脱硫塔中腐蚀形式

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脱硫塔中通常存在这样几种腐蚀形式:

1 缝隙腐蚀

在各种腐蚀中,缝隙腐蚀最为常见。缝隙腐蚀以缝隙的形式出现,发生在因氧气供应不足致使钝化膜被破坏的部位。

2 点腐蚀

点腐蚀是脱硫塔中另一种频繁出现的腐蚀,是一种在金属或钝化膜上发生的局部腐蚀。如果钝化膜再生的不够快,这种腐蚀就会加速,使腐蚀深度加深。

3 应力腐蚀开裂

应力腐蚀开裂是在张应力和腐蚀介质的作用下,产生裂纹的一种腐蚀,裂纹的出现通常不可预料。

4 气泡腐蚀和冲刷腐蚀

气泡腐蚀和冲刷腐蚀起因于钝化膜和材料的表面机械应力过高。这类腐蚀大多发生在快速运动或有高速介质流过的部件上。

5 接触腐蚀

发生在具有不同电极电势的金属之间。

露点腐蚀

在对金属材料产生有害影响的因素中,烟气低于露点时形成的冷凝液作用最大。

燃料燃烧时,所含的硫同空气中的氧反应,生成SO2和极少量的SO3,由于热的变化SO2—SO3之间的平衡回发生朝着SO2方面的变化,生成的最终产物是SO2,并且在大约600℃时,已经生成的SO3经热解作用转变为SO2,这样就减少了SO3的比例。

与不活泼的SO2相反,剩下的SO3数量虽少,但它会同烟气中的水蒸气迅速发生反应,经过亚硫酸最终生成硫酸。因SO3的数量低,所以烟气中气态的硫酸含量也低,典型值为1-15PPM。

烟气中含有硫酸、亚硫酸、盐酸、氯化氢和氟化氢以及水蒸气成分。在这所有的成分中,硫酸的露点最高,通常只要提到酸的露点时,总认为是硫酸的露点。所以,当温度从烟气温度冷却下来时,硫酸总是最先冷凝成露。

燃烧无烟煤时,实际测得的露点为100-150℃,最高为180℃。

由于水的沸点(100℃)和硫酸的沸点(338℃)相差很大,这两种成分在沸腾时和冷却时都会发生分离。这意味着,在露点下冷凝时,尽管烟气中硫酸浓度极低,结露中硫酸的浓度也会很高,结露中的硫酸浓度范围可能在65%和95%之间,在如此之高的露点温度下的硫酸浓度如此之高,对用在这些部位的材料选择将产生很大的影响。

在略低于露点时,最初结露出的高浓度硫酸量很少,在温度从150-50℃继续冷却过程中,冷却液的量才大量增加。随着在垂直的内壁上由高温高浓度组成的结露液膜的出现,腐蚀将会急剧加重。尔后,由于同时冷凝下来的水稀释了浓硫酸,因而,其腐蚀性随着温度的下降和浓度的降低而减弱。

因此,在脱硫塔中,合金材料的耐腐蚀的决定因素是同硫酸的反应情况,而腐蚀的作用在很大程度上取决于温度的变化情况。

卤化物腐蚀

烟气中卤化物主要是指氯化氢和氟化氢,氯化氢和氟化氢极易溶于浆液,会立即生成氯化钙和氟化钙,氯化钙溶解度很高,很快再度分解出钙离子和氯离子,而氟化钙的溶解度很低,很快被过滤排出。

脱硫系统中,氯物质主要来自燃烧物质,当燃烧物质中氯化物含量较高时,并且脱硫系统的工艺不尽合理时,氯离子会在系统中反复累积,达到相当高的浓度。在PH值很低的部位,高浓度的氯离子和硫酸的共同作用,将导致腐蚀条件的激化。当这种情况排除后,仍需考虑某些部位的卤化物腐蚀作用。

烟气通过冷却区后,99%以上的氯化氢和氟化氢被浆液吸收,通过吸收区后99.99%以上的氯化氢和氟化氢被吸收。当工艺的安排合理时,塔内浆液的氯离子浓度能够保持在一合适的设计值内。但是,在塔内阴面部位,也就是冲洗水和浆液冲刷不到或影响很小的地方,很容易产生固体沉积,特别是湿积垢的部位,这些潮湿角落氯化物的含量会超过10%。沉积结垢的固体物质包括在烟气中的飞灰和浆液反应中出现的石灰或石膏。

脱硫塔的烟气进口烟道是干/湿并存区,与塔内的其他区域相比,有害物质的含量高,温度在100℃以上,而且温度的变化剧烈,很容易产生烟气冷凝成露,而且这里的阴面部位较多,冲洗水和浆液不能到达,很容易形成高氯化物含量的沉积,因而这里极易发生缝隙腐蚀。根据研究,使用高铬、镍及钼含量的合金可防止此类腐蚀,尤其是钼的含量。

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