湿法石灰石石膏法烟气脱硫系统的防腐蚀.pdf

湖南省第五届腐蚀与防护学术讨论会论文集 湿法石灰石．石膏法烟气脱硫系统的防腐蚀 杨道武朱志平周琼花肖忠良 (长沙理工大学化学系与环境工程系，湖南长沙410077) 摘要：分析研究了湿法石灰石一石膏法烟气脱硫系统的腐蚀机理，防腐蚀措施，举例介绍 了脱硫系统各部位的防腐蚀设计和施工要求，对脱硫系统防腐蚀的要求和防腐蚀技术的发 展提出了几点看法。 关键词：湿法石灰石．石膏法FGD防腐蚀 1前言 湿法石灰石．石膏法是目前世界上应用最广泛的脱硫技术，市场占有率达85％以上。 在该工艺中，含S02的烟气经除尘后进入换热器降温，再进入吸收塔与石灰石浆液接触脱 硫后升温排放。此工艺中，从换热器，吸收器(包括强制氧化系统)直到烟囱入口，都存 在严重的设备腐蚀闯题。其中腐蚀最严重的是吸收器。吸收器内部的腐蚀主要为麻点腐蚀， 除吸收塔外，其它的装置也有不同程度的腐蚀。烟气脱硫装置的经济效益主要取决于其寿 命、运行的安全性、便于维修及适用性。这些因素中的任何一项都说明了腐蚀与防护问题 J。 在其中起着十分重要的作用Il 2腐蚀机理 烟气脱硫系统的腐蚀原因非常复杂，在吸收塔中相遇的介质是烟气和吸收剂。其中吸 收剂本身的腐蚀性不强，而烟气的冷凝物的腐蚀是很强的。其中包括硫酸、亚硫酸、盐酸、 氮氧化物的水合物等。另外，煤中所含的氯化物和氟化物使问题变得更为严重。高温也会 加剧腐蚀，固体颗粒和沉积物还会带来磨蚀和加剧腐蚀。在这些因素的共同作用下，会发 生如下几种腐蚀[21：化学腐蚀、局部腐蚀、结晶腐蚀和磨损腐蚀。 化学腐蚀：化学腐蚀是一种均匀腐蚀，发生原因是烟道气中的腐蚀性介质如sox、 NOx、CI。、F’等在一定温度、湿度下与金属材料发生化学反应生成可溶性盐，使设备逐 渐破坏。在脱硫系统中，某些腐蚀环境恶劣、温度较高的地方化学腐蚀是极为严重的。 局部腐蚀【31：由于脱硫系统中各种工程结构部件是以铆、焊、螺钉等连接，在连接区 可能出现缝隙。这些缝隙在化学介质中，易形成闭塞电池腐蚀，由予缝隙内缺氧、富H+ 及富cl‘而引起金属溶解即腐蚀。金属表面不可能完全均匀一致，夹杂物、晶界、位错的 存在之处构成表面的缺陷，易受脱硫系统中存在的Cl‘、F’、S2032‘等离子的侵蚀而发生 点蚀，Fe3+、Cu2+的存在可加速点蚀。对不锈钢而言，Cl-的侵蚀和F矿的加速作用尤为显 湖南省第五届腐蚀与防护学术讨论会论文集 1·2618234 著。而s04p和E--mail：yangdW@CSUSt．edu．cn电话：073 N03。则可抑制CI‘的作用。巨大的脱硫系统中，裂纹和蚀孔的存在是难免的，在裂纹 和蚀孔的尖端区的PH值和氧含量低，成为小面积的阳极，裂纹和蚀孔外氧供应充分，可 形成钝态、构成大面积的阴极。这种大阴极．小阳极作用下，脱硫系统的腐蚀是严重的；如 果在应力腐蚀裂缝的协同作用下，腐蚀更为严重。另外，在某些特殊条件下，还可能发生 晶间腐蚀和成份选择性腐蚀。经验表明，点腐蚀和缝隙腐蚀是脱硫系统最常发生局部腐蚀。 结晶腐蚀：用碱性液体吸收S02后产生可溶性硫酸盐或亚硫酸盐(如CaS04、CaS03)， 液相渗入表面防腐层的毛细孔内，当设备停用时，因为自然干燥，该溶液就会生成结晶型 盐，同时体积膨胀，使防腐材料自身产生内应力，而使其脱皮、粉化、疏松或裂缝损坏。 特别在干湿交替作用下，带结晶水的盐类体积可增加JL倍或几十倍，腐蚀更加严重。因此， 闲置的脱硫设备比正常使用的设备更易发生腐蚀。 磨损腐蚀I铂：烟道气中含有大量的固体颗粒，如未经除尘或未被除净的粉尘和脱硫产 物，在流体中含有大量的固体悬浮颗粒，这些物质与设备表面湍动摩擦，不断的更新表面， 加速磨蚀过程，造成严重的腐蚀，影响设备的正常运行。 3防腐蚀措施 3．1选用耐腐蚀材料 在脱硫系统的防腐中，选用合适的材料。是一个重要的问题。工程造价和材料的耐腐 性常成为一对矛盾。发达国家在烟气脱硫系统中常采用价格高昂的镍基合金。寻找经济耐 用的材料是一个国际性问题。：烟气脱硫系统的防腐蚀重点，是烟道和脱硫塔，已采用过的 耐腐蚀材料有： 不锈钢：早期的烟气脱硫设备工程的烟道和脱硫塔中常采用这两种不锈钢。但是使 用效果不理想，也伴有点蚀、缝隙腐蚀和冲刷腐蚀等现象，如