齊魯熱電氨法脫硫塔地基防腐材料試驗(yàn)研究

王軍明

中國(guó)石化齊魯分公司熱電廠

1 基本情況

齊魯石化熱電廠擁有8 臺(tái)410 噸/小時(shí)燃煤鍋爐，2012 年引進(jìn)某公司氨法脫硫煙氣治理技術(shù)，脫硫塔總高90m，凈煙氣由塔頂濕煙囪直接排放。脫硫塔采用四段復(fù)合多功能噴淋塔設(shè)計(jì)方案，自下而上分別是氧化段、濃縮段、吸收段、水洗段。鍋爐原煙氣經(jīng)除塵后首先進(jìn)入脫硫塔中部濃縮段，經(jīng)洗滌、降溫后再進(jìn)入上部吸收段；吸收液經(jīng)一級(jí)循環(huán)泵輸送至吸收段，含NH3的漿液吸收煙氣中的SO2形成亞硫酸銨溶液，后通過(guò)平衡管回流至脫硫塔底部氧化段；氧化空氣從脫硫塔底部進(jìn)入，將亞硫酸銨氧化成硫酸銨溶液。氧化過(guò)的漿液輸送至循環(huán)槽，通過(guò)二級(jí)循環(huán)泵送入脫硫塔濃縮段，被原煙氣加熱，通過(guò)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶，得到固含量在10%～15%的硫酸銨漿液并自流至循環(huán)槽，再通過(guò)排出泵送入干燥處理系統(tǒng)經(jīng)分離、干燥后得到成品硫酸銨。氨法脫硫具有反應(yīng)速度快、脫硫效率高、副產(chǎn)硫酸銨可用于農(nóng)用化肥等優(yōu)點(diǎn)[1]。但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中也存在塔基鋼筋混凝土基礎(chǔ)表面膨脹蓬松，長(zhǎng)期運(yùn)行造成基材底層腐蝕懸空、地面塌陷、漿液滲透等問題。因此，需要對(duì)脫硫塔基材料進(jìn)行技術(shù)及實(shí)驗(yàn)研究，提高脫硫塔基礎(chǔ)抗腐蝕能力，保證安全運(yùn)行。

2 實(shí)驗(yàn)方法

本次與山東某環(huán)保公司聯(lián)合，采用納米膠泥防腐材料，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行裝置的不同部位設(shè)置試驗(yàn)樣塊，經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間試驗(yàn)，檢驗(yàn)納米膠泥防腐材料的防腐性能。防腐材料主要分為兩層，第一層為環(huán)氧全封閉非金屬高強(qiáng)底涂LZ76-69 材料，第二層為特種納米復(fù)合無(wú)機(jī)膠泥LZHB206材料，如圖1所示。

圖1 納米防腐膠泥防腐材料示意圖

試驗(yàn)部位。為全面檢測(cè)防腐材料的抗腐蝕性能，能夠滿足脫硫塔不同區(qū)域的防腐性能要求，本次試驗(yàn)研究選擇現(xiàn)場(chǎng)溝槽（pH值4-5）、漿液容器（pH值3）、現(xiàn)場(chǎng)地坪三個(gè)部位進(jìn)行。

3 試驗(yàn)步驟

2019 年11 月份利用納米膠泥防腐工藝制備試驗(yàn)樣塊2 塊，對(duì)樣塊進(jìn)行稱重、強(qiáng)度檢測(cè)等試驗(yàn)，并記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。11 月15日在脫硫區(qū)域溝槽內(nèi)設(shè)置試塊1，試塊懸吊并整體浸泡在溝槽漿液內(nèi)；11 月15 日現(xiàn)場(chǎng)采集循環(huán)槽內(nèi)漿液1L，并將試塊2 整體浸泡在容器內(nèi)；11 月19 日在脫硫泵房現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)制作50cm×50cm納米防腐材料地坪。如圖2所示。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)樣塊設(shè)置

4 試驗(yàn)結(jié)果

試塊1 試驗(yàn)于2020 年3 月22 日結(jié)束，共計(jì)128 天，試塊2 于2020年3月20日結(jié)束，共126天，現(xiàn)場(chǎng)地坪試驗(yàn)于2020年3月23日結(jié)束，共計(jì)126天。對(duì)三個(gè)試驗(yàn)樣塊進(jìn)行檢查，結(jié)果如下。

4.1 試塊試驗(yàn)結(jié)果

樣塊1表面未見腐蝕穿孔、起泡、剝離及開裂跡象，樣塊試驗(yàn)前后質(zhì)量無(wú)偏差，表面硬度未見差異，本樣塊無(wú)明顯腐蝕或磨損痕跡。樣塊2表面未見腐蝕穿孔、起泡、剝離及開裂跡象，漿液浸泡試驗(yàn)前后樣塊質(zhì)量變化微小，表面硬度未見差異。本樣塊無(wú)明顯腐蝕或磨損跡象。樣塊試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。

表1 試塊試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比表

硬度GB/T6739 3.0H～3.2H 3.0H～3.2H 3.0H～3.2H 3.0H～3.2H試驗(yàn)時(shí)間128天126天

4.2 現(xiàn)場(chǎng)地坪試驗(yàn)結(jié)果

2020年3月23日，將地坪試驗(yàn)區(qū)域表面積灰清洗后，其表面無(wú)腐蝕、破損、開裂、起鼓及剝離跡象。如圖3所示。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)地坪試驗(yàn)結(jié)果

5 試驗(yàn)結(jié)論

通過(guò)120天以上的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，不同區(qū)域的試驗(yàn)樣塊或地坪，沒有出現(xiàn)以前鋼筋混凝土材料出現(xiàn)的腐蝕、破損、開裂、起鼓及剝離等現(xiàn)象。說(shuō)明納米膠泥防腐材料對(duì)氨法脫硫漿液及其腐蝕工況具有良好的抗腐蝕能力，能夠滿足氨法脫硫區(qū)域地基防腐要求。