烟气露点

烟气露点
1 腐蚀机理分析
低温腐蚀是由于燃油中含有硫,燃烧后形成S02,其中少量SO2进一步氧化生成SO3,SO3与烟气中的水蒸汽结合成为硫酸,含有硫酸蒸汽的
烟气露点大为升高。当预热器管壁温度低于露点时,硫酸蒸汽就会在管壁上凝结,并腐蚀管材。
1.1 三氧化硫的生成
二氧化硫和氧分子作用生成的三氧化硫量很有限,但实际锅炉尾部烟气中三氧化硫的含量相当高。三氧化硫的形成一是由于炉膛内原子氧的存在,它的反应能力很强,将二氧化硫氧化成三氧化硫;另一个原因是受热面上的积灰和氧化膜有催化作用,促成三氧化硫的生成。
1.2 烟气露点的变化
烟气露点分为水露点和酸露点。如果烟气中的水蒸汽不与其它物质化合,则其凝结温度(露点)仅决定于烟气中水蒸汽的分压力,一般为35。C~ 60。C。
实际上燃油锅炉由于烟气中存在三氧化硫,就会在管壁附近形成硫酸蒸汽,使露点大大高于水的露点。虽然烟气中硫酸蒸汽浓度很低,但凝结下来的液体中的硫酸浓度却会很高,使得
露点升高很多。当硫酸蒸汽浓度为10%时,露点可达190。C左右。
1.3 腐蚀速率的探讨
影响腐蚀速率主要有凝结的酸量、酸露的浓度和金属壁温三个因素。如前所述,当金属壁温低于露点时,烟气中的硫酸蒸汽便会在管壁上凝结。烟气中硫酸蒸汽浓度很低时,凝结下来的酸露浓度却可以很高,有时可达80% 以上。随着壁温的下降,酸露浓度将降低,但酸量会逐渐增加。
不同浓度的硫酸对钢材的腐蚀速率也不同。随着硫酸浓度增加,腐蚀速率增大;当达到某一值(约60%)时,腐蚀速率最大;超过这一浓度后,腐
蚀速率反而急剧下降,一直到浓度70% ~80% 以后才基本不变。
2 影响低温腐蚀的几个因素
2.1 燃油中含硫量的影响
算牌器燃油中的硫是形成三氧化硫的根本原因。显然,油中含硫越多,三氧化硫也越多,露点就越高。当油的含硫量为1%时,三氧化硫浓度已超过腐蚀危险浓度的下限,露点则提高到130。C左右。有试验研究得出【2 J,当含硫量在1% ~5% 时,含硫量每增加1% ,露点约升高4。C。因此,当燃用含硫2% ~3%的高硫油时,烟气露点温度相应提高。
2.2 空气过剩系数的影响斑图
过氧量的存在是促成二氧化硫氧化成三氧化硫的基本条件。因此,低氧燃烧是防止低温腐蚀的有效措施。
2.3 水蒸汽分压力的影响
水蒸汽分压力越大,表示烟气中的水蒸汽量越多。在同样温度和三氧化硫含量条件下,所形成的硫酸蒸汽也就越多,与此相应的烟气的露点也有所升高,见图1。当采用蒸汽雾化时,烟气中的水蒸汽分压力要增加。但是,由于每燃烧lkg就要产生9kg水蒸汽,而油中含氢量占11% ~14% ,所以,每燃烧1kg油,产生的水蒸汽将在lkg以上。因此,如果蒸汽雾化喷嘴的汽耗率不大(<0.1kg(汽)/kg(油)),则对水蒸汽分压力的影响就不是很大;而当喷嘴汽耗很大时,雾化蒸汽对水蒸汽分压力的影响将显著提高。
3 防腐措施综述
空气预热器的低温腐蚀机理较为复杂,影响因素也较多,在寻求减轻空气预热器低温腐蚀的措施方案时,必须根据生产运行及锅炉设备的实际情况,以综合治理的思路,才能真正有效地解决锅炉预热器的低温腐蚀问题。
3.1 提高管壁温度
古籍扫描仪若不投暖风器,空气预热器进口风温在25。C~ 45。C之间,导致低温段管壁温度下降,烟气侧出现水蒸汽冷凝。空气预热器冷端壁温tb与进风温度f 及排烟温度t 。的关系式为:
tb=0.5(t +t。 )一C,管式空预器:C =15。C。
当t =160。C,t。 =45。C时,则t b=87.5"C;
壁温低,烟气侧水蒸汽易冷凝。安装有效热风器后,确保低温预热器进口风
温>80。C,并能在运行中正常投用,从而提高预热器管壁温度。
3.2 减少烟气中水蒸汽分压力
为减轻雾化蒸汽对水蒸汽分压力的影响,在运行中严格控制油喷嘴雾化蒸汽的汽耗率0.1kg(汽)/kg(油),并用压缩空气雾化来替代蒸汽雾化,以减少烟气中的水蒸汽分压力。
