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1、第?期石油化工环境保护 ? !# %? ?= 98= =;88 8?;98 = :(8 98?.:=? ;, ;0;舒;123 451 6:9(?8:=9;= 89 98:;8;=;?9=?=8898=;88=?= =98;= 98 =: :=898?:=? 9 =;98一= =78 =8?=:98?;9= =8 ;8 =?= =9 8=?;= ?98 = =: :7?=9=? :;= = = 89;8=9 = =;=? ;= ;97?= 2=? :;=;89=: = = 89;8=;= :8= 89 98:;=8 =9=8 8 ;=:98:9?= ?.8=;=8. 7?=?= 89 98:;
2、8 = =?;?;=?=?=8;8 = 898?;9 9;= ;8 7=89:(8 9 9 8:;?=,;99;=;8 ,9 8= =;8 88?;=98 = =: :=8 9 8?:=?大气环境中的腐蚀性气体,例如二氧化硫、氮氧化物、硫化氢、氯气、臭氧等,可与金属材料和非金属材料发生 作 用,产生腐蚀,使其 发生变质或损坏。空气环境的腐蚀性所引起的钢铁锈蚀和 塑料制品老化等现象是人们所熟悉 的,而 对 电子元器 件 和 自动 控制设 备 的腐蚀损害却了解不多。由于电子设备和自动控制设备大都安装在有空调设备的房间里,许多人错误地认为这样的 房间里不 存在腐蚀问题。但事实上空 调设 备只能保持
3、室 内的恒定温度和 滤除空气 中的尘粒,而不能滤除分子态的腐蚀性气体。电子元器件是由金属材料、非金属材料和有机聚合物制成的,当置于腐蚀性空气环境中时同 样会产生腐蚀。例如,线路板和印刷线路、插座等是用铜、银或镀有金、银、镍的铜做成的,当遇到 空气中 的腐蚀性气体 时,就会通 过 直接化 学 反 应及电化学反应等过 程使其产 生腐蚀,造成 电接触不 良或断路,导致线路板的损坏。一块线路板 出了问题,整个电子设备就会受到影响。在现代化生产过程中,以电子计算机为核 心的 自动化控制设备是必不可 少 和十分重 要的。自动控制设备的无故障工 作是生产装置正常、高效运行的关键。在许多生 产过程 中都有大气
4、污 染物 产生7例如,在炼 钢、造纸和 石油炼制等过程中会有24、( 1、).等腐蚀性气体产生。这些气体污染物进入自动控制室,可 引起 自动控制设备的腐蚀,导致控制设备故障。自动控制设备的防腐蚀保护在一些工业 自动化程度较高的 国家里已受到高度重视,有专门从事这方 面工作的研究人员和专业公司,为空气净化服务。空气腐蚀性产生的机理7直接化学反应0收稿日期 5一4 一 36日化工71石油工环境保护里。+,3年空 气 中的反应性 组 分,如24、).、( ?等与组成电子 元 器件 的金属直接进 行 化学 反 应,或空气 中的 酸性气体在 金 属表而所形成的酸溶液直接与金属的作用都属于直接化学 反应。
5、为 防比腐蚀性气体与金 属的直接化学 反 应,电子原 器 件 的 表面 多 镀有 惰性 金属 或 涂有保 护层,这 样就 大 大减 少 了直接 化学反应 的可能性。 71电化学反应环境 空 气对 电子 仪器和自动控制设 备的腐蚀大部分是 通过 电化学 反应 产 生的。电化学腐蚀是一种通 过电池 作用 加速 了的腐蚀过 程。例如,表面镀有 金的铜 基插接件,当 因摩擦 损 失金镀层露出铜 时,如果磨损区有电解 质溶 液 存在,则会构 成以金为阳极、以铜 为 阴极的原 电池,加速铜 的腐 蚀和腐蚀 孔的形成,造成 电接 触不良。电解质溶液 的存 在是 产生电化学腐蚀的重要 条件。电解质 溶 液 是
