高氯高鹽是化工工業(yè)廢水的主要特點(diǎn)之一，未濃縮之前氯離子含量普遍大于0.5 g/L，鹽度約5~6 g/L，通過(guò)MVR蒸發(fā)器濃縮后最高濃鹽水鹽度可達(dá)100~300 g/L。氯離子通過(guò)吸附在不銹鋼表面溶解鈍化膜形成可溶解的氯化物，導(dǎo)致金屬表面鈍化膜被破壞進(jìn)而發(fā)生腐蝕。

溫度腐蝕通常為化學(xué)反應(yīng)，溫度越高化學(xué)反應(yīng)速度越快，有研究表明溫度每提升10 ℃，腐蝕速度約增加1~3倍。MVR處理工藝中操作溫度高達(dá)80~120 ℃，在高溫環(huán)境下，加速氯離子對(duì)不銹鋼鈍化膜的破壞，苛刻的腐蝕環(huán)境對(duì)設(shè)備設(shè)施用金屬材料耐蝕等級(jí)提出更高的要求。

介質(zhì)流動(dòng)速度對(duì)不銹鋼耐蝕性能有較大影響，在較高流速下，流體對(duì)不銹鋼表面造成局部沖刷沖擊，當(dāng)流體中含有較大顆粒的晶體時(shí)，不僅造成沖刷腐蝕而且?guī)?lái)嚴(yán)重的磨蝕。此外，在流體高速?zèng)_擊下，與流體接觸的金屬表面形成類似于空穴狀的腐蝕。

金屬離析和沉積物的堆積也是高鹽廢水處理中的常見(jiàn)問(wèn)題。在處理過(guò)程中，高鹽廢水中的鹽類物質(zhì)容易析出并在設(shè)備表面沉積，形成結(jié)垢和污垢，帶來(lái)垢下局部腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重的情況下會(huì)堵塞管道和閥門(mén)，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

圖1 MVR蒸發(fā)結(jié)晶器噴射區(qū)管路外壁腐蝕

圖2 MVR蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)壁點(diǎn)蝕

圖3 MVR蒸發(fā)結(jié)晶器法蘭接口焊接接頭腐蝕

采用耐蝕等級(jí)更高的金屬材料制備MVR蒸發(fā)器等設(shè)備設(shè)施及管道是防止腐蝕的有效方法，但是耐蝕等級(jí)的提升帶來(lái)造價(jià)成本的增高。如不銹鋼的價(jià)格大概在5~6萬(wàn)元/噸，鎳合金約7~9萬(wàn)元/噸，工業(yè)純鈦約10~15萬(wàn)元/噸，若全部選用工業(yè)純鈦，則設(shè)備成本增加約50%，將會(huì)降低市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

在蒸發(fā)器金屬表面涂敷特定耐高溫、耐沖刷的防腐涂層，使鹽溶液與蒸發(fā)器的金屬壁之間產(chǎn)生隔離屏障，避免腐蝕性介質(zhì)與金屬表面接觸，從而避免腐蝕的產(chǎn)生。該種方法簡(jiǎn)單有效，且成本較低。

在該特殊工況環(huán)境下，建議使用先進(jìn)耐磨防腐涂料來(lái)提高系統(tǒng)的耐腐蝕性能。鈦合金表面常用的防腐涂層有硅烷涂層、ZrO₂涂層、CrN涂層等。不銹鋼表面常用的耐磨防腐涂層多為氧化鋁復(fù)合陶瓷涂層、聚苯胺復(fù)合涂層等。

當(dāng)前采用復(fù)合涂層技術(shù)取代單一涂層技術(shù)成為研究熱點(diǎn)，國(guó)外研究院所開(kāi)展了許多探究工作，國(guó)內(nèi)尚處于起步階段。未來(lái)，采用復(fù)合涂層技術(shù)制備新型耐磨防腐涂層是解決MVR設(shè)備設(shè)施腐蝕的直接、經(jīng)濟(jì)有效的方法。

緩蝕劑是一種能顯著降低金屬在侵蝕性介質(zhì)中的腐蝕速度的物質(zhì)，在MVR蒸發(fā)器的鹽水進(jìn)料罐內(nèi)加入一定比例的緩蝕劑，可以大大降低蒸發(fā)器內(nèi)件的腐蝕速率，延長(zhǎng)蒸發(fā)器使用年限。但緩蝕劑通常為有機(jī)胺或者咪唑啉類物質(zhì)，添加后會(huì)改變高鹽廢水的組成，可能對(duì)MVR蒸發(fā)結(jié)晶效果帶來(lái)影響。