浅谈氨法脱硫硫酸铵浆液腐蚀及防护对策

浅谈氨法脱硫硫酸铵浆液腐蚀及防护对
策
【摘要】本文主要介绍氨法脱硫的基本原理和工艺流程，在此基础上明确硫
酸铵浆液的腐蚀机理，针对其腐蚀机理提出相应的防护对策。

氨法脱硫技术以生
产过程中产生的废弃物为原料对烟气中的有害成分进行吸收和处理并完成进一步
的转化，实现有害物质向有价值副产物的转化，以此来提高其利用价值。

【关键词】氨法脱硫；硫酸铵浆液；腐蚀
1 影响硫酸铵产品质量的主要因素
1.1灰尘
在浆液中灰尘会随硫酸铵被分离出来，因此含尘量会直接影响到硫酸铵的品质。

如果脱硫塔入口浆液中含尘量过高，以至于超过氨法脱硫系统的最高承受能力，会影响到晶体的正常生长，甚至影响到硫酸铵顺利结晶，需要对浆液进行洗涤，但是如果洗涤完成后仍然存在未被洗涤成功的灰尘，其会随着湿烟气被带到
脱硫塔，经过高温浓缩作用会在其中结垢。

1.2离子富集
氨法脱硫系统的物料平衡以消耗氨水、工艺水和氧化空气的方式实现化工系
统的综合利用。

现阶段以纯碱系统低浓度废氨水代替高浓度氨水以及以含氨氮废
水代替工艺水的方式实现综合利用。

但是，氨法脱硫属于高倍数循环的增浓过程，溶液和反应过程中生成的杂质离子富集浓度会不断提高，这使得其对设备材质的
要求也不断提高。

1.3氧化效果
氧化反应的目的在于处理脱硫混合盐溶液，利用四价硫氧化生成六价硫，最
终形成硫酸铵，反应主要在塔外氧化器内进行，借助喷射器向空中射入氧气并与
脱硫溶液进行进一步反应。

对系统进行跟踪和检查会发现，随着脱硫溶液密度的
增加以及电容式料位计取样管中沉淀灰不断增加，DCS所显示的氧化器液位会高
于实际液位。

在此基础上形成的虚假高液位会使得喷射器出口高于实际氧化器液位，这使得射入的空气只能在喷射器内部形成短流程接触。

对混合气液中氧气在
喷射器出口的空间中部进行分析可以得出以下结论：气液混合接触时间短会影响
到传质氧化性能，最终影响到脱硫液氧化的效率和质量，使得脱硫液氧化不彻底，而且氧化效率也过低。

氧化器内氧化后的脱硫液可以用来补充增浓段的浆液，如
果氧化反应不充分，浆液中存在的亚硫酸盐会使得浆液组分出现变化。

如果浆液
中亚硫酸离子的浓度不断提高，浆液的酸性不断增加，也会影响到硫酸铵的顺利
结晶。

2 氨法脱硫的基本原理和工艺流程
氨法脱硫作为一种湿法脱硫方式，被广泛运用于实践过程中，其优势在于效
率高、耗能低，脱硫过程是气液相反应的过程，主要表现为反应速率快且吸收剂
利用率高，脱硫效率高达99％，其原理在于按一定比例混合液氨和水最终形成氨水，其与锅炉烟气中的二氧化硫进行反应最终生成亚硫酸铵，之后使用氧化风机
注入空气使得亚硫酸铵最终氧化形成硫酸铵，以此来实现净化二氧化硫的目的。