6、 由3尺和 电解质 组 成 的,其 中水 主 要来自环 境 中 的水 蒸 汽,当环 境 湿 度过 大 或 环 境温 度降到水蒸汽凝 结 的 露 点以下 时,水 蒸 汽 就会 凝 结在 金属表面上。特别 是金属表面有吸湿性的表 面膜或 尘埃时,会从环境中吸收 水份使金属表面变湿。电解质则来 自环境中的气态或颗粒 态 污染物。因此,防潮、防湿、防尘,防止电解质 溶 液 的 出现,是 保 护 电子设 备 不 受 电化学腐蚀的重 要措 施。产生腐蚀,特别 在有湿气共存时,微量的无机氯化 合物的存在 可大大加速 硫化合物的腐蚀作用,许多工业过程中环境空气的腐蚀性主要来自硫化物和无机氯。1 71温度和湿度
7、环境 温度和湿度对腐蚀的产 生和发 展都有很 大影响。据测 定,温度每增加 4,环境的腐蚀性 可增 大一倍。湿度 的大小和变化率都对腐蚀速度有影 响,相对 湿度 在2 4以上时,湿度每增加 4,环境的腐蚀性可增大一倍,湿 度变化波动大时,环境 的腐蚀性也增大。当 然,环境空气中不存在腐蚀性气体时,温度和湿度都不产生腐蚀。1腐蚀 的 环境因素电子仪器和自动 控制 设 备所处的环境条件主要 有环境温 度、湿 度和环境空气 中 的 固态 和气态 污染 物 的种 类和浓 度等。1 7污染物1 7+固态污染物空气中的固态 污 染 物 主 要 是 悬 浮 在 空气中 的尘埃。尘 埃 可以直接引起 自动控
8、制设 备的 损坏7例如 可加速接插 件 的磨 损,影 响磁透性、导电性、绝 缘性 和 导 热性 而 使 设备受 到 损否,也 可通 过加强 环境 腐蚀性 而 间接 损害设备。例如,尘埃具 有吸湿性,金属表 面上 的尘埃 吸 收 空气 中的 水 份使之变 湿,变湿的尘埃和金属表面又可加速 从空气 中吸收污染 气 体,使 污 染气体 溶 解并积累起来。空气流速 越 大越 有利于这 一溶解和积 累过程。1 7+气态污染物工业 环境 中常见的腐蚀性气体有二 氧化硫,氮氧化物,硫化氢,氯气,臭 氧,氨和 甲烷等。这 里 仅强调 说明一下活 泼硫化物和无 机 氯化物 的协同腐蚀作用。氯气和氯 离子及活波
9、硫化 物 可 直接 与多 种 金属起 作用,环境腐蚀性分级目前工 业 环境 的分级方法 主要有两种,一种是根据 环境 中污染 物的 浓度 来分 级,另一种是根据环境中污染物 的反应性来分级。用环境 中污染物的反应性来划分环境腐蚀性级别比用污染物 的浓度来划分更能反映 环境的腐蚀性,也更 经济。因为环境的腐蚀性除与腐蚀性气体的浓度有关外,还与环境温度、湿度以及共存的气体有关微量的气体0级6就可能对电子设备产生腐蚀,而检测低浓度的 污染物需要专门的仪器和人员,难于实现。环境 的腐蚀性是根据腐蚀性气体与铜的反应速率来确定 的,即将 特殊制备的铜试条 置 于待测 环境 中,放置 一段时间,然后测 定铜
10、试条上 腐蚀层 的厚 度和组 成,并 据此确 定环境的腐蚀性。表列 出 了美国仪器学 会的 环境腐蚀性分级标准。腐蚀性分级表环境 腐蚀性分级严重级别铜反应性级别中度严重非常严重4 4 414 4461444麒?。?! #?%膜 厚,&反应性气体种类浓度,( ()二!#%仅作参考#+,#,!# #,# #,#!#%! !, #,#!#,# # # ,# ,# !#!#. / 0加阴叭注+,膜厚度用&表示,/& 一! 义! #一12( ()一3 44 ,54飞 ,环境相对 湿度在。6 以下,且恒定 不变时,环境中污染气体最可能的浓度第期张秀义等腐蚀性环境与 自动控制设备的保护从表中可以看出,即使在
