玻璃钢在工业烟气排放烟囱的防腐蚀浅析

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1、玻璃钢在工业烟气排放烟囱的防腐蚀浅析1、前言在工业生产中，通过高空排除各种经过处理达标废气的烟囱或排气筒都存在防腐蚀问题，排气烟囱防腐蚀设计要考虑的主要因素是：被排放气体的化学组成、温度、湿度、气体的压力和流速，以及筒壁表面是否会形成冷凝酸等。筒壁的露点可根据排放介质组成,温度湿度等情况计算求得。有以下几种情况：1）在一般情况下，经常处于150℃以上的高温烟囱，筒壁不易结露，很少形成冷凝酸，因此腐蚀比较轻，例如电厂不脱硫的烟囱等。2）处于温度低于150℃以下，而且含有大量的腐蚀性气体和可溶盐的烟囱，腐蚀比较严重。例如生产硝

2、酸的尾气排气筒，气体温度小于90℃，氧化氮含量比较高；生产硫酸的尾气排气筒，气体温度在60℃以下，含大量二氧化硫；有色金属锡冶炼厂烟囱，气体温度60~70℃，含氟化氢和氧化硫，造纸厂碱炉的烟气温度在110℃以下,含有各种钠盐；化纤厂粘胶车间在常温下排出含硫化氢、二氧化碳气体等等。总之处于烟气露点温度以下的腐蚀性气体和粉尘作用下的烟囱，一般腐蚀比较严重。电厂脱硫烟囱中最常见的腐蚀性气体是未除净的二氧化硫和保留下来的三氧化硫。二氧化硫遇水转变成亚硫酸，三氧化硫遇水成硫酸。硫酸与混凝土中的水化物通过酸或盐的离子交换，生成易溶的钙

3、盐、铝盐、铁盐和硅胶等。粘土砖中的氧化铝，也能与硫酸生成易溶的盐。烟气中的盐也是不容忽视的介质，很多易溶盐都能渗入砖和混凝土的内部，吸潮后再结晶膨胀而破坏材料结构。烟气中的固体尘埃对烟囱内壁造成一定的磨损，在选择烟囱材料和衬里时，也要适当考虑这一因素。进入21世纪以来,国家环保法规对烟囱排出的气体清洁度提出了严格要求。采取各种洗涤塔、吸收塔对烟气进行脱硫、脱硝及其他脱酸等处理措施后，烟气的温度越来越低(45～95℃),尚存的未处理干净的SO3,SO2,HCL,HF等介质都在其本身的露点温度以下，导致湿烟气的酸性增大,对排烟

4、筒体表面的腐蚀性增强。针对强腐蚀湿烟气,欧美发达国家从1970年代开始采用玻璃钢排烟筒进行排放，以有效应对烟气对排烟筒的腐蚀。40多年来的玻璃钢烟囱使用业绩也证明了它具有防止腐蚀和长期承受荷载的能力。为此美国颁布了“燃煤电厂玻璃纤维增强塑料(FRP)烟囱内筒设计、制造和安装标准指南”ASTM5364；国际工业烟囱协会(CICIND)也发布了“玻璃钢（GRP）内筒标准规范”。国内玻璃钢烟囱使用起步较早，从上世纪60、70年代开始在化工、有色、冶金等行业的排气筒都有应用，但直径比较小（1m～2m），高度也不超过50m。1980

5、年代中期河北省中意玻璃钢厂首家引进玻璃钢缠绕技术与设备，推动玻璃钢烟囱进入了快速发展期，目前玻璃钢烟囱的直径达到了5m，高度达到·27·了100m以上.由于没有相应的规范，其使用受到了限制。目前，尤其国内燃煤电厂的大机组用烟囱，面临着脱硫后的酸性湿烟气对排烟筒体表面的强腐蚀性，采用玻璃钢烟囱将是解决烟囱腐蚀问题的一条新的主要途径。本文就结合有关已实施或即将实施的标准，对于玻璃钢烟囱中的一些技术进行探讨。2、烟囱防腐蚀的形式选择排放干烟气的烟囱受腐蚀比较严重的部位，是在烟囱上部，这些部位由于受室外空气的影响容易形成冷凝酸。凡

6、设有内衬的烟囱，腐蚀介质容易侵入的部位，一是通过衬里分段的交接处，例如外筒支承牛腿部位；其次，是通过砖砌体的夹缝:进入到外筒与衬里之间的夹缝处的烟气介质,进而腐蚀外壁。对于排气腐蚀性强的湿烟囱和潮湿(半干)烟囱，要采用耐腐蚀材料制作或在筒内衬耐腐蚀材料。根据不同工况条件，可以采用不同的防腐蚀材料以及不同的结构形式：1）腐蚀较严重的烟道和烟囱可根据腐蚀介质的不同和工况条件而采用塑料、耐酸石材、耐酸砖、玻璃钢、不锈钢、合金纲，钛板等。2）腐蚀较轻的烟囱，可以采用耐酸混凝土、涂层衬里等。3）腐蚀严重的烟囱，一般不宜采用砖砌外筒。

7、在化工、冶金、造纸和锅炉烟囱腐蚀后被迫拆除的实例中，腐蚀基本都发生在外筒是砖砌体的情况下。砖烟囱（包括有衬里的在内）在受腐蚀后很难加固，而且容易因局部腐蚀而失去稳定。目前即将出台有关标准中，结合国内外工程实践，从技术和经济等各方面综合考虑，对各种烟囱的防腐蚀结构的选用形式，进行了归纳：为了克服烟囱中介质的在温度条件下的腐蚀，人们一直在寻求耐温、耐腐蚀的材料，而综合多年的国内外应用实例，全玻璃钢（FRP）形式不失为一种良好的防腐蚀形式，尤其是电力等行业中的经脱硫后的湿烟气烟囱防腐蚀，是以后烟囱防腐蚀的重要方向。玻璃钢是发展较

8、早、应用广泛的一种复合材料，具有十分显著的性能特点。与金属材料或其他无机材料相比，它耐腐蚀、重量轻、比强度高、电绝缘、耐瞬时高温、传热慢，克服了传统衬里材料与结构材料之间存在的附着力差异，膨胀系数不同而发生脱落，分层等质量隐患，是一种兼具功能和结构特性的新型材料，玻璃钢烟囱较其他材料制成的烟囱如不锈钢更