烟气湿法脱硫装置脱硫塔的腐蚀及防护

发表时间:2021/7/12   来源:《科学与技术》2021年第8期   作者:赵慧斌 陈福宏
[导读] 随着我国经济的发展以及科学技术水平的提升,工业领域的脱硫技术水平不断提高,
        赵慧斌 陈福宏
        盘锦道博尔环保科技股份有限公司  辽宁省凌海市  121200
        摘要:随着我国经济的发展以及科学技术水平的提升,工业领域的脱硫技术水平不断提高,湿法烟气脱硫是目前国内进行除硫处理的主要技术。但是,由于硫化物自身的化学特性,脱硫装置很容易在长期运行中受到腐蚀。基于此,本文对烟气湿法脱硫装置脱硫塔的腐蚀及防护进行深入研究,从而可以为相关部门进行相关工作提供有效的建议以及参考。
        关键词;烟气湿法;脱硫装置;脱硫塔

        引言:随着我国工业发展水平的提升,我国工业部门对于脱硫处理具有了比较高的要求,湿法烟气脱硫是比较常见的技术,具有压力较小、脱硫和除尘效率比较高并且工艺相对成熟的特点,已经成为我国控制硫化物排风的主要技术手段。但是在实际应用的时候,烟气湿法脱硫装置脱硫塔的腐蚀问题导致其实际应用的效果大打折扣,影响系统的稳定运行,因此采取进行有效的防护措施,以推进整个产业的发展。
一、烟气湿法脱硫技术概述
        湿法脱硫技术是目前进行脱硫处理的有效工艺方法,主要包括EDV洗涤技术和双循环冲文丘里技术,其核心设备是脱硫塔,而最为经济有效的设计方式是“烟塔合一”。EDV洗涤技术指的是在整个烟气脱硫过程中的压力降低技术,从而可以提升系统运行的稳定性。双循环冲文丘里技术是由中石化拥有自主知识产权的烟气脱硫除尘技术,该技术的脱除效率可以达到95%以上,并且一般会在脱硫塔内设置除沫器以及湿式静电除尘器,可以有效地降低外排烟气中的粉尘以及液滴[1]。
        而湿式静电除尘器对于颗粒物以及亚微米颗粒物具有比较优质的脱除效果,并且可以脱除多种污染物,并且这种处理方式具有效率高、能耗低以及烟气处理量大的特点,可以有效的去除烟气中的延长颗粒和PM2.5级别的硫化物以及汞,并且可以在脱出之后的烟尘中携带雾滴等污染物。
        目前,我国烟气湿法脱硫装置使用的主要脱硫剂有石灰石、石灰、氢氧化钠、氢氧化镁、和氨水等。烟气进入脱硫塔内部的反应区,经过多层浆液喷淋层,在脱硫塔内部将烟气和脱硫剂浆液液滴进行接触,从而可以发生传质以及吸收反应,有效的脱除烟气中的二氧化硫,脱硫后的烟气经除雾器出去烟气中夹带的液滴之后,通过烟囱将烟气直接排放到大气之中,从而可以优化具体应用的效果,
二、脱硫塔的腐蚀以及防护
        在进行脱硫处理的时候,将含有二氧化硫、三氧化硫、HF、HCL以及少量烟尘的烟气经过除尘以及脱硝处理之后进入脱硫塔,经过洗涤处理之后将塔内的浆液中含有大量的硫酸盐、盐酸盐以及颗粒物,浆液的PH值则一般在2~6以及6~10之间,并且各个区域的PH值存在差异,操作温度不同、介质成分也存在差异,并且各个部位的冲蚀以及磨蚀的程度存在差异。
        脱硫塔内部的各个部位的腐蚀机理存在显著的差异,在进行处理的时候可以结合脱硫塔的实际情况,分区域对脱硫塔内部选择不同的防护措施进行优化,从而可以推进整个产业的发展。
(一)入口烟道位置
        入口烟道指的是烟道和脱硫塔连接处。在系统运行的过程中为了使得烟气可以在塔内的分布更加地均匀,可以将入口烟道向下倾斜设计,烟道内部需要设置浆液喷嘴位置。一般而言,由于入口烟道会受到干湿交替、温差大、机械振动和气体流速快等因素的影响导致这个部分的腐蚀最为严重[2]。
        因此,入口烟道可以选择哈氏合金进行系统的构建,这种合金具有比较高的耐腐蚀性以及耐高温性,但是这种合金在焊接的时候具有比较高的热裂纹敏感性,气孔生产率比较高,并且在焊接区域存在晶间腐蚀倾向,因此在进行制造的过程中,可以通过制作焊接试件的方式对焊接工艺进行评定。在进行焊接的过程中需要选择比较小的焊接线能力和小电流快速焊接,并且可以提升焊缝的冷却速度,从而可以使得入口烟道不会出现腐蚀以及裂纹的现象,从而可以保证烟道运行状态比较良好。


