行业资讯

氨法脱硫装置中的防腐蚀形式技术探讨

发布时间:2020/09/08 | 关注:399

氨法脱硫工艺是采用氨作为吸收剂除去烟气中的SO2的工艺,氨法脱硫工艺具有很多特点,氨吸收烟气中SO2是气-液或气-气反应,反应速度快、反应完全、吸收剂利用率高,可以做到很高的脱硫效率,相对于钙基脱硫工艺来说系统简单、设备体积小、能耗低。

但由于氨是一种良好的碱性吸收剂,氨的碱性强于钙基吸收剂,所以在氨法FGD工艺中,设备的防腐蚀特性是相当重要的,国内已出现众多起由于防腐蚀出问题而最后导致装置效率不高乃至失效的情况,所以在本文中就氨法脱硫工艺中的一些腐蚀技术问题进行探讨。

氨水洗涤脱硫工艺设备主要由脱硫洗涤系统、烟气系统、氨贮存系统、硫酸铵生产系统等组成,核心设备是脱硫洗涤塔。在氨法脱硫工艺中,含SO2的烟气经过脱硫系统的每个环节均会造成对设备的腐蚀,但在工艺流程中由于采用氨作为吸收剂,所以基本不存在钙法工艺中的物理性的磨蚀,在氨法脱硫工艺中腐蚀的形式从机理上主要分三种,化学腐蚀、电化学腐蚀和结晶腐蚀。

A、化学腐蚀:

烟气中的腐蚀性介质在一定的温度、湿度下和金属材料发生化学反应生成可溶性盐,使设备逐渐被腐蚀。

B、电化学腐蚀:

在潮湿的条件下,金属表面直接与烟气介质接触发生化学反应,导致电化学腐蚀,在焊缝处特别容易发生。

C、结晶腐蚀:

在烟气脱硫过程中,由于生成了可溶性的硫酸盐或亚硫酸盐,液相则渗入表面防腐层的毛细孔内,当设备停用时,在自然干燥下生成结晶型盐,产生体积膨胀,使防腐材料自身产生内应力而破坏,特别在干湿交替作用下,腐蚀更加严重。

(一)鳞片衬里类材料的防腐蚀分析

乙烯基鳞片材料(VEGF鳞片胶泥)是以乙烯基树脂为主要材料,并加入10-40%不等片径的玻璃鳞片和其它一些功能性填料混合而成的一种防腐蚀材料,目前在国内外大量的FGD装置中得到成功的应用,具有耐腐蚀、抗渗透和耐高温的特点。

VEGF鳞片材料具有以下特点:

1、耐腐蚀性能好;

2、较低的渗透率;

3VEGF鳞片胶泥具有较强的粘结强度;

4、耐温差(热冲击)性能较好。VEGF鳞片胶泥涂层的线膨胀为11.5×10-6/℃(与钢铁的线膨胀系数相近),使VEGF鳞片胶泥适合于温度交变的重腐蚀环境;

5、耐磨性好。涂层硬度较高,另受外机械损伤时的破坏是局部的,其扩散趋势小,易于修复。

(二)玻璃钢(FRP)在氨法脱硫装置中的应用

玻璃钢是发展较早的一种复合材料,具有十分显著的性能特点。与金属材料或其它无机材料相比,它重量轻、比强度高、电绝缘、耐瞬时超高温、传热慢、隔音、防水、易着色、能透过电磁波,是一种兼具功能和结构特性的新型材料。玻璃钢具有以下的性能特点:

1、优异的耐腐蚀性能

玻璃钢的耐腐蚀性,主要取决于树脂。随着合成技术的不断进步,树脂的性能也在不断提高,尤其在二十世纪六十年代乙烯基酯树脂的诞生,进一步提高了玻璃钢的耐腐蚀性能、物理性能以及耐热性。事实上,用乙烯基酯树脂做成的玻璃钢成功地用在比湿法脱硫系统环境更苛刻的环境,已经有很长的历史。

2、耐热性能

在氨法脱硫工艺中,高温是必须考虑的一个问题,因为混合气体在进口的温度经常会超过180℃,系统中的部件又要承受临时的高温急冷,潜在的热破坏和产生的高腐蚀性副产品导致人们选用象高镍合金C-276这样昂贵的结构材料以满足使用寿命要求。

用乙烯基酯树脂做成的玻璃钢已成功地替换了因热应力和机械应力产生裂缝的湿法脱硫系统的烟囱衬里。乙烯基酯树脂玻璃钢做成的脱硫塔,可用于更高的温度,寿命更长,也更可靠。

玻璃钢的长期使用温度取决于树脂基体的玻璃化转变温度(Tg)和热变形温度(HDT)。双酚A环氧乙烯基酯树脂的HDT高于105℃,酚醛改性环氧乙烯基酯树脂的HDT高于145℃。上海富晨化工有限公司开发并已生产出可以用于使用温度为220℃的FGD洗涤塔。

3、耐磨蚀性能

在腐蚀环境中玻璃钢的耐磨性能优于钢材,为提高玻璃钢的耐磨性,可以在树脂基体中加入适当的填料。目前在吸收塔内侧、排渣管和喷淋系统中,包括在石灰石法中的输送石灰浆液的管道均可采用玻璃钢,由于在树脂中加入填料,有较好的耐磨性能。

4、玻璃钢的价格优势

国外的研究资料表明,根据设备的尺寸和类型、玻璃钢的造价约是高镍合金造价的1/3。直径4米的玻璃钢吸收塔造价仅是用高镍合金包覆吸收塔的一半。由于玻璃钢的综合性能,所以许多湿法脱硫系统装置使用玻璃钢已取得了很好的效果,玻璃钢已在湿法脱硫系统的以下方面获得了成功应用:①吸收塔塔体,②石灰溶解槽,③集液器、除雾器,④浆液输送管路,⑤烟道,⑥烟囱。

总结

无论采用VEGF鳞片材料还是整体玻璃钢(FRP)方式,在氨法中有大量的防腐蚀成功应用案。在近十年的应用实践中发现,装置的防腐蚀是一个重要的环节。只要根据具体的工况选择合适的材料,并在施工过程中进行全过程的控制便可达到优良的防腐蚀效果,从而推动国内氨法脱硫装置能成功高效的运行,为中国的环保作出应用的贡献。

 

 


文章关键词: 氨法脱硫,脱硫设备,脱硫装置,防腐
 
 
QQ在线咨询