在工艺流程中，高温烟气进入到浓缩塔并在喉部与循环浆融合，烟气中的部
分二氧化硫与循环浆液相互反应之后会被脱除，循环浆液最终升温蒸发。

浓缩塔
降温之后烟气会进入到吸收塔底部，其与高密度喷淋的吸收浆液接触之后会产生
化学反应，烟气中的二氧化硫会被吸收，以此来实现对烟气的净化。

浓缩的循环
浆液与氧化风机鼓入的氧气相互氧化会形成硫酸铵，在其浓度达到一定程度时取出，经过浓缩分离、结晶和干燥等步骤最终生成副产品硫酸铵。

3 硫酸铵浆液的腐蚀机理
提取氨法脱硫装置中腐蚀最为严重部分的浆液并进行检测，检测内容主要包
含pH值、密度、氟、氯、硫酸根离子等。

分析硫酸铵浆液腐蚀机理可以发现，
硫酸铵浆液中的氯离子以及氟离子都具有很强的腐蚀性，最终生成的硫酸铵和亚
硫酸铵会造成结晶腐蚀，而高速流动颗粒也会产生磨损腐蚀。

3.1氯离子点腐蚀
在氨法脱硫系统中，运用浆液循环喷淋的方式能实现吸收二氧化硫的目的，
同时还能浓缩硫酸铵。

煤中含有的氯化物经过燃烧之后会生成氯离子，会被浆液
所吸收，而在浓缩浆液的过程中随着氯离子浓度的升高，运行后期浓度可高达
2.8％。

脱硫系统蒸发补水所用到的炼化装置中水本身含有大量氯离子，在浓缩
浆液的过程中也会形成强腐蚀性的酸性氯化物溶液，最终使得内部金属被腐蚀。

氯离子容易和金属表面的阳离子结合反应，最终形成可溶性氯化物，最终在
金属表面形成点蚀并向金属内部深处不断发展，最终形成小孔状腐蚀。

硫酸铵浆
液导致的点蚀主要集中在不锈钢或者合金钢焊缝处。

经过研究可以发现，金属材
料的腐蚀与氯离子浓度、硫酸铵浆液温度息息相关，且呈现正相关关系。

3.2结晶腐蚀
结晶腐蚀主要指盐溶液浸入材料内部生成结晶盐，随着结晶盐体积不断膨胀，会在建筑物或者材料内部产生应力，最终造成破坏。

氨法脱硫中防腐层局部呈现
失效状态，在脱硫过程中生成的可溶性硫酸盐或者亚硫酸盐会渗入到防腐层表面。

如果设备运行参数发生变化，或者出现装置停工等问题，缝隙间积存的硫酸铵水
溶液会形成固体铵盐，其体积也会不断膨胀，最终影响到防腐材料的状态，使得
其产生应力最终失效。

3.3磨损腐蚀
腐蚀介质与设备接触面相互运动，最终会引起设备磨损，在腐蚀机械力和电
化学腐蚀的共同作用之下形成磨损腐蚀。

磨损腐蚀主要受到来自温度的影响，随
着温度的升高，磨损腐蚀的速度也会不断提高。

脱硫循环浆液中固态颗粒物流动
时会冲刷到吸收塔、管道等设备的表面，最终形成冲刷磨损，尤其在高速脱硫循
环浆液压力突变的范围之内，腐蚀介质与金属构件会进行运动，最终加剧对设备
表面的腐蚀。

氨法脱硫中磨损腐蚀主要存在于蒸发加热器、叶片出口段等位置。

4 腐蚀防护主要措施
上述内容中介绍了硫酸铵浆液的腐蚀机理，在此基础上应该明确防护腐蚀需
要从以下几方面入手：选择耐腐蚀材料、合适的防腐技术，对于实际运行过程中
浆液的各项工艺参数也要做好严格管控工作。

4.1合理选材
现阶段对于湿法脱硫系统防腐材料尚未形成统一标准，但是国内外都在积极
运用各种防腐工艺和技术，以此来实现防护腐蚀的目的。

国内当前广泛运用的防
腐材料主要有两种：非金属和金属。

非金属主要指玻璃钢、橡胶等，金属主要指
不锈钢、钛合金等。

一般情况下，企业在输送硫酸铵浆液的过程时会使用不锈钢，但是经过实践发现不锈钢在使用3-6个月之后会出现点蚀，因此不锈钢并非最佳
材料。

不同的防腐蚀材料有着不同的耐热性能和防腐特点，实际选择材料时要深
入研究脱硫装置不同部位浆液的化学成分和工艺参数等，进而有针对性地选择材料。

4.2施工工艺控制
首先是橡胶衬里的运用，其寿命主要受到施工工艺的影响，即橡胶衬里与金
属表面要完全结合，其中不能产生气泡或者出现脱胶的情况。

去除被衬面氧化铁
等异物时会运用喷砂的方式，以此来达到增加粘接面粘接强度的目的。

做好除污
处理工作最后需要进行涂料。

此外还要做好对金属材料工艺过程的管理和控制，控制内容主要表现为对焊
接质量的管控。

焊缝属于防腐中最为薄弱的部位，因此需要做好金属结构施工中
对焊接质量的管控，进入施工现场的合金材料等在被实际运用之前需要首先进行
材质检验和性能分析等工作，以此来保证钢板的质量。

焊接前要制定切实可行的
焊机方案，根据所选择的工艺确定使用怎样的焊条。

4.3浆液参数控制
5 小结
本文首先分析了影响硫酸铵产品质量的主要因素，主要包含灰尘、离子富集、存在氧化效果三种因素，在此基础上分析氨法脱硫的基本原理和工艺流程，明确
其腐蚀的主要机理，从而采取相应的防护腐蚀措施，防范腐蚀要从以下几方面入手：选材、工艺等，严格管控选材和施工工艺是强化材料性能的关键。

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