烟气脱硫设备的防腐工作该如何开展

烟气脱硫设备防腐工作该如何开展
针对电厂脱硫设备的腐蚀,介绍了腐蚀发生的环境、现象和机理,表达了常见的各种防腐材料,以及脱硫系统运行参数的控制,有效减少了设备的腐蚀。
一、概述
随着环保法律的逐步完善和实施,对电厂烟气排放标准的要求也愈来愈高,因此烟气脱硫设备被逐渐应用到大、中型火电厂中。但由于烟气中含有粉尘、水蒸汽以及其他多种化学组分,加之脱硫工艺中烟气温度变化大,会给设备带来物理、化学、温度和机械等多方面的腐蚀或磨损。因此,烟气脱硫工程中的防腐工作刻不容缓。
二、烟气脱硫设备的腐蚀机理
1、设备的腐蚀环境
锅炉排放烟气中含有S02、SO3、NOx等多种腐蚀性酸性气体,在烟气脱硫脱硝过程中,烟气的温度会降低到露点(空气湿度到达饱和时的温度)以下,此时水蒸汽就会冷凝成液态水,
进而和S02、SO3等酸性气体反应,形成稀硫酸、亚硫酸等酸性溶液雾滴或液膜,由此造成设备腐蚀。烟气的露点温度取决于烟气组分和含量,露点越高,水蒸气就越易于冷凝出水。但烟气中含有烟气中含有的S02.SO3、NOx等成会使露点温度显著提高,酸露点温度可达100OC以上。
2、腐蚀的主要现象和腐蚀机理
a.化学腐蚀:烟气中的腐蚀性介质在一定温度下与钢铁发生化学反应。生成可溶性铁盐。使金属设备逐渐破坏。反应方程式如下:
Fe+S02+H20=FeS03+H2
Fe+S02+02=FeS04
2HC1+Fe=FeC12+H2
进一步有H2扩散金属内部,并发生如下反应:
Fe3C+2H2=3Fe+CH4
使系统内部的衬里碳钢脱碳,金相组织被破坏。
b.电化学腐蚀:湿法脱硫金属表面有水及电解质,形成原电池而产生电流,使金属表面逐渐锈蚀。特别在焊接点处更易发生。
阳极(氧化):
FeFe2÷+2e
阴极(复原):
02+2H20+4e=40H-
Fe2++20H-=Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H20+02MFe(OH)3
Fe(OH)2+2Fe(OH)3=Fe304+4H20
以上两类反应同时发生在防腐层脱落的金属表面
c.晶间腐蚀:石灰石一石膏法的浆液属碱性液体,吸收S02后生成可溶性的CaSO4或CaS03o其溶液渗入表面防腐层的毛细孔内,当该设备停用时,由于自然干燥,该溶液会生成结晶型盐,同时体积膨胀使设备自身的防腐材料产生内应力,而使其脱皮、粉化、疏松或裂缝损坏。尤其因干湿交替作用,带结晶的盐类体积可增加几倍或几十倍,腐蚀更加严重。
d.磨损腐蚀:烟气脱硫工艺中,固体脱硫剂直接与设备表面发生湍流摩擦,不断更新表面使其逐渐变薄,加速腐蚀过程。
三、烟气脱硫设备的防腐方法
从上面分析知,提高脱硫设备的使用寿命,使其具有较强的防腐性能,主要的方法就是把金属设备致密包围,有效的保护起来,切断各种腐蚀途径。
1)防腐材料的选择原则
要使脱硫设备具有较强的防腐性能,材料起着至关重要的作用,第一,所用的防腐材料应当耐温,在烟气温度下长期工作不老化,不龟裂,具有一定的强度和韧性;第二,采用的
材料必须易于传热,不因温度长期波动而起壳或脱落。
2)防腐材料的分类
一般来说防腐材料可分为无机材料和有机材料两大类。常见的无机材料有水玻璃胶泥、硫磺胶泥、耐酸瓷砖、陶瓷等,而常见的有机材料有涂料、内衬玻璃钢。内衬玻璃钢又分为合成树脂和内衬橡胶。目前国内外常用的烟气脱硫装置防腐材料主要机材料有以下几种。
a.玻璃鳞片涂料(或胶泥)。实际应用中,往往和其它材料一起使用。国内目前生产这种涂层(或胶泥)的技术主要来自日本或美国,本国自己开发的鳞片和树脂在性能上与国外还有一定差距。
b.合金钢。一种是在关键部件上整体采用合金钢,如吸收塔烟气入口烟道的壁板;另一种是在价格低廉的碳钢上衬合金钢箔形成复合板,用于烟道和吸收塔内表面的防腐。
c.橡胶材料。合成橡胶具有耐磨耐腐蚀,弹性好及化学稳定性好等特点,有的性能甚至超过了合金钢,因此橡胶材料可广泛应用于烟气脱硫设备。
d.玻璃钢。玻璃钢作为衬里或整体用于防腐已显示出独特优势,与高锲合金材料相比它造价低,防腐效果好,同时还可以阻止热震引起的热破坏和分层。
e.复合构造。鳞片树脂涂料一玻璃钢衬里构造应用于脱硫系统中,可大大改善防护层的抗渗性、耐磨性、耐温性,增强了整体性和粘结力。
f.无机材料。在无机材料中,麻石、陶瓷等具有极其良好的性能价格比,是符合我国国情的防腐材料。
3)脱硫系统的运行参数要求
烟气脱硫设备中普遍存在腐蚀问题,除了应用各种防腐材料外,也可以通过调整脱硫系统的运行参数来减少腐蚀。
a.PH值控制。洗涤液的PH值偏低,会对吸收塔内壁造成严重腐蚀,一般针对石灰一石灰石湿法脱硫工艺,新鲜浆液的PH值通常控制在8—9,当采用石灰作脱硫剂时,石灰浆液的PH值控制在6.9—8.9为宜。当采用石灰石作脱硫剂时,石灰石浆液的PH值宜控制在5.5—6的范围。
烟气脱硫设备b.排烟温度控制。在实际运用中,一般采用烟气再热装置,使出口的烟气温度控制在露点温度以上,以减少露点腐蚀的产生。
四、结论
湿法烟气脱硫系统中,可以采取分区分段的防腐策略,在腐蚀环境较强的区域,应加强防腐层厚度或者选用较高等级的防腐材料;防腐材料的施工工艺和施工质量对其防腐性能也有很大影响,应当严格要求。
此外,优化脱硫系统运行的参数指标,也能大大减少设备腐蚀。

本文发布于:2024-09-21 19:51:31,感谢您对本站的认可!

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