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淺析濕法煙氣脫硫?qū)焽柽\(yùn)行的影響及防腐措施
煙氣脫硫技術(shù),按脫硫劑的種類劃分,主要分為以下5種:以石灰石為基礎(chǔ)的鈣法,以氧化鎂為基礎(chǔ)的鎂法,以亞硫酸鈉為基礎(chǔ)的鈉法,以氨氣為基礎(chǔ)的氨法,以有機(jī)堿為基礎(chǔ)的有機(jī)堿法。上比較常見(jiàn)的煙氣脫硫技術(shù)有石灰石—石膏濕法、半干法、煙氣循環(huán)硫化床法、海水法、電子束法等,這幾種方法中,比較常用的是石灰石—石膏濕法,它的脫硫效率在95%以上[1]。采用該種方法后雖能降低煙氣中的二氧化硫,但其煙氣溫度降低,濕度增大,易結(jié)露,形成具有較強(qiáng)腐蝕性的稀硫酸液,影響煙囪的正常運(yùn)行。
1 濕法脫硫后煙氣的特點(diǎn)
經(jīng)濕法脫硫技術(shù)處理后的煙氣,都有以下特點(diǎn):含水量都比較高,溫度較低。煙氣中的水汽結(jié)露后形成的液體有很強(qiáng)的腐蝕性,脫硫后的煙氣還有氟化物和氯化物等有較強(qiáng)腐蝕的物質(zhì),形成高腐蝕強(qiáng)度、較強(qiáng)滲透性、且較難防范的低溫高濕稀酸型腐蝕,濕法脫硫中二氧化硫脫硫效率比較好,但是對(duì)于對(duì)煙氣有腐蝕作用的三氧化硫脫除率比較低,僅能達(dá)到1/5左右,因此,在該技術(shù)運(yùn)用后產(chǎn)生的煙氣中低濃酸液對(duì)煙囪的腐蝕性與遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高濃度的腐蝕性,在溫度40 ℃~80 ℃區(qū)間時(shí),煙氣易與煙囪內(nèi)壁結(jié)合形成一種較強(qiáng)腐蝕性的酸液,這種酸液會(huì)比其他問(wèn)題產(chǎn)生的腐蝕性強(qiáng)很多倍。
2 濕法煙氣脫硫后煙氣對(duì)煙囪的影響
燃煤電廠在實(shí)施濕法煙氣脫硫后,會(huì)使得硫氧化物有害成分得到一定的減少,但因煙氣性質(zhì)不同,對(duì)煙囪的運(yùn)作也會(huì)有一定的影響。電站煙囪多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),在酸性煙氣環(huán)境中,混凝土各組分都是不穩(wěn)定的。酸性氣體和混凝土中的Ca(OH)2作用后,會(huì)使水泥中的水化硅酸鈣變得不穩(wěn)定,而且pH值的降低也會(huì)影響到鋼筋混凝土鈍化保護(hù)膜的穩(wěn)定性。
2.1 煙氣濕度對(duì)煙囪的影響
在經(jīng)過(guò)濕法煙氣脫硫處理后,煙氣會(huì)與漿液進(jìn)行充分接觸,使得煙氣在反應(yīng)中,將漿液中的水分帶走,另外漿液的反應(yīng)問(wèn)題保持在40 ℃左右,這樣也導(dǎo)致了漿液中水液的凝結(jié),讓煙氣脫離漿液時(shí)將水分帶走。煙氣在排出的過(guò)程中,帶出的水分與煙囪內(nèi)壁充分接觸,使煙囪墻體濕度加大。而現(xiàn)在我國(guó)對(duì)工業(yè)煙囪的構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)都有一定的要求,煙囪的濕度要與規(guī)定的相符合,如果煙氣排放,如此必然會(huì)增加墻體濕度,導(dǎo)致標(biāo),影響煙囪的正常運(yùn)行。
2.2 煙氣中的酸性水液對(duì)煙囪的影響