11、相对湿度低于2 4的情况下,很 低浓度的腐蚀性气体 的存在仍可对 自动控制 设备产 生比较严重的腐蚀影响,特别是硫化氢和 氯气的影响更为明显。因此在一定条件下,环境的腐蚀性就有 可能成为决定 电子仪器和 自动控制设备可靠性的重 要因 素,值得引起重视。碳,它可有效地吸附多种有机和 无机气体,如硫 醇,硫化氢等。化学 滤料通常由化学药剂,载体和粘合剂 组成,其中化学药剂根 据腐蚀性气体的类别加以选择,如有机气体和还原性气体选用氧化剂,酸性气体选用碱,碱性气体选用 酸等等。表1中列 出了常用的滤 料及适用 的气体。腐蚀防护环 境 中腐蚀性气体对电子仪器和自动控制设 备的腐蚀可通 过以下几种途径加以
12、防护。 7控制环境条件环境温度和湿度的增高,或湿度波动大,会增强 环境腐蚀作用,而干燥和较低温度的环境可降低 环境腐蚀作用。自动控制室内应用除湿器除湿,并保持适宜恒定的温度。滤除进入 室 内空气 中 的颗粒物 也是 必要 的。 71滤除环境空气中的腐蚀性组份环境空气中某些 痕量的腐蚀性气体的存在就可能通过腐蚀影响自动控制设 备的正常工作,因此进入自动控制室的空气必须净化。自动控制室内的空气净化是通过吸附剂和化学滤料达到的。 71 7滤料控制室内空气的净化主要采用干法滤除腐蚀性气体,常用的滤 除方法 主要有吸 附 剂 吸附法 和化学 滤料吸附法,或两种方法 并 用。使用 最广的吸附剂是活性表1常
13、用滤料的组成及作用滤料性质德料组成滤除气体吸附氧化性酸性碱性活性碳%7147),活性碳 ),活性碳).,硫醉)之.,24).7.11净化设备空气净化设备有正压式、循环式和被 动式等几种类型。正压式设备 安装在室外,主要 由滤料 室、风机和风道组成。滤料装在滤料室内,风机将空气送入 滤料室,风道用 于送风和回风。循环式设备一般体积较小,做成箱柜式,安装在房内,经过空气的多次循环来达 到净化的目的。被动式设备没有动力部分,安装在有害气体排放源出口处,以减少其外排量。净化设备的滤 料必须定期更换。有统计数据表 明,处 于腐蚀性环境中的 自动控制设备在安装空气净化设备后,故障率大大降低,设备维修费用也
14、随之减少。中国石化总公司清洁生产情况报导石化总 公司清洁生产中心自从 5年月成立以来进行了如下几项工作,7共组织 了期培训,共参加人员 3人,所有企 业都派 人参加 了培 训。17制订 了“九五”清洁生产工作计划,经 总公 司第八次环保工作会议讨论并已付诸实 施。7配合中美合作清洁生产试点对济南硫回收装置,天津石化催化装置进行了审计,为其他厂开 展清 洁生 产审计积累 了经验。7高 含硫原油清洁生产 加工方案综合研究科研课题,完成 了在发展部的立项工 作。在 3年清洁生产 中 心准 备进行的工作有7编写石化企业生产装置情况生 产审计指南。17组 织专家服务组,0其中有生产工艺、环保、清洁生 产审计方法三部 份的专家组成6,为开展清洁生产审计的企 业 服务。7采取 点面结合的形 式从 总公司评优的十三类装置 中,每类选出 一至几个装置作 为清 洁 生产审计示范装置,元月份 即召开会议进行布置,开展评审工 作。准备在 3年底将对这十三类装置分期分批的组织专家组对审计结果按清洁生产装置验收标准进行验收。0闰鸿炳6
