Введение 6
1 Литературный обзор 8
1.1 Общая технологическая схема биоэнергетической установки 8
1.2 Коррозионная агрессивность сырья по отношению к внутренней
поверхности метантенка и трубопровода как одна из основных проблем технологии 11
1.3 Коррозионная агрессивность сырья по отношению к внешней
поверхности метантенка и трубопровода 19
2 Исследование возможности применения антикоррозионного покрытия
как способа повышения ресурса работы оборудования анаэробного сбраживания 25
2.1 Основные методы повышения коррозионной стойкости оборудования 25
2.2 Расчетное обоснование применения покрытия 29
2.3 Отчет о патентных исследованиях 35
2.4 Внутреннее антикоррозийное покрытие метантенка 38
2.5 Внешнее антикоррозийное покрытие метантенка 46
2.6 Экономическое обоснование предлагаемого покрытия 51
Заключение 65
Список используемых источников 66
Глобальный интерес к развитию биогазовых технологий можно объяснить тем, что получаемый продукт хорошо знаком потребителю и является максимально приближенным аналогом природного газа, а сама технология получения - моделью природных процессов, локализированных в технологических установках и форсированных с помощью технических средств.
Немаловажным аспектом, говорящим в поддержку развития биогазовых технологий, является то, что с их помощью решается еще одна глобальная проблема человечества - накопление огромного количества отходов. Согласно статистическим данным, количество производимых отходов на территории РФ постоянно увеличивается, за последнее десятилетие в отдельных федеральных округах этот прирост составил до 130 % [1]. Рост количества производимых отходов сопровождается и ростом площадей, отводимых под свалки. При этом огромная часть размещаемых на полигонах отходах являются ценным ресурсом, в том числе энергетическим.
Развитие биогазовых технологий позволяет получить чистый «природный» энергетический ресурс, сократить количество площадей, занимаемых отходами, а также обезвредить обрабатываемое сырье и этим улучшить эпидемическую ситуацию.
Основным вопросом применимости технологии служит количество затрат на применяемое оборудование - как капитальных, так и эксплуатационных. Коррозионная активность перерабатываемой среды - навоза КРС и свиного, куриного помёта, других органических отходов - оказывают разрушающее действие на материалы, используемые при изготовлении резервуаров метанореакторов, контактного оборудования и арматуры. Для снижения коррозионного воздействия и тем самым увеличения ресурса службы установок целесообразно применять антикоррозионные покрытия, устойчивые к воздействию конкретных составляющих обрабатываемого субстрата, а также температуры.
Целью данной работы является повышение рабочего ресурса оборудования анаэробного сбраживания путем предотвращения коррозии его отдельных элементов.
Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:
1) провести поиск научной информации о явлении коррозии поверхностей металла;
2) определить целесообразность и перспективность применения антикоррозионных покрытий;
3) рассмотреть предлагаемое покрытие для предупреждения возникновения коррозии внутренней поверхности оборудования и трубопровода с целью увеличения ресурса его службы;
4) рассмотреть предлагаемое покрытие для предупреждения возникновения коррозии внешней поверхности оборудования и трубопровода с целью увеличения ресурса его службы;
5) провести расчетное обоснование применения предлагаемого покрытия.
Предмет исследования - антикоррозионная защита материалов в процессе анаэробного сбраживания органического сырья.
Объектом исследования являются атикоррозионные покрытия, применяемые для защиты поверхностей резервуаров и оборудования, соприкасающихся с агрессивными обрабатываемыми средами. А также покрытия, применяемые для защиты от внешних агрессивных воздействий окружающей среды на поверхности трубопровода.
В ходе выполнения бакалаврской работы были выполнены следующие задачи:
1) рассмотрена проблема коррозионного воздействия органических отходов и внешней среды;
2) проанализированы возможности применения антикоррозионного покрытия как способ повышения ресурса работы оборудования анаэробного сбраживания;
3) проведено теоретическое обоснование применения покрытия;
4) выявлено экономическое преимущество использования гибридного покрытия (полимерного и газопламенного) перед применением дорогих обьемно-легированных нержавеющих сталей;
Исследование показало теоретическую целесообразность применения покрытий в качестве теплоизоляции с целью улучшения теплового баланса метантенка.
Расчет тепловых потерь метантенка без антикоррозионного покрытия показывает, что потери тепла аппарата, изготовленного из нержавеющих сталей, составляют 4440 МДж в год, это доказывает необходимость использования защитных покрытий.
Расчет экономической целесообразности применения предлагаемой в проекте технологии нанесения защитных покрытий показывает, что годовой экономический эффект согласно проведенным расчетам составляет 3625811,12 рублей в год.