在經(jīng)過(guò)脫硫后的煙氣會(huì)對(duì)煙囪產(chǎn)生影響主要還是跟煙氣中酸性氣體有直接關(guān)系,在脫硫過(guò)程中,漿液中存在的化學(xué)成分會(huì)跟煙氣中的硫氧化物發(fā)生作用,產(chǎn)生具有氧化性的化學(xué)物質(zhì),常見(jiàn)的一些氧化離子就會(huì)產(chǎn)生,使得煙氣中氣體發(fā)生一定的變化。煙氣中的SO2在發(fā)生氧化反應(yīng)后成為SO3,少量的Cl-和F-在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后,會(huì)產(chǎn)生一種酸性氣體,并且在該技術(shù)運(yùn)用后,煙氣中也會(huì)存在少量的水分,這時(shí),氣體便會(huì)和水分進(jìn)行融合,形成硫酸、氫鹽酸和次氯酸等。同時(shí)煙氣也會(huì)對(duì)煙囪的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕作用,加之與水液的結(jié)合會(huì)更加增強(qiáng)對(duì)墻面的腐蝕程度,終會(huì)導(dǎo)致煙囪的使用年限大大減少。
2.3 煙氣低溫對(duì)煙囪運(yùn)行壓力造成的影響
為確保煙氣與脫硫漿能充分地進(jìn)行反應(yīng),一般會(huì)將脫硫過(guò)程中的溫度控制在45 ℃~50 ℃,但是在運(yùn)作中的水液氣化中就會(huì)對(duì)周圍熱量進(jìn)行吸收,導(dǎo)致溫度在運(yùn)作中會(huì)一直保持在40 ℃以下。當(dāng)?shù)蜏囟?、高濕度的煙氣通過(guò)煙囪排到外界時(shí),會(huì)因?yàn)闇囟鹊倪^(guò)低,煙囪內(nèi)部形成不了煙氣的上抽力,煙氣會(huì)一直存在于煙囪的上部,不能及時(shí)排出,這樣煙氣跟煙囪表層接觸時(shí)間就會(huì)延長(zhǎng),導(dǎo)致對(duì)煙囪的腐蝕力度加大[2]。同時(shí)也會(huì)因?yàn)闇囟鹊膯?wèn)題,煙囪內(nèi)部和外部溫度不同,失去平衡,直接對(duì)煙囪的內(nèi)部環(huán)境受到影響,產(chǎn)生一定的壓力,這受到正壓時(shí),煙氣對(duì)煙囪的滲透壓加大,導(dǎo)致腐蝕力度也會(huì)加大。當(dāng)負(fù)正壓時(shí),會(huì)減少煙氣與煙囪的接觸壓力,使得煙氣順利排出。
2.4 煙囪頂部的腐蝕
在電站煙囪運(yùn)行時(shí)為避免冷空氣進(jìn)入煙囪的迎風(fēng)面截面而引起酸凝結(jié),必須使煙囪出口的煙氣流速不低于一定值,往往因此而使煙囪頂部一段范圍內(nèi)煙氣有可能由負(fù)壓變?yōu)檎龎海瑢?dǎo)致煙囪滲透的發(fā)生,煙氣通過(guò)內(nèi)襯的縫隙滲透到隔熱層中去,從而導(dǎo)致煙囪外筒壁內(nèi)表面受熱溫度升高,筒壁溫度應(yīng)力增大,有使筒壁產(chǎn)生裂縫的可能。
3 濕法煙氣脫硫后煙囪的防腐措施
由于受到煙氣對(duì)煙囪越來(lái)越嚴(yán)重的腐蝕力度,發(fā)電廠在建設(shè)中一定會(huì)采用針對(duì)性的防護(hù)措施,減少其腐蝕力度。其措施主要是選擇較好煙囪的防腐材料和后期定期清潔維護(hù)兩種,目前選擇的防腐材料主要有兩種:一種為無(wú)機(jī)防腐材料;另一種為無(wú)機(jī)防腐材料。具體介紹如下。
3.1 煙囪防腐材料的選擇
