濕法煙氣脫硫裝置的腐蝕與防護(hù)(1)
發(fā)布時(shí)間：2019-03-11 來源：容大檢測 瀏覽量：2101次
導(dǎo)讀：
1 引言
火電廠濕法煙氣脫硫環(huán)保技術(shù)因其脫硫率高、煤質(zhì)適用面寬、工藝技術(shù)成熟、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)周期長、負(fù)荷變動(dòng)影響小、煙氣處理能力大等特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于各大、中型火電廠，成為國內(nèi)外火電廠煙氣脫硫的主導(dǎo)工藝技術(shù)。但該工藝同時(shí)具有介質(zhì)腐蝕性強(qiáng)、處理煙氣溫度高、SO2吸收液固體含量大、磨損性強(qiáng)、設(shè)備防腐蝕區(qū)域大、施工技術(shù)質(zhì)量要求高、防腐蝕失效維修難等特點(diǎn)。因此，該裝置的腐蝕控制一直是影響裝置長周期安全運(yùn)行的重點(diǎn)問題之一。本文力求通過對火電廠濕法脫硫裝置腐蝕介質(zhì)及環(huán)境的分析，明確濕法煙氣脫硫裝置腐蝕介質(zhì)及環(huán)境的特點(diǎn)，結(jié)合我國現(xiàn)有防腐蝕技術(shù)水平，總結(jié)國內(nèi)外濕法脫硫裝置防腐蝕實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、安全的防腐蝕對策。
2 濕法煙氣脫硫裝置的腐蝕機(jī)理
煙氣脫硫裝置中的腐蝕源主體為煙氣中所含的SO2。當(dāng)含硫煙氣處于脫硫工況時(shí)，在強(qiáng)制氧化環(huán)境作用下，煙氣中的SO2首先與水生成H2SO3及H2SO4，再與堿性吸收劑反應(yīng)生成硫酸鹽沉淀分離。而此階段，工藝環(huán)境溫度正好處于稀硫酸活化腐蝕溫度狀態(tài)，其腐蝕速度快，滲透能力強(qiáng)，故其中間產(chǎn)物H2SO3及H2SO4是導(dǎo)致設(shè)備腐蝕的主體。此外，煙氣中所含NOX、吸收劑漿液中的水及水中所含的氯離子（海水法氯離子腐蝕影響更大）對金屬基體也具有腐蝕能力。
稀硫酸屬非氧化性酸，此類酸對金屬材料的腐蝕行為宏觀表現(xiàn)為金屬對氫的置換反應(yīng)。從腐蝕學(xué)理論上可解釋為氫去極化腐蝕過程（亦稱析氫腐蝕）。就常用材料碳鋼及不銹鋼而言，兩種材料在稀硫酸環(huán)境中均處于活化腐蝕狀態(tài)，但腐蝕機(jī)理又略有不同。碳鋼在稀硫酸或其它非氧化性酸溶液中的腐蝕屬于陽極極化及陰極極化混合控制過程。這是因?yàn)殍F的溶解反應(yīng)活化極化較大，同時(shí)氫在鐵表面析出反應(yīng)的過電位也較大，故兩者同時(shí)對腐蝕過程起促進(jìn)作用， 導(dǎo)致腐蝕速度加快。而不銹鋼在稀硫酸中的腐蝕屬于陽極極化控制過程，這是因?yàn)椴讳P鋼在稀硫酸介質(zhì)中仍能產(chǎn)生一定程度的鈍化，金屬離子必須穿透氧化膜才能進(jìn)入溶液，因此陽極極化作用大于陰極極化。但在煙氣脫硫中，仍有幾種變化影響：一是在濕法煙氣脫硫中，為保證生成物結(jié)晶效果，必須強(qiáng)制氧化。當(dāng)介質(zhì)中有富氧存在時(shí)，不銹鋼表面上的鈍化膜缺陷易被修復(fù)，因而腐蝕速率降低。但因同時(shí)具有固體顆粒磨損作用及介質(zhì)Clˉ存在，其鈍化膜易被Clˉ或固體顆粒磨損作用破壞，從而使腐蝕速率大大增加。Clˉ的破壞原因可能是由于Clˉ具有的易氧化性質(zhì)導(dǎo)致的。Clˉ容易在氧化膜表面吸附，形成含氯離子的表面化合物，由于這種化合物晶格缺陷較多，且具有較大的溶解度，故會(huì)導(dǎo)致氧化膜的局部破裂。此外，吸附在電極表面的離子具有排斥電子能力，也促使金屬的離子化，但陽極極化仍是主要的。故通常的碳鋼或不銹鋼在此環(huán)境中均不適用。國外經(jīng)多年對金屬材料的篩選試驗(yàn)，最后將適用金屬材料定位在鎳基合金上，并建設(shè)了若干中、小裝置。但由于鎳基合金價(jià)格昂貴，大型煙氣脫硫設(shè)備制做成本太高，其用材開發(fā)逐漸轉(zhuǎn)到碳鋼—有機(jī)非金屬襯里復(fù)合材料技術(shù)路線上來，并獲得了實(shí)用性成果。因此，討論有機(jī)非金屬襯里在煙氣脫硫裝置的腐蝕與防護(hù)問題非常必要。鑒于化學(xué)腐蝕在非金屬材料腐蝕設(shè)計(jì)選材正確的前提下，是較緩慢的過程，而物理腐蝕破壞則是常見的襯里失效破壞，故本文主要討論有機(jī)非金屬襯里的物理腐蝕破壞。
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