文档介绍：1
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引言
腐蚀—腐蚀是材料在环境的作用下引起的破坏或变质。金属和合金的腐蚀主要是由于化学或电化学作用引起的破坏,有时还同时伴有机械、物理或生物作用。非金属的破坏一般由于化学或物理作用引起,如氧化、溶解、膨胀等。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置因其工艺技术成熟、煤种适用面宽、脱硫效率高、成本较低而成为国内外火电厂烟气脱硫系统的主流装置,但是该装置所用的石灰石-石膏湿法脱硫工艺造成整个系统的工作环境恶劣、防腐蚀工程量大,对系统设备的防腐性能提出了较高的要求。
阀门是流体输送系统中的重要控制设备,改变通路断面和介质流动方向,具有截断、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能,在整个脱硫过程中,阀门性能的优劣直接关系到整个脱硫系统能否正常有序高效运行。TTV根据多年的阀门设计制造经验,综合现在石灰石-石膏湿法烟气脱硫工况条件,就阀门防腐材料选用对策作如下分析与探讨。
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脱硫工艺
石灰石-石膏湿法脱硫工艺是石灰石(CaCO3)经磨碎后加水制成浆液作为吸收剂,与降温后进入吸收塔的烟气接触、混合,烟气中的SO2与浆液中的CaCO3 及加入的空气进行化学反应,最后生成石膏。脱硫后的烟气经除雾、换热升温后通过烟囱排放。该工艺系统包括烟气烟道、烟气脱硫、石灰石制备、石膏处理和
废水处理几大部分。其主要的化学反应过程如下:
①.SO2 + H2O → H2SO3 吸收
②.CaCO3 + H2SO3 → CaSO3 + CO2 + H2O 中和
③.CaSO3 + 1/2 O2 → CaSO4 氧化
④.CaSO3 + 1/2 H2O → CaSO3•1/2H2O 结晶
⑤.CaSO4 + 2H2O → CaSO4•2H2O 结晶
⑥.CaSO3 + H2SO3 → Ca(HSO3)2 pH控制
另外,燃煤产生的卤化物(***化物、***化物)和氮化物的含量,除本身具有腐蚀作用外,会强化腐蚀环境PH值的变化,强化硫酸盐的腐蚀作用,具有强氧化性。
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烟气脱硫系统的腐蚀现象非常复杂,形式上有均匀腐蚀(一般腐蚀)和局部腐蚀(缝隙腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀等),以及物理腐蚀(磨损腐蚀、气泡腐蚀和冲刷腐蚀)、电化学腐蚀等,又因温度、运行工况等因素交织,整个腐蚀是化学、物理和机械等因素迭加的复杂过程。
非金属材料的化学腐蚀较缓慢,而物理腐蚀破坏较迅速,是造成非金属腐蚀的主要原因。物理腐蚀主要表现为溶胀、鼓泡、分层、剥离、开裂、脱胶等现象,其起因主要由腐蚀介质的渗透和应力腐蚀所致。
烟气中的SO2、HCl、HF和NxO等酸性气体在与液体接触时,生成相应的酸液,其SO32-、Cl-、SO42-对金属有很强的腐蚀性,对防腐内衬亦有很强的扩散渗透破坏作用。
安放有垫圈的部位或附着沉积物的金属表面易发生缝隙腐蚀。
如果钝化膜再生得不够快,点腐蚀就会加速,使腐蚀程度加深。一般在含有***化物的水溶液中易发生此类点腐蚀。
金属表面与水及电解质接触处易形成电化学腐蚀(此现象在不同金属之间的法兰连接处、焊缝处比较常见)。
溶液中的硫酸盐和亚硫酸盐随溶液渗入防腐内衬及其毛细孔内,当系统停运后,逐渐变干,溶液中的硫酸盐和亚硫酸盐析出并结晶,随后体积发生膨胀,使防腐内衬产生应力,发生剥离损坏。
浆液中含有的固态物,在一定流速下对系统设备有一定的冲刷作用,形成冲刷腐蚀。
脱硫系统的腐蚀现象
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各区域工况情况
按阀门使用区域划,将脱硫系统划分为制浆区、石膏浆液排出区、真空皮带脱水机系统区、工艺水箱区等区域。
制浆区浆液中主要含有CaCO3颗粒和悬浮液,pH值一般在8左右,固体颗粒含量大(约28~32%),流速大,对设备冲刷作用较剧烈。如果制备石灰石浆液的工艺水是利用真空皮带脱水机冲洗石膏用的过滤水,则石灰石浆液中也会含有***离子、硫酸根离子和亚硫酸根离子,***离子的质量分数可达到2х10-2左右,浆液供应系统内可能会发生酸性腐蚀。
石膏浆液排出区:吸收塔内浆液pH值为5~6,***离子浓度为2х10-2左右,含固量较大(14~16%),流速大则有冲刷。排出石膏浆液中主要含有***离子、硫酸根离子和亚硫酸根离子,***离子浓度为2х10-2以上,该区会发生酸性腐蚀。
真空皮带脱水机系统区:石膏浆液经水力旋流器一级脱水后,再经真空皮脱水机二级脱水,石膏浆液进一步脱水至含固率达到90%以上,已澄清的液体的含固率低(3~4%),冲刷磨损小,浆液中也会含有***离子、硫酸根离子和亚