?。?)無(wú)機(jī)防腐材料:①一般選用具有抵抗強(qiáng)酸腐蝕的金屬合金薄板作為內(nèi)襯,內(nèi)襯材料一般選用鎳基合金板和鈦板。鎳基合金是里含有的鉬、鉻能抵抗氯離子的侵蝕,鎢元素也會(huì)更加提高耐腐蝕性[3]。其內(nèi)襯材料中的鈦具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性,并且在遭到破壞下還能瞬間修復(fù)。這兩個(gè)材料應(yīng)用在濕法煙氣脫硫技術(shù)后對(duì)煙囪的防腐作用中具有的效果,使用范圍也比較廣,但是其成本高。②選用耐腐蝕的輕質(zhì)隔熱的制品粘貼,直接間斷煙氣跟內(nèi)筒的直接接觸,如使用較多的發(fā)泡耐酸玻璃磚,其主要在硼酸玻璃的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的,對(duì)于一些廢氣冷凝液都有很好的阻隔作用,導(dǎo)熱性能較低。在發(fā)泡耐酸玻璃磚以及粘結(jié)劑人造橡膠形成的防腐襯里,無(wú)論是在溫度的變化下還是在較強(qiáng)的化學(xué)環(huán)境里,都能發(fā)揮較強(qiáng)的抗腐蝕作用。同時(shí)還有容重低、導(dǎo)熱系數(shù)低、不燃燒、不易變形的特點(diǎn),并且穩(wěn)定性還很強(qiáng),一般可用期限比較長(zhǎng),成本也不高,在國(guó)內(nèi)外防腐材料中占有很大的市場(chǎng)。③選用耐酸腐蝕的玻璃纖維增強(qiáng)塑料作為內(nèi)襯,玻璃纖維增強(qiáng)塑料是一種玻璃纖維和熱固性樹(shù)脂復(fù)合形成的高性能復(fù)合材料,玻璃纖維可以增強(qiáng)玻璃纖維增強(qiáng)塑料的剛性和強(qiáng)度,熱固性樹(shù)脂具有很強(qiáng)的耐腐蝕性和韌性,可從根本上解決煙氣對(duì)煙囪的腐蝕作用,并且這個(gè)材料耐久性很好,使用期限也比較長(zhǎng)。
(2)有機(jī)防腐材料:在工廠中,對(duì)于濕法脫硫?qū)τ跓焽璧母g中,有機(jī)防腐材料也發(fā)揮著非常重要的作用,市場(chǎng)上存在的種類也比較多,這些材料均選用不同的有機(jī)高分子材料及聚合工藝,并在其中添加不同的材料,提高其防腐功能。在選擇有機(jī)防腐材料時(shí),對(duì)基底表面的處理和施工工藝都有很嚴(yán)格的要求,其技術(shù)越好,涂層性能和質(zhì)量就越好。
3.2 定期對(duì)煙囪內(nèi)部進(jìn)行維護(hù)
在煙囪使用過(guò)程中,煙氣長(zhǎng)時(shí)間在其頂部排出,會(huì)在其結(jié)構(gòu)內(nèi)部留下一堆煙氣中混雜的物質(zhì),因此,對(duì)于煙囪內(nèi)部定期清理的工作也是非常重要的,在防腐中也會(huì)起到一定的作用。我國(guó)環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越明顯,人們的環(huán)保意識(shí)也逐漸增強(qiáng),對(duì)于燃煤電廠的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越高,濕法煙氣脫硫技術(shù)能有效控制煙氣中硫氧化物的含量,但在脫硫技術(shù)過(guò)程中也應(yīng)當(dāng)采取合適的手段防止煙囪的腐蝕,延緩煙囪的使用年限,在煙氣脫硫質(zhì)量的前提下,保障煙囪的質(zhì)量。