工业烟气设备的防腐蚀浅析

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1、工业烟气设备的防腐蚀浅析1、前言　　在工业生产中，通过高空排除各种废气的构筑物如烟道、烟囱、排气筒、洗涤塔等，大多数都存在防腐蚀问题。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、气体的流速，以及筒壁表面是否会形成冷凝酸等。筒壁的露点根据计算求得。有以下几种情况：　　1）在一般情况下，经常处于200℃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

2、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。这些处于温度不高的腐蚀性气体和粉尘作用下的烟囱，一般腐蚀比较严重。　　烟囱中最常见的腐蚀性气体是烟气中的二氧化硫。二氧化硫遇水转变成亚硫酸，再氧化成硫酸。硫酸与水泥混凝土中的水化物通过酸或盐的离子交换，生成易溶的钙盐、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

3、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。　　2、防腐蚀材料的选择及结构形式　　烟囱受腐蚀比较严重的部位，大约在烟囱内上部1/3的范围内，在这些部位由于受室外空气的影响容易形成冷凝酸。凡设有内衬的烟囱，腐蚀介质侵入的途径，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介质进而腐蚀外壁。当然，对钢筋混凝土的外壁，腐蚀并不是很迅速的，但是对于砖砌外壁，则会造成威胁。烟囱的腐蚀，主要发生在筒的内壁，但是对外部结构也有一定的腐蚀。例如腐蚀性强的烟气，在湿度大

4、而气压低的地区，对烟囱外壁也会造成腐蚀，特别是在离烟囱出口十多米范围内，要用耐腐蚀涂料防护。钢结构的支架，全部涂优质耐腐蚀涂料。避雷针最好采用耐腐蚀材料制作，或镀耐腐蚀金属。　　对于排气腐蚀性强的烟囱，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硬聚氯乙烯、耐酸石材、耐酸砖、玻璃钢或不锈钢等。　　2）腐蚀较轻的烟囱，可以采用耐火砖、耐火混凝土、粘土砖衬里。　　3）腐蚀严重的烟囱，一般不宜采用砖砌外筒。在化工、冶金、造纸和锅炉烟囱腐蚀后被迫拆除的实

5、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。　　为了克服烟囱中介质的高温下腐蚀，人们一直在寻求耐高温、耐腐蚀的材料，除了不锈钢这种常见的防腐蚀材料在本文中不加以详细讨论外，在下文中结合我们多年的应用防腐蚀应用经验，就几种防腐蚀形式及应用中的注意细节加以总结：　　2.1全玻璃钢（FRP）形式：　　玻璃钢是发展较早、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

6、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常用。因为其相对具有以下优点：　　1）玻璃钢能提供更宽范围的耐腐蚀性能；　　2）由于玻璃钢传热慢，保温性好，在需要保温的场合，玻璃钢设备可以不需要隔热层；　　3）玻璃钢的材料成本相对要低；　　4）使用寿命更长；　　5）玻璃钢比重小，使得其更易运输，也意味着支撑他们的钢材更少。所以其综合安装费用更低。　　2.1.1防腐蚀树脂的选用　　玻璃钢作为一种新型的防腐蚀形式，其中的防腐蚀树脂的选择是相当重要的，目前，国内用的比较多的防腐蚀树脂主要有：双酚A型不饱和树脂、氯化不饱和树脂和环氧乙烯基酯树脂：　　1）、双酚A型不饱和聚酯

7、树脂：　　目前国内有197、3301、323等牌号，具有良好的耐酸、一定的耐碱性和较好的综合机械性能和耐温性，国外1970年代作为耐蚀型UPR的代表大量使用，但由于其断裂延伸低、脆性，1980年代后逐渐被乙烯基树脂所取代。　　2）、氯化不饱和聚酯树脂：　　是以HET酸（氯氤酸）为主要原料合成的不饱和卤代的聚酯树脂，它们具有优良的耐腐蚀性能，同时又具有良好的阻燃性。特别适合用于制造耐高温、耐含氯（氟）化学介质或耐强氧化环境（包括湿氯气、盐酸蒸气）的设备，如烟囱内衬，烟道气导管，铬电镀槽，浸酸槽和氯气管线。目前我们经常利用该树脂于盐酸蒸气中，