燃煤電廠濕法煙氣脫硫的腐蝕與防護(hù)

摘 要 ：現(xiàn)在我國主要以煤炭發(fā)電為主，產(chǎn)生的SO2數(shù)量相當(dāng)多，全國正在進(jìn)行超低排改造，將尾氣排放達(dá)到國家環(huán)保法的要求，所以腐蝕的問題就相對嚴(yán)重，本文就是從脫硫腐蝕的機(jī)理到防腐材料的選擇，給本行業(yè)的人員提供一些參考。也介紹了一些常見的腐蝕形態(tài)，重點介紹了鱗片膠泥這種防腐材料的特點，

關(guān)鍵詞：濕法脫硫；腐蝕；防腐材料

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.021

1 前言

我國的發(fā)電來源仍然以煤炭為主，所以火電廠生產(chǎn)的SO2數(shù)量相當(dāng)之多，大約占到全國SO2總排放的44%，現(xiàn)全國的燃煤電廠都在進(jìn)行超低排改造，脫硫設(shè)備吸收了絕大多數(shù)的SO2，以石灰石濕法脫硫為例，該方法將煙氣生產(chǎn)的SO2轉(zhuǎn)化成CaSO4。在脫除SO2的過程中，不可避免地造成對脫硫設(shè)備的腐蝕，所以濕法脫硫工藝的防腐問題一直是脫硫行業(yè)中非常重要的問題，其所涉及到的腐蝕機(jī)理十分復(fù)雜，它將物理腐蝕、化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕集合起來，對設(shè)備造成的腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重。脫硫設(shè)備種類較多，環(huán)境相對復(fù)雜，所以很多設(shè)備都存在著腐蝕嚴(yán)重的問題，每種設(shè)備的防腐措施并不一樣，所以對脫硫設(shè)備防腐措施的研究十分重要。

2 濕法脫硫的腐蝕機(jī)理和形態(tài)

濕法脫硫中吸收塔內(nèi)部的環(huán)境十分復(fù)雜，固體、液體、氣體交匯，腐蝕就更加容易產(chǎn)生，而且吸收塔是濕法脫硫最重要的設(shè)備之一，如果腐蝕嚴(yán)重，將造成不可重大的損失，在這樣的一個復(fù)雜的環(huán)境中，腐蝕的形式多種多樣，主要有化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕，磨損腐蝕，結(jié)晶腐蝕，電腐蝕等。

2.1 化學(xué)腐蝕

化學(xué)腐蝕是最基本的腐蝕，也是較為常見的一種腐蝕，化學(xué)腐蝕是金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)而被氧化損耗的過程。在脫硫過程中，煙氣中含有的一些腐蝕性介質(zhì)在一定的條件下與設(shè)備發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成物為可溶性的鹽類，設(shè)備從而會被逐漸腐蝕。主要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下：

SO2 + H2O=H2SO3

Fe + H2SO3 = FeSO3 + H2

在吸收塔漿液內(nèi)有溶解的氧氣存在，可將FeSO3氧化成FeSO4，這兩種鹽都是可溶性鹽，所以長期會對吸收塔塔壁造成化學(xué)腐蝕。

2.2 電化學(xué)腐蝕

電化學(xué)反應(yīng)是在濕態(tài)的環(huán)境中一種最為常見的化學(xué)反應(yīng)，電化學(xué)腐蝕是指金屬表面與離子導(dǎo)電的介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的破壞。反應(yīng)的金屬表面上有著陽極和陰極，所以會有電流的存在，陽極上金屬不斷地失去電子成為離子進(jìn)入到溶液中，所以導(dǎo)致金屬被不斷地溶解，從而造成了腐蝕。這種電化學(xué)腐蝕在脫硫系統(tǒng)中表現(xiàn)最為常見的形態(tài)就是縫隙腐蝕。

2.3 磨損腐蝕

磨損腐蝕主要是由于固體顆?；蛘邭怏w在高速流體里與金屬表面沖擊碰撞發(fā)生的一種腐蝕形態(tài)，在脫硫系統(tǒng)中，由于漿液中仍然含有固體顆粒，漿液流體的速度較高，與管道發(fā)生了沖擊，造成腐蝕。在漿液循環(huán)泵中，也有氣蝕浸蝕磨損，其原因是在液體中的氣蝕現(xiàn)象而產(chǎn)生的一種磨損。

