮化物、有机化合等含量同样较高。这些离子或化合物如不进行处理就进行排放,将对水环境造成重大的污染,对人类的生活造成重大威胁。
由于污水处理系统当中的某些设备或管道系统属于永久建造,而城市污水和工业污水、污泥具有腐蚀性,如若选材不当不仅对污水处理设备、管道系统造成严重的腐蚀,污水处理设备或管道系统维护困难,对污水处理公司也会造成重大的经济损失。所以污水处理设备、管道系统需要选用耐腐蚀材料制造。
污水处理设备、管道系统一般采用304不锈钢材质制造,但污水中Cl-大于200ppm时,废水和污水处理设备或管道系统最好采用2205双相不锈钢或耐腐蚀性能更好的2507超级双相不锈钢制造,如不锈钢酸洗厂、汽车零部件电镀厂、纸浆或造纸厂、矿井、煤化工、化肥厂、磷肥厂、糖厂、啤酒厂等工业废液、污水处理系统或设备均有采用2205、2507双相不锈钢材料制造。
同污水处理和废烟尘处理一样,双相不锈钢在固废处理过程中也大量使用,这是因为固废中含有大量的金属离子、各种复杂的有机物、氯化物、氟化物、硫化物等,这些物质不仅有毒,还呈酸碱性,在处理过程中对设备腐蚀严重。固废处理系统中与腐蚀性能较强的固废接触的零部件、管道系统需要采用双相不锈钢材料制造。
有毒、呈酸碱性的化工、石油、医药等固废垃圾燃烧过程中,需要对其进行无害化处理,固废处理系统中配置的洗涤塔、湿法静电设备中均有采用2205、2507双相不锈钢制造。在含有稀有金属金、银、钴等的电镀固废或其他固废中,采用的搅拌设备、管道及电解提纯设备均采用大量的2205、2507双相不锈钢制造。冶金制造工业,如碳钢、不锈钢酸洗固废处理的搅拌设备、制球设备局部零部件也有采用2205双相不锈钢。
综上所述,因双相不锈钢具有优异的力学性能、耐磨性能、耐应力腐蚀、耐氯离子腐蚀及耐均匀腐蚀性能等综合的优良性能,使其在环境保护领域应用也越来越广泛。