烟气脱硫装置的表面防腐处理

烟气脱硫装置的表面防腐处理

一、腐蚀机理分析

1、化学腐蚀：烟气中的腐蚀性介质在一定温度下与钢铁发生化学反应。生成可溶性铁盐。

Fe + SO2 + H2O = FeSO3 + H2

Fe + SO2 + O2 = FeSO4

2HCl + Fe = FeCl2 + H2

2、电化学腐蚀：湿法脱硫金属表面有水及电解质，形成原电池而产生电流，使金属表面逐渐锈蚀。特别在焊接点处更易发生。

Fe Fe2+ + 2e

Fe2+ + 8FeO·OH + 2e 3Fe3O4 + 4H2O

后生成可溶性硫酸盐（或亚硫酸盐），液相3、结晶腐蚀：用碱性液体吸收SO

2

则渗入表面防腐层的毛细孔内。在自然干燥条件下生成结晶盐，同时体积膨胀，防腐材料自身产生内应力，使其脱皮、粉化、疏松、裂缝。在干湿交替作用下，带结晶水的盐类体积可增加几倍至十几倍，腐蚀更加严重。

4、磨损腐蚀：烟气中固体颗粒与设备表面湍动摩擦，更新表面。

二、环境腐蚀因素

1、环境温度作用：湿法温度在60℃～120℃之间。温度确定材料选择：140℃～200℃为一档，110℃～140℃为一档，90℃～110℃为一档，90℃以下为一档。衬里材料与设备基体在温度作用下产生不同步膨胀。温度越高，设备越大，负作用越大。二者粘结界面产生热应力，影响衬里寿命。温度使材料的物理、化学性能下降，导致衬里材料耐腐、耐磨性、抗应力破坏，有机材料加速老化。

2、固体物料作用：烟气中的尘料、脱硫剂、生成物运行时冲刷衬里表面。

3、设备基体结构

现场加工制作时的基本条件：

⑴设备应有足够的钢性，任何结构变形均会导致衬里破坏；⑵焊缝必须焊满，焊瘤高度不应大于2mm。不得错位对焊，焊缝平整光滑；⑶内部支撑件及框架禁止用角钢、槽钢、工字钢，采用方钢、圆钢；⑷外接钢管应以法兰连接，禁止直接焊接。法兰接头应确保衬里施工方便。

三、防腐材料比较

1、无机材料

⑴水玻璃胶泥：主要成份为辉绿岩粉、水玻璃、氟硅酸钠。

优点：耐酸性腐蚀、耐高温、稍耐磨。

缺点：不耐碱性腐蚀；抗渗性能和抗稀酸性能差；调和胶泥时粘度大，不易施工；重量重，碰损后不易修复；新旧层易开裂、脱落。胶泥防腐层

需酸性环境保护。

⑵硫磺胶泥：主要成分为硫磺粉、辉绿岩粉（石墨粉）、石棉绒、聚硫橡胶。

优点：耐酸、防水、抗渗、快硬、强度高。

缺点：不耐高温（＜70℃＝，熬制硫磺胶泥，程序复杂。

⑶耐酸瓷砖：在脱硫设备内壁用耐蚀胶泥粘贴耐酸瓷砖。

优点：耐腐蚀、耐高温、耐磨。

缺点：需据设备尺寸订做，无标件，接缝处易开裂、脱落，施工复杂。

⑷铠装瓷砖：在陶瓷设备外围装配金属保护壳体。

优点：耐酸碱腐蚀、耐高温、耐磨。

缺点：成品率低，成本高；温差变化时，法兰接口不易密封大直径设备、成型设备。

2、有机类物质

⑴涂料：各类防腐涂料。

⑵内衬橡胶

硫化橡胶：耐蚀、耐磨、不耐温、施工难、成本高。

有机硅橡胶：耐蚀、耐温、附着力差、施工难、成本高。

⑶内衬玻璃钢

不饱和聚酯树脂：耐酸，不耐碱、水、温，成本低。

环氧树脂：耐酸、碱，耐磨，粘结力强，耐温160℃。

呋喃树脂：耐蚀、耐温、稍耐磨。

酚醛树脂：耐酸、不耐碱、附着力差。

有机胺树脂：耐蚀、耐温。常配合使用。

四、烟气脱硫装置防腐蚀技术

1、静态设备防腐蚀

吸收塔、除雾器、再热器壳体及内支撑。防腐设计方法二种：⑴碳钢内衬防腐层；⑵用耐腐蚀金属材料。内衬防腐主要为玻璃鳞片树脂内衬技术和橡胶

衬里技术。首选为玻璃鳞片内衬技术。脱硫过程中形成的SO

32-和SO

4

2-有较强的化

学活性和渗透能力，因此防腐层必须具备优良的耐化学腐蚀性和高抗渗性。鳞片衬里采用多层平行排列，介于无法垂直渗透。玻璃片在树脂中非连续分布，使应力无法同向传递或叠加，相邻鳞片间的衬层应力相互抵消。