2.4 結(jié)晶腐蝕

結(jié)晶腐蝕又叫做應(yīng)力腐蝕。因酸、堿、鹽等腐蝕介質(zhì)浸入到建筑物或材料內(nèi)部生成結(jié)晶鹽，由于這種結(jié)晶鹽的體積膨脹作用使建筑物或材料內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而引起的破壞現(xiàn)象。在濕法煙氣脫硫中，由于漿液中有一些亞硫酸鹽和硫酸鹽，在流動中滲入到縫隙中，等到自然風(fēng)干之后，產(chǎn)生了結(jié)晶鹽，此時體積變大，且液相鹽類變?yōu)楣滔嘟Y(jié)晶鹽類，所以硬度增大，使得防腐材料自身產(chǎn)生了應(yīng)力，從而造成了腐蝕。

3 防腐蝕技術(shù)

在燃煤的電廠中，由于國家環(huán)保法的出臺，對二氧化硫和氮氧化物的排放要求日益嚴(yán)格，當(dāng)前國內(nèi)外比較有效的方法是煙氣脫硫（Flue Gas Desulfurization 簡稱“FGD”）?，F(xiàn)在基本上國內(nèi)外都采用了濕法石灰石-石膏脫硫法。對于濕法石灰石-石膏脫硫的防腐工藝，其基本過程是：煙氣中的SO2、SO3、HF或其它有害化學(xué)成份在高溫狀態(tài)下與一些化學(xué)介質(zhì)相遇，并發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生稀硫酸、硫酸鹽或其它化合物，此時煙氣溫度也降低到了露點以下，這時脫硫設(shè)備就會出現(xiàn)露點腐蝕問題。所以，濕法脫硫系統(tǒng)對材質(zhì)的耐蝕、耐磨、耐溫要求非常嚴(yán)格；現(xiàn)在由于不允許打開旁路煙道，所以就要求脫硫系統(tǒng)跟主機(jī)必須是同時運行，同時退出，所以對脫硫系統(tǒng)的可靠性、利用率和使用壽命要求也相當(dāng)高。那么，對煙氣脫硫系統(tǒng)的防腐性能也提高了要求。

4 防腐材料的選擇

4.1 鱗片膠泥的防腐機(jī)理

鱗片膠泥含有10%-40% 片徑不等的玻璃鱗片，膠泥在施工完畢后，扁平型的玻璃鱗片在樹脂連續(xù)相中呈平行重疊排列，從而形成致密的防滲層結(jié)構(gòu)。腐蝕介質(zhì)在固化后的膠泥中的滲透必須經(jīng)過無數(shù)條曲折的途徑，因此在一定厚度的耐腐蝕層中，腐蝕滲透的距離大大的延長，相當(dāng)于有效地增加了防腐蝕層的厚度。

4.2 鱗片膠泥的特點

鱗片膠泥的特點是很多的，首先其具有很好的耐腐蝕性能，從而也有了很低的滲透率。這是鱗片膠泥最大的特點，其次，鱗片膠泥的熱沖擊性能也比較好。這是因為在鱗片膠泥的涂層中會有很多的玻璃鱗片，從而減少了涂層與鐵間的線膨脹系數(shù)的差別。再者，鱗片膠泥也有很強(qiáng)的粘結(jié)強(qiáng)度，正因為它有很強(qiáng)的粘結(jié)強(qiáng)度，所以能夠保證鱗片膠泥的耐蝕性。當(dāng)然，鱗片膠泥還有其他很多的特點，比如說耐磨性也是很好的，因為它耐磨性為130mg，當(dāng)鱗片膠泥受到外界的機(jī)械磨損的時候，它的破壞擴(kuò)散也比較小，破壞也就成了局部磨損，這樣的話有利于修復(fù)。鱗片膠泥的造價也是相對來說便宜的，比國內(nèi)外所用的合金，玻璃鋼之類的材料更為便宜。所以鱗片膠泥是很有優(yōu)勢的一種防腐材料。

5 結(jié)語

濕法石灰石脫硫技術(shù)日益成熟，改進(jìn)的空間越來越少，在目前國家環(huán)保法對尾氣排放更加嚴(yán)格的情況下，對設(shè)備的要求也更高，所以我們對防腐蝕的研究應(yīng)該更加深入。防腐材料的選擇其實是多樣化的，也有研究人員研究新型的材料。這方面可以再進(jìn)行探索。

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作者介紹：劉超（1990-），安徽淮南人，化工過程機(jī)械碩士，從事技術(shù)研究。