(二)入口烟道下方和正对的塔壁处
        入口烟道下方和正对的塔壁处承受的腐蚀主要包括浆液的腐蚀以及烟气、浆液的冲刷,导致金属塔壁容易受到腐蚀作用的运行导致涂层脱落现象出现,在实际进行处理的时候需要按照以下几个方面进行:
        1.金属塔塔壁采用耐腐蚀钢
        脱硫塔内部的涂层需要增加涂料和塔壁的结合强度,从而可以提高涂料的抗渗透性,在进行设置的时候需要将入口烟道针对塔壁上设置相应的防冲挡板之后,避免了烟气在入口附近壁流速过快,从而使得烟气流道可以更加的趋向脱硫塔的中心并且可以形成多个回流区,进而可以使得烟气出口区的速度分布更加的均匀,使得烟气脱硫系统可以更加稳定的运行。
        2.对原材料进行查验
        焊接工艺评定以及实现质量控制需要对原材料进行查验,并且在施工的时候严格安装金属防腐蚀涂料的施工技术的实际要求进行施工。
        3.严格检测相关参数
        在进行处理的时候,需要严格按照设计和工艺要求控制循环浆液的PH值、严格检测和控制烟气系统运行的过程中的氯离子含量、循环浆液中催化剂颗粒以及盐含量。
(三)塔底板
        一般而言,脱硫塔的基础结构是混凝土环形墙包裹密实填砂垫层,但是在应用的时候这种结构会出现塔底板的焊接变形、塔底板安装完成后的起拱、底板和基础之间出现空鼓等,导致脱硫塔底板的内防腐蚀涂层遭受到破坏,影响实际应用的效果。另外,开停工过程中浆液对塔底板的冲击也会影响罐底板内防腐蚀涂层,另外,为了实现对塔底板的焊接变形量的控制,需要将外环板厚度大于中间底板厚度,并且将塔底板和塔基础牢固连接在一起,从而可以控制塔底板的焊接变形量以及避免出现塔底板的拱起,从而可以保证其实际应用的效果。
(四)塔壁
        一般而言,脱硫塔底部往往存在一定高度的浆液区,中间为洗涤区,上部为涂抹区,不同区域的PH值存在差异,并且操作温度不同腐蚀程度也存在差异。
        首先,烟气中的硫化物以及HF等酸性物质和碱性物质发生化学反应会生成硫酸盐等化合物,导致塔体金属受到腐蚀,出现局部的高酸性环境,在碳钢表面形成原电池,从而导致造成电化学腐蚀的现象。
        而影响脱硫塔内部介质腐蚀的另一因素是氯化物,在系统运行的时候会随着水分的蒸发而收缩,导致形成酸性溶液对脱硫塔造成腐蚀。
        因此为了烟气湿法脱硫装置脱硫塔的防护的顺利进行,可以通过选材、施工质量控制以及优化操作运行对脱硫塔的腐蚀进行防护,比如内涂非金属防腐蚀涂料一般选择玻璃鳞片、纳米复合涂料等进行脱硫塔防护。
(五)塔壁和除尘器的连接处
        湿式静电除尘器往往安装在脱硫塔的吸收区,在运行的时候通过去除SO3雾滴,收集的雾滴被水冲刷下来,其PH值在2~3之内属于强酸,形成腐蚀性比较强的酸性水,导致腐蚀情况进一步的恶化。因此在进行安装的时候需要在静电除尘器下方变径处增设酸液收集槽,对酸液进行集中的处理和中和,进而可以降低腐蚀的影响。
总结:总而言之,随着我国经济发展模式的转变,环境保护工作得到了相关部门的重视。烟气湿法脱硫是进行烟气脱硫中比较常见的工艺技术,但是脱硫塔会受到腐蚀作用的影响。对此,为了保证其作用可以得到有效的发挥,需要采取有效的措施对其进行防护,进而可以降低脱硫塔的受腐蚀程度,在保障工业生产中脱硫系统稳定运行的同时,提高我国工业的绿色可持续发展水平。
参考文献:
[1]李磊,刘忠生,韩天竹.流化催化裂化装置湿法脱硫烟气中颗粒物现场监测的问题分析、对策及优化建议[J/OL].化工环保:1-8[2021-05-26].
[2]王猛.燃煤锅炉湿法脱硫后烟气冷凝潜热回收效益简要计算及前景展望[J].山东化工,2020,49(24):245-246.

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