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余热锅炉烟气露点的简易计算 余热锅炉烟气露点的简易计算 Q??I) @3 u1 W) P4 B? ? 很多工业炉窑排出的烟气中，常含有一些腐蚀性气体和腐蚀性物质，如硫的氧化物，钒的氧化物，硫酸盐络化物等。这些物质对余热锅炉会产生强烈的腐蚀，严重时在很短的时间内会使锅炉遭到损坏。当进入余热锅炉的烟气中含有二氧化硫时，其中一部分会转化成三氧化硫，并与烟气中的水蒸汽结合生成硫酸蒸汽，且能显著地提高烟气的露点温度，在低温金属表面上凝结形成硫酸溶液，与碱性灰反应，也与金属反应，因而产生腐蚀。由于经常发生在锅炉的低温受热面上，故称低温腐蚀。低温腐蚀的特点是均匀性腐蚀，它使管壁厚度逐渐减薄以至破裂，对余热锅炉的安全运行危害性极大。为了有效地防止低温腐蚀的发生，以确定余热锅炉受热面的壁温和锅炉的运行压力，必须计算出硫酸蒸汽的酸露点温度。5 z??L y! k6 N: o5 f. E5 |9 Y　　除三氧化硫外，氯气和二氧化硫等也会产生低温腐蚀，但它们都发生在烟气的水蒸汽的露点以下，因露点温度很低(一般是在30～60)，余热锅炉中可不予考虑。1　三氧化硫的生成及转化率的确定* b9 Q??c. _. ~) y; r! _　　烟气中三氧化硫生成的机理极其复杂。一般以为一部分是在工艺生产过程中产生的，一部分是在烟道和余热锅炉中产生的。/ Y% Q5 V6 L??L* m　　在工艺生产过程中，主要是原子氧的作用而生成三氧化硫，而原子氧主要是在燃烧反应中形成的。如：3 ~: t9 d h/ j/ s$ j: C1 w# S3 p7 e# C+ x CO＋O2→CO2＋O5 ~5 s* b C3 }! R4 PH＋O2→OH＋O 这些原子氧很活泼，容易将二氧化硫转化成三氧化硫。另外，氧分子、二氧化碳及金属氧化物在炉子高温辐射下，其中一部分也会分解原子氧而使二氧化硫转化成三氧化硫。 g* z! |4 \. y* ?1 [　　当压力一定时，二氧化硫转化成三氧化硫的平衡曲线如图1所示。从该图可以看出低温时对转化成三氧化硫有利。在850以上的高温下，三氧化硫几乎不产生。在温度相同时，压力升高会增加向三氧化硫方面的转化。但实际上，因原子氧、三氧化硫触媒及飞灰的作用而变得更为复杂。! G6 q1 Z q6 u, ^7 M, C+ h　　在工艺生产过程中，如处理物料中含有硫酸盐时，也会直接分解生成三氧化硫。如重有色金属硫化矿火法冶炼时，所生成的高温烟气中含三氧化硫一般占二氧化硫的2%～6%。 n7 u$ k6 \??x; Y3 L 图1　SO2、SO3平衡状态 1 Y3 R8 I I( @ M% r R　　在余热锅炉中，在催化剂的作用下，烟气里的二氧化硫有一部分会转化成三氧化硫。余热锅炉烟气中常见的催化剂有三氧化二铁、三氧化二铝、五氧化二钒、二氧化硅、烟尘等。从图2可以看出，催化剂作用一般只发生在500～800之间，当余热锅炉积灰时，积灰的表面温度随积灰厚度的增加而上升，从而有利于二氧化硫转化成三氧化硫。其中三氧化二铁和烟尘对转化所起的影响最为显著。因工业炉使用的原料和燃料不同，以及工艺过程的不同，烟气中二氧化硫转化成三氧化硫的转化率也是不同的。对于化工过程来说，转化率一般为3.2%～8.7%，对于重有色冶金来说，转化率一般为6%～10%，为了考虑余热锅炉的安全，在计算烟气的酸露点温度时推荐采用10%的转化率。 ! t$ l q4 _: }, P; v2 P7 ^ X 图2　在各种催化物质的作用下SO2　转化成SO3与温度的关系# Q \- X3 _! [: _. tX—Fe2O3；O—烟尘；□—SiO2；△—Al2O3 ??g8 o9 a9 ? P2　硫酸蒸汽的酸露点温度的计算- a o, v- z. o$ e7 U2 u$ I　　烟气中不但有三氧化硫，而且有水蒸汽，它们相互作用而生成硫酸蒸汽。如果管壁温度低于某一数值，硫酸蒸汽就会在管壁上凝结并产生腐蚀。这一数值就称为硫酸蒸汽的酸露点温度。硫酸蒸汽的酸露点温度主要取决于烟气中三氧化硫和水蒸汽的含量，一般可按下述方法确定。??H M3 g1 @??v# A8 }% m) {　　烟气中硫酸的质量浓度按下式计算：- b3 O0 v- Z7 p) L/ i2 I+ a/ H6 N- O9 Y# E7 F+ v: j6 F+ j C=98×VSO3/(80×VSO3＋18×VH2O) (1) VSO3＝K×VSO2 (2) 式中：VSO3—烟气中SO3的容积份额，%；8 I1 d# y: [, y3 m* \VH2O—烟气中H2O的容积份额，%；4 C x4 d+ p; u) `9 m1 }VSO2—烟气中SO2的容积份额，%；+ R4 t G O, T; f1 J- SK—烟气中SO