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烟气脱硫系统中如何选择防腐蚀材料和内衬材料

2019-7-25 14:35:07      点击:
北京耐默科技有限公司作为专业研制烟道防腐材料厂家,在此介绍烟气脱硫系统中如何选择防腐蚀材料和内衬材料,希望对大家会有帮助。
在安装湿法或干法烟气脱硫装置时,需要考虑许多因素。这些因素包括初期投资、合金和其他内衬材料的可用性、时间进度,以及以后的运行和维护费用。如何选择防腐蚀材料,确保设备长期免维护运行也是需要考虑的重要因素之一。当前的市场条件对设备的要求很高,建设周期又短,很难获得适当的合金和内衬材料,以及恰当的烟气脱硫工艺设计。通常情况下,发电公司必须在技术路线和时间安排之间进行优化选择。了解目前可行的最优技术将有助于项目的执行。
自从二十世纪六十年代,火力发电机组第一次大规模安装脱硫设备投产以来,在设计烟气脱硫系统时,抗腐蚀已经成为重点关心的问题。在60年代、70年代和80年代,大多数烟气脱硫设备的制造是用碳素钢内衬橡胶、乙烯基树酯、环氧树脂、高合金钢和硼硅砌砖。还有像不锈钢或镍基合金这类的合金材料可用作为整体板材或者贴在碳素钢表面构成复合板。所有的防腐材料有成功的、失败的和不同的寿命性能。
自80年代,尤其是最近15至20年,这类特殊配方的、含100%固体、零挥发性有机化合物,环氧树脂衬里的产品已被用来取代和修复原防腐损坏的部位。长期免维护、高性能、易用性和安全性等在应用和经济性方面都有了显着地改善。在大多数情况下,这些高性能环氧树脂衬里材料是很有竞争力的,在长期性能和安装成本方面都超越所有其它内衬材料。
本研究主要涉及各种烟气脱硫的防腐领域,以及当前常用的内衬和复合板,就其优势、局限性、适用情况,给出实用性的成本比较。
1 烟气脱硫(FGD)系统
烟气脱硫技术采用了石灰或石灰石浆液除去化石燃料燃烧烟气中的二氧化硫。按照清洁空气法案规定,新建电厂必须装备烟气脱硫系统,旧电厂也要逐步加装烟气脱硫装置。烟气脱硫系统有湿法和干法二种,前者可用性高且效率也高,已安装的脱硫装置中有75 %以上是湿法系统。湿法系统占用空间较小,它们更容易在现有的工厂中加装。湿法和干法烟气脱硫系统都有烟气温度低于硫酸露点温度的区域。这些区域暴露于恶劣的化学和机械环境(飞灰+酸=磨损+腐蚀)中,从空气预热器出口烟道一直延伸到烟囱。可见,选择合适的防腐材料尤为重要。

高温烟道防腐涂料

2 湿法烟气脱硫系统条件
考虑到副产品石膏的商用质量,大部分湿法烟气脱硫系统的设计都应包括除灰系统。主要采用静电除尘器,偶尔也采用布袋除尘器。湿法烟气脱硫系统可分为三个不同区域。
第一区域从空气预热器接口开始,包括除尘器、锅炉送风机和引风机,还有从除尘器到吸收塔入口的烟道。这一区域的烟气含有微粒、燃烧气体以及一些金属气体,其中***是目前比较关注的污染物。对燃烧气体中所关注的是二氧化硫、三氧化硫、氮氧化物、***化物和二氧化碳。其中只有二氧化硫,三氧化硫和***化物影响到抗腐蚀材料和内衬的选择。在典型的操作条件下,烟气温度在300°F(149°C)至385°F(196°C)之间。有时会超过此温度范围,可能在一些设计或在非正常条件遇到。
从空气预热器出口到除尘器包括锅炉送风机的管道都可能被腐蚀和磨损。除尘器(通常是外墙)、锅炉引风机,以及从除尘器到吸收塔入口的烟气可能被腐蚀。这些区域通常由结构碳钢或耐候特种钢制成。通常由于漏入的冷空气造成低温环境,在烟道壁上、膨胀节和检修口等处产生腐蚀。耐腐蚀里衬还必须能够承受高温(包括意外温度升高)、强酸,以及在机组启停机时金属衬底的热胀和收缩。
第二区域,是由脱硫系统入口烟道,出口烟道和吸收塔组成的吸收区域。这个吸收塔包含反应罐、吸收塔、喷淋区和除雾区。烟气温度从吸收塔入口混合区的300°F(149°C)~385°F(196°C)到吸收塔出口的120°F(49°C)到140°F(60°C)。在吸收塔入口采用预饱和喷淋或吸收塔内部混合区喷雾反流到塔入口引起该段烟道热胀和冷缩,在这干/湿界面上产生了酸性侵蚀。这可能是最需要保护的棘手区域。这些区域的内衬必须能够抵御各种强酸和高温条件以及温度变化。
吸收塔四个不同的区域有不同的腐蚀/磨损的特点。这些包括反应罐、混合区、喷淋区和除雾区。
吸收塔底部是“反应罐”。此处收集的浆液含有过剩的石灰或石灰石,还有亚硫酸钙、硫酸钙及少量粉煤灰,还有需要特别注意的可溶性***化物和***化物成份。低pH值浆液腐蚀与钙盐的磨损起复合作用,所以,防腐蚀保护还必须包括防磨措施。
混合区是从反应罐的上方到喷淋母管的下方。在这一区域,烟气与浆液混合,烟气中的二氧化硫气体被吸收并在浆液中和石灰或石灰石反应。腐蚀是该区域的主要问题。