国内吸收塔常用的两种防腐方式对比

目前国内外投入使用且成熟的烟气脱硫 (FGD)技术主要分为湿法、干法、半干法等几大类其中湿式钙法(石灰石-石膏法)是当前国内外技术 最成熟、实用业绩最多、运行状态最稳定的脱硫工 艺应用此类工艺的机组容量约占电站脱硫装机总 容量的85%由于该工艺具有介质腐蚀性强、SO2吸收液固体含量大、磨损性强等特点作为湿法烟气 脱硫主要设备吸收塔的防腐控制一直是影响系统 稳定运行的关键问题之一。 国外一般采用镍基合 金和非金属材料衬里的防腐方式由于镍基合金价格昂贵,红外热像仪国内设计中一般不考虑。 本文针对国内吸收塔常用的非金属材料衬里丁基橡胶防腐和玻璃鳞片防腐2种方式进行分析比较介绍了各自的特点。


FGD 防腐内衬要求

防腐内衬在FGD装置中承受着各种负荷主要是化学腐蚀和机械方面的负荷。 由于湿法脱硫主要是利用石灰石(CaCO3)与烟气中的SO2反应来脱除SO2 的工艺该系统主要的化学腐蚀介质和腐蚀环境分为2类:一是烟气中所含的SO2在强制氧化环境作用下烟气中所含的SO2首先与水反应生成H2SO3及H2SO4再与碱性吸收剂反应生成亚硫酸盐经强制氧化生成硫酸盐沉淀分离在此阶段工艺环境温度正好处于稀(亚)硫酸活化腐蚀温度状态其腐蚀速度快渗透能力强中间产物H2SO3及 H2SO4是导致设备腐蚀的主体;二是烟气中所含的 NOx、吸收剂浆液中的石灰石及水、水中所含的氯离 子都具有腐蚀能力FGD中浆液的pH值一般是 4~ 6;FGD 内机械方面的负荷主要是悬浮固体物引起 的摩擦、搅拌器喷淋层等塔内设备的作用力等。考虑到各种负荷的影响FGD装置的内衬防腐需满足较低的渗透性良好的抗酸和盐的腐蚀性抗氧化和抗热性良好的耐磨性良好的粘结性。


材料工艺性能

针对 FGD 的运行工况和介质条件对丁基橡 胶和玻璃鳞片的性能参数进行比较分析,如表 1 所示。

渗透性

对丁基橡胶来说气体的渗透量(Q)与表面积 (A)、时间(T)和分压差(P2-P1)成正比;与厚度(L)成 反比[2];其公式为:

式中:P为渗透系数。 丁基橡胶的渗透性主要取决于渗透系数可知丁基橡胶的水蒸气渗透系数较小具有较低的渗透性;同时丁基橡胶的渗透量与 厚度及分压差有关在吸收塔防腐中丁基橡胶厚度 一般采用 4.0 mm与鳞片防腐不同丁基橡胶达到 这个厚度并不需要特殊的技术问题而分压差与丁基橡胶内的温度梯度有关温度梯度低则分压差小解决此问题只需在吸收塔设计中考虑构件的绝 缘问题。 玻璃鳞片内部主要采用不连续的片状填料构成迷宫型体系结构,如图 1 所示。 厚度一般不小于 1.8mm它能有效地防止介质的渗透。 由于丁基橡胶具有较低的水蒸气渗透系数且达到较厚的厚度不需要特殊的技术在渗透性方面优于玻璃鳞片。

耐磨性

丁基橡胶具有很好的弹性和应变性能松弛应力能力很强耐磨性主要由材质的弹性吸收碰撞微 粒的能源所决定丁基橡胶的弹性高在耐磨性能方面优于玻璃鳞片。 因此从耐磨性方面丁基橡胶更适 合 FGD 防腐。

耐热性

从表1看出玻璃鳞片使用温度为160 ℃左右 明显优于丁基橡胶的 100 ℃。 目前国内电厂的脱硫工程越来越多地取消了烟气换热器(GGH)因此进入吸收塔的温度可能达到100多度丁基橡胶若长期在高温状态会出现高温老化现象这方面玻璃鳞片的耐热性更好。

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