橡胶冷衬里本体非常致密，介于很难渗入。但胶板粘接缝为薄弱环节，失效由此开始。橡胶对热老化敏感，热环境中易老化变硬使强性降低，应变性能变差，抗应力腐蚀性能下降。

表1 鳞片衬里和橡胶衬里综合比较表

2、其它静态设备防腐

石灰石浆池、废液池、排水沟槽等浆液系统均采用混凝土＋鳞片衬里结构。输浆液管道为碳钢＋橡胶衬里结构。

3、烟气脱硫装置耐蚀金属材料的应用

耐蚀金属材料使用有二种方式：耐蚀金属本体制造和耐蚀金属与碳钢复合材料本体制造。

主要材料为超低碳不锈钢316L、317L及镍合金。其中316L、317L冲刷腐蚀，

点蚀较重。镍合金抗蚀性增强，但造价较高。

4、动态设备防腐蚀

吸收塔循环泵、排水泵、滤液泵、投料泵等泵壳体及叶轮采用铸铁加橡胶衬里。石灰石浆泵、水系统用泵采用铸铁离心泵。

搅拌器采用碳钢加橡胶衬里。

表2 国外公司防腐技术应用实例表（1）

（霍高文）（千代田）

表3 国外公司防腐技术应用实例表（2）

表4 KCH在烟气脱硫装置中的防腐应用

●推荐○选择

五、典型烟气脱硫装置防腐技术及其应用实例

烟气脱硫装置的结构材料必须能承受各种化学的、高温的和机械的负荷。这些负荷包括：干热烟气（和可能形成的冷凝酸，特别是高浓度硫酸），温度在45℃至70℃时磨损性的悬浮液以及在同时有冷凝酸生成的氧化条件下的充满饱和水蒸气的气体。

所有这些负荷导致了作为结构材料的碳钢产生了腐蚀的现象，为此，根据不同的负荷要求使用的必要的防腐材料，至少在FDG的部分区域内有三种防护方法：⑴橡胶衬里，特别是软橡胶衬里；

⑵合成树脂涂层，特别是带鳞片的涂层；

⑶瓷砖铺面。

作为环保技术企业的KCH，多年来已提供了合适的防腐材料和应用方法，它们在烟气脱硫装置中经受了考验。

对钢制容器等使用胶板的基本要求参见DIN 28055-1,而对钢制容器等使用涂层时则参见DIN 28054。行之有效的防腐前提是那些需保护的部件和设备的结构和制造应适于衬胶或涂层，有关要求参见DIN 28051。

需保护的钢表面在衬胶或涂层前应被喷砂处理过，使其洁净度至少达到

一般至SA2.5 （参见DIN 55928-4:ISO8501-1或SS 05 59 00）。表面粗糙度R

Z

少应该达到60μm,不过现场衬胶时只需50μm就够了。

1、橡胶衬里

⑴技术介绍

一百多年来，用橡胶衬里来防腐已众所周知，这里所讲的衬橡胶是指用合成或天然橡胶制成的橡胶板来进行的，它可区分为车间及现场衬胶两种。

对直径小于6米或长度短于15米的部件，可采用车间衬胶。在车间内，部件先被铺上未硫化过的橡胶板，然后在压热硫化釜内，在温度约140℃的压力下硫化。VULKODURIT W50 就是基于丁基橡胶的这一类橡胶衬里。

当部件过于庞大，不能运输或所用橡胶板不能在硫化釜内硫化时，采用现场橡胶。KCH在此使用预硫化橡胶板（KERABUTYL BS. KERABUTYL V,KERABUTYL RB）和冷硫化（又称自硫化）橡胶板（KERABUTYL BB-S）。

所以这些橡胶板品种包括丁基（ⅡR）,溴丁（BⅡR）和氯丁（CⅡR）橡胶等化学稳定性高、抗渗透的合成橡胶。它们在完全硫化状态下被称为软橡胶，具有较高的化学稳定性，能阻止水蒸汽、氧气和二氧化硫的扩渗，并且耐磨损。