3.3 选用新材料
将低温段空气预热器管壁温度提高到超过烟气露点是不容易的,那将会给锅炉带来很大的热损失。所以,要在排烟温度合理的情况下。充分利用烟气余热,就需要采用防止低温腐蚀的新材料。
熔硫釜简介:
(一)产品应用领域
焦化、城市煤气、油田气、中小型氮肥企业气体脱硫等化工行业
(二)设备概况
NF型内分式熔硫釜主要由三部分组成:内件、内筒体及蒸气夹套,其中内件内筒全部由不锈钢材料制作不会产生腐蚀。先进的内件结构设计使硫与溶液彻底分离,一步制得硫磺产品。
(三)生产能力
一定型号规格的硫回收釜其能力与硫泡沫浓度有关,泡沫中硫的浓度越高,生产能力越大。但泡沫浓度不能大到影响其流动性。经实际测量,硫泡沫的浓度在6%左右时,各规格釜的生产能力如下表:
型号 NF600-3 NF800-3 NF900-3
冲压滤网日产硫量 约1.5T 约2T 2.5T—3T
年产硫量 约500T 约700T 约900T
(四)消耗
动力消耗。因该工艺与传统的硫回收工艺相比,在设备上只保留了熔硫釜,其动力消耗仅限于硫泡沫从搜集槽至熔硫釜的输送能耗。
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蒸气消耗。进入釜内的硫泡沫温度一般在40度左右,排出的清液温度60—90度,泡沫中硫的浓度越高,回收一定的硫磺所排出的溶液越少,蒸汽消耗也就越低。经测定,浓度在5%左右时,吨硫磺耗0.4Mpa的饱和蒸汽1.5吨。
化工物料消耗降低。该工艺中无三废排放,因而减少了化工物料的损耗。视规模和原硫回收采用的方法不同,使用连续硫回收釜后节约化工物料在万元至几十万元不等。
(五)特点
1、处理量弹性大,正常处理硫泡沫3000-5000kg/h。
2、工艺简单设备少,一步完成硫的分离和熔硫。 3、不用建厂房相对先过滤再熔硫的方法投资省。
4、分离温度低,熔硫的有效成份不会被破坏,溶液中含硫低(悬浮硫小于0.8克/升),可循环使用,不会堵脱硫塔,节约化工原料。
5、操作简单,操作工无需特殊培训、机泵少,一班一人即可。
6、蒸气消耗低,吨硫磺消耗蒸气1.7吨左右(根据催化剂不同而不同、硫泡沫含硫6%以上)。
7、无三废排放,符合国家环保要求。
(七)硫磺质量
应用连续硫回收釜因物料在釜内处于有序流动,溶液没有相变过程,没有盐渣生成。因此,不会产生像使用传统硫回收方式时的二级硫。硫磺质量符合GB2449—81要求。影响硫磺质量的因素同样是粉尘、碳墨、焦油等杂质。尽管液硫的的比重较一般杂质大,但在釜内硫磺与杂质及与釜壁的界面不可能保持绝对的稳定,总有一部分杂质随熔融硫排出。建议使用厂重视煤气除尘、除焦油工作,同时建议粉尘、焦油等杂质较多的厂,在硫回收操作上减少放硫次数,使釜内熔融硫保持较高界面,定期排灰,能起到一定效果。但最根本的措施应减少杂质的带入。
(八)工艺流程
如图所示:脱硫再生系统收集到的硫泡沫从管口a进入硫回收釜,当蒸汽加热时,在釜内件的作用下釜内物料温度形成上低下高的梯度分布。加热到60—90度时硫颗粒聚集增大与溶液分离,溶液从管口b排出,回脱硫系统继续使用。硫颗粒进入下部高温区,熔融后,经保温阀f排出铸模。当蒸汽一定的情况下,只控制b与f两个Dg50的阀门就可实现连续进料、连续排液、连续放硫的工艺过程。该过程中物料在釜内的始终处于有序的流动状态没有溶液的蒸发、浓缩过程。因而,没有传统硫回收中渣的生成,硫的回收率提高20%,还可以节省大量蒸气,并使操作变的简单化。
熔硫釜流程图

本文发布于:2024-09-22 14:19:28,感谢您对本站的认可!

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