简析国内外烟囱防腐蚀技术

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1、简析国内外烟囱防腐蚀技术ＰａｐｅｒＮｏ．０９５０９简析国内外烟囱防腐蚀技术张炎明（中国工业防腐蚀技术协会，北京ｌＯＯｌ０１）摘要：本文探讨了火力发电厂湿法脱硫后，烟囱内壁腐蚀发生的原因，介绍了国内外主要的烟囱内壁防腐蚀技术，并简单对比、分析了这些防腐蚀技术的特点。１前言我国是一个能源结构以燃煤为主的国家，随着国民经济的快速发展，能源需求猛增，煤炭消耗量大幅度增长，煤烟型污染呈上升趋势，导致我国大气环境污染愈演愈烈。在电力、金属冶炼、化工等行业，由于燃煤以及含硫较高的重油和矿物原料中本身含硫、氟化钙等，烟气中含有大量的二氧化硫、

2、ＨＦ等有毒有害气体，对大气造成严重污染，是酸雨的主要成因。酸雨和二氧化硫污染造成农作物、森林和人体健康等方面的经济损失严重，成为制约我国经济和社会发展的重要因素。几年来，二氧化硫排放引起的城市空气污染及酸雨污染引起全社会的密切关注和中国政府、全国人大的高度重视，国家开始逐步出台一系列控制工业二氧化硫，重点是火电行业二氧化硫污染的法规、政策、标准。法规要求新建、扩建排放二氧化硫的火电厂和其他大中型企业，超过规定的污染物排放标准或者总量控制指标的，必须建设配套脱硫除尘装置或者采取其他控制二氧化硫排放、除尘的措施，我国火电行业烟气脱

3、碗治理工作开始步入正轨。目前，国内火电装机脱硫机组已经达到３亿千瓦时，占中国火电装机容量的５０％，到２０１０年，火电装机脱硫机组争取达Ｎ６０％。随着国内环保法规的日益严格，已建机组正在陆续加装烟气脱硫装置，其中火电厂湿法烟气脱硫环保技术因具有脱硫效率高（９０％－９８％），机组容量大，谋种适应性强，运行费用较低和副产品易回收、工艺技术成熟、稳定运转周期长、负荷变动影响小、烟气处理能力大等特点，被广泛地应用于各大、中型火电厂，成为国内外火电厂烟气脱硫的主导工艺技术。国内２００ＭＷ及以上机组大都采用石灰石一石膏湿法烟气脱硫技术，而且

4、一部分机组不设置烟气换热器，这就产生了所谓“湿烟囱”如何进行防腐处理的问题。２烟囱腐蚀发生的原因２．１石灰石一石膏湿法脱硫工艺石灰石一石膏湿法脱硫工艺是目前世界上应用最广泛、技术最为成熟的Ｓ０２脱除技术，约占全部安装ＦＧＤ容量的７０％。该工艺具有脱硫率高、运行可靠性高、吸收剂利用率高、能适应大容量机组和高浓度ｓ０２烟气条件、吸收剂价廉易得、钙硫比低（一般小于１．０５）、副产品具有综合利用的商业价值等特点。该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率可达到９５％以上。石灰石（石灰）一石膏湿法脱硫工艺采用物美价廉的石灰石或石灰

5、作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状并与水混合搅拌制成吸收剂浆。也可以将石灰石直接湿磨成石灰石浆液制成吸收浆剂。在吸收塔内，吸收浆剂与烟气接触混合，烟气中的ｓｏｚ与浆剂中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，经加热器加热升温后（或直接）排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收，由于吸收剂浆的循环利用，脱硫吸收荆的利用率很高。该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率可达到９５％以上。石灰石（石灰）一石膏湿法脱・２２２－ＣＩＣＣ２００９硫工艺脱硫过程的主要化学

6、反应为：在脱硫吸收塔内烟气中的Ｓ０２首先被浆液中的水吸收与浆液中的ＣａＣ０３反应生成ＣａＳ０３，ＣａＳ０３被鼓入的空气中的０２氧化最终生成石膏晶体ＣａＳ０４・２Ｈ２０。其主要化学反应式为：８０２＋Ｈ２０一Ｈ２Ｓ０３一Ｈ＋－Ｉ－ＨＳ０３‘Ｈ＋＋ＨＳ０３。＋１／２０２—２Ｈ＋＋Ｓ０４２－ＣａＣ０３＋２Ｈ＋＋Ｈ２０—Ｃａ“＋２Ｈ２０＋Ｃ０２Ｃａ２＋＋Ｓ０４２。＋２Ｈ２０—ＣａＳ０４・２Ｈ２０２．２脱硫对烟囱的影响烟气经过脱硫后，虽然烟气中的Ｓ０２的含量大大减少，但是，洗涤的方法对除去烟气中少量的Ｓ０３效果并不好。由于经湿法脱硫，烟气

7、湿度增加、温度降低，烟气极易在烟囱的内壁结露，烟气中残余的Ｓ０３溶解后，形成腐蚀性很强的稀硫酸液。脱硫烟囱内的烟气有以下特点：（１）烟气湿度大，处于饱和状态的湿烟气含有的腐蚀性介质在烟气压力和湿度的双重作用下，烟囱内侧结构致密度差的材料内部很易遭到腐蚀，影响结构耐久性。（２）低浓度稀硫酸液比高浓度的酸液腐蚀性更强。（３）酸液的温度在４０℃一８０℃时，对结构材料的腐蚀性特别强。以钢材为例，４０＂Ｃ一８０℃时的腐蚀速度比在其它温度时高出约３—８倍。湿法脱硫处理且不设烟气加热系统ＧＧＨ的烟气，其水分含量高，湿度大，温度低，烟气处于全

8、结露现象，它主要依附于烟囱内侧壁流下来至专设的排液口排到脱硫系统的废液池中。脱硫处理后的烟气一般还含有氟化氢和氯化物等强腐蚀性物质，是一种腐蚀强度高，渗透性强、且较难防范的低温高湿稀酸型腐蚀状况。此外，湿法脱硫工艺对烟气中的Ｓ０２脱除效率很高，但对造成设备腐蚀的主要成分Ｓ０３