尿素造粒塔

尿素的分子式為。，總含N 量46 ，目前是含氮量最高的固體肥料。尿素造粒塔是化肥生產的關鍵設備，我國最早的尿素造粒塔1965年建於瀘州天然氣化工廠，目前全國已投用的造粒塔有上百座。我廠有一座尿素造粒塔，建於1976年，(另有兩座硝胺造粒塔，其腐蝕機理與防腐方法與尿素造粒塔類似)，井於近期將為30萬噸合成氨新建一台大型造粒塔。尿素溶液對造粒塔的腐蝕是十分嚴重的，因此對尿素造粒塔的腐蝕機理和防腐進行研究和探討很有必要。

一、尿素造粒塔的腐蝕機理要想搞好造粒塔的防腐蝕工作，必須首先弄清造粒塔的腐蝕機理。尿素造粒塔防腐是典型的鋼簏混凝土結構、除具有一般建築材料的腐蝕特點外，還有尿素溶液的特殊腐蝕和，的氣相腐蝕等。現就其腐蝕機理簡單探討如下。

1、順筋腐蝕

由於鋼筋被混凝土所包裹，因此混凝土的化學物理性能對錒簏腐蝕與否起著決定作用。根據金屬的化學腐蝕理論可知，鐵在時為折H。過程，腐蝕速度很快，當PH 值為5—10時腐蝕速度幾乎為定值，PH>l2時在常溫下腐蝕基本停止。硅酸鹽水泥硬化后，呈鹼性，且，因此這就是鋼筋在完好的水泥中不被腐蝕的原因。混凝土若遭到破壞，無論是機械損壞還是腐蝕破壞，對鋼筋都會失去保護作甩 水、氧氣和其它化學介質滲入造成鏽蝕。鐵鏽的主要成份是 (0H)，、Fe：O；等化合物、鏽蝕的體積為原金屬體積的倍。由於鐵鏽的膨脹對混凝土保護層有著巨大的輻射壓力，遠遠超過混凝土的極限強度，使保護層從鋼簏向外形成裂縫．這些裂縫為擴大腐蝕創造了條件，使腐蝕速度成倍增加，導致鋼簏混凝土破壞，這就是所謂的 順簏腐蝕。我廠尿素造粒塔由於開始防腐手段不力，使用六年後，八根 支柱，共128根tp24主配簏有69根外露，其中外露最長達，有3l根因腐蝕使最小外徑小於．2、混凝土的碳化腐蝕混凝土泵受到機械破壞及順簏腐蝕膨脹壓力破壞是明顯的，但天長日久其內在化學變化引起的失效則是不易覺察的，它象無煙的火災，每時每刻都在燃燒著。由於自然界到處都有C ，CO 又是尿素合成原料氣，經測定塔內CO：濃度比自然狀態高出lO一15倍。CO。與水泥中的Ca(OH) 作用生成CaCO，和H。0，Ht0析出引起混凝土收縮，輕則產生附加內應力，重則使混凝土形成微小裂縫，降低混凝土強度並使其破壞加劇。當Ca(OH) 減少到一定程度時，混凝土的PH值下降，當達到臨界值時，鋼簏就開始從內部腐蝕。

混凝土的碳化速度據有關資料介紹，其近似公式為：a～ 混凝土碳化速度係數，t一碳化時間(年)。在一般大氣中a取3．5—4，因造粒塔內C 的濃度高出自然界lO— l5倍，因此其碳化速度也相應大lO—l5倍。為了探討尿素塔防腐措施的依據，逛必須對混凝土的密實度進行研究。混凝土的密實度主要由水灰比來決定。從理論上講水與水泥重量之比就可以了，但實際施工中往往大於此數字，多餘的水均勻分佈在水泥石中，凝結乾燥后則形成毛細孔隙。建築手冊中常用的混凝土密實度(孔隙率的倒數)公式也能反映出混凝土孔隙多少因素之所在：s一混凝土密實度；0．O2一普通水泥含氣量，w一混凝土的用水量，c一混凝土的用水泥量，理論化合用水與水泥的比例。從式中可以看出，w 越大，則S越小，倘若，其密實度可達98 。3、尿素溶液的特殊腐蝕

固體尿素對混凝土不腐蝕，但尿素極易溶於水。常溫下．尿素在水中的溶解度為51．8 ，尿素顆粒和其粉塵在遇到潮氣、冷凝水、沖洗水等時，就會形成尿素溶液，對微孔材料例如混凝土，粘土磚等有很強的滲透性。由於生產過程中造粒塔內外溫差達以上，形成溫壓差，更有利於尿液向混凝土深處滲透，尿液滲到混凝土的孔隙以後，在短時間內就會結晶膨脹。其結晶的自然狀態為白色條狀，形似玻璃纖維，有光澤，其長度可達以上。據資料介紹．其結晶脹比可達倍，產生結晶張力達上，遠遠超出混凝土極限強度。因此造成混凝土的疏鬆破壞。再溶解、再滲透、再結晶、再膨脹、再破壞，周而復始，惡性循環。經實際測定，在蘭州地區尿素溶液對混凝土的腐蝕速度可達以上。這就是尿素溶液對造粒塔的特殊腐蝕機理，通常在腐蝕學上稱為結晶腐蝕。儘管腐蝕有多種原因，但對尿素造粒塔來說，順筋腐蝕、混凝土的中性化和尿素溶液的結晶腐蝕則是其主要矛盾。找到了腐蝕原因則可採取相應措施防止和減緩腐蝕，延長造粒塔使用壽命，保證安全生產多刨經濟效益。