煙氣脫硫裝置的防腐與防腐材料的應用

1、煙氣脫硫裝置的防腐與防腐材料的應用鍋爐工程處 付連兵 王濤摘要：濕法脫硫系統(tǒng)需要防腐的部位、施工方法以及優(yōu)質的防腐材料的選擇關鍵詞：煙氣脫硫 防腐 性能 施工 防腐材料一、 引言我國是個燃煤大國，火力發(fā)電廠成為我國電力供應的主力，燃煤產生的煙氣對大氣的污染越來越嚴重隨著經濟的不斷發(fā)展，加入WTO的迫切需求，酸雨經常發(fā)生，而投入煙道脫硫裝置（簡稱FGD）是當今燃煤鍋爐控制二氧化硫排放的主要措施。煙氣脫硫有多種工藝，而石灰石-石膏濕法工藝是當今世界各國應用最多且最為成熟的工藝。云南滇東發(fā)電廠新建工程4×600MW機組煙氣脫硫工程，產品由北京博奇電力科技有限公司引進日本技術設計，就是采用濕

2、法脫硫。吸收塔（JBR）是脫硫工藝中脫除SO2等有害物質的一個圓柱形反應裝置，為鼓泡式結構，是煙氣吸收系統(tǒng)中最主要的設備，在吸收塔內，煙氣中的SO2 被石膏漿液洗滌并且與漿液中的CaCO3發(fā)生反應，在吸收塔內底部被氧化風機鼓入的空氣強制氧化，最終生成石膏晶體，經石膏排漿泵排出吸收塔送入石膏處理系統(tǒng)脫水。在吸收塔的外部布置有兩級水平式除霧器，以除去脫硫后凈煙氣帶出的細小液滴，再通過煙氣換熱器從煙囪排放，脫硫副產物經過旋流器、真空皮帶脫水機成為脫水石膏，上述就是除煙氣中SO2等有害物質的簡易流程。二、腐蝕環(huán)境區(qū)域煤炭燃燒時除產生SO2外，還生成少量SO3、NOX、HC1、HF等氣體，由于煙氣中含有

3、水，因此可在瞬間形成H2SO4、HC1、HF等強腐蝕性溶液。與此同時，含有煙塵的煙氣高速穿過設備和管道，對裝置的腐蝕相當嚴重。并且，吸收塔的入口煙氣溫度可高達180，而內腔長期處于45-70的酸、堿交替的濕熱環(huán)境之中。可見，濕法除塵脫硫系統(tǒng)在運行中處于強腐蝕性介質、濕熱和高磨損的嚴酷環(huán)境中。由于 腐蝕環(huán)境惡劣，濕式脫硫系統(tǒng)對材質的耐蝕、耐磨、耐溫要求極為嚴格。吸收塔、煙道的材質或防護材料的選擇對裝置的使用壽命和成本影響很大，因此被認為是煙氣脫硫裝置設計和制造的關鍵技術之一。吸收塔體可用合金鋼、玻璃鋼或碳鋼內襯玻璃鋼、橡膠、磚板、鱗片涂料等，云南滇東發(fā)電廠新建工程4×600MW機組煙氣

4、脫硫工程防腐就是采用碳鋼內襯玻璃鱗片涂料施工。下面是需要做防腐措施的部位：1、吸收塔內壁采用襯玻璃鱗片涂料。2、煙氣系統(tǒng)中設有煙氣換熱器（GGH）的脫硫裝置，應從煙氣換熱器原煙道側入口彎頭處至煙囪的煙道采取防腐措施，防腐材料可以采用玻璃鱗片涂料。3、主煙道上的旁路擋板的后短節(jié)，也就是凈煙氣側 （包括煙道內的導流板），內壁也必須采取防腐措施。4、擋板門中需要防腐的擋板門是脫硫出口擋板門和旁路擋板門。其框架、葉片、軸、螺栓和密封片均應采用鎳基合金。5、煙氣換熱器（GGH）在設計工況下，經煙氣換熱器后的煙氣溫度應不低于80，其加熱側和換熱組件由于接觸凈煙氣，所以要進行防腐。加熱側殼體內表面的防腐是采

5、用玻璃鱗片涂料；而換熱組件一般為涂搪瓷。 5、漿液系統(tǒng)的設備中，漿液輸送管道中要加過濾器，以及在漿液泵的吸入側要加濾網。過濾器的外殼一般采用鋼襯膠或襯玻璃鱗片，而濾網采用鎳基合金。儲存漿液的箱、罐、池，都要進行防腐。防腐措施一般是襯玻璃鱗片。三、防腐涂料的選擇1、 材料的選擇應本著經濟、適用，滿足脫硫裝置特定工藝要求，選擇具有較長使用壽命的材料。2、 非金屬材料（防腐材料）的選擇應根據脫硫工藝不同部位的實際情況，襯抗腐蝕性和磨損性強的材料。3、 非金屬材料（防腐材料）主要可選擇玻璃鱗片樹脂、玻璃鋼、塑料、橡膠、陶瓷類產品用于防腐蝕和磨損。4、 主要非金屬材料及使用部位序號材料名稱 材料主要成分

6、使用部位1玻璃鱗片樹脂玻璃鱗片、乙烯基酯樹脂酚醛樹脂、呋喃樹脂還氧樹脂凈煙氣、低溫原煙氣段、吸收塔、漿液箱罐等內襯；石膏倉內表面涂料2玻璃鋼玻璃鱗片、玻璃纖維、乙烯基酯樹脂、酚醛樹脂吸收塔噴淋層、漿液管道、箱罐3塑料聚丙烯等管道、除霧器4橡膠氯化丁基橡膠氯丁橡膠、丁苯橡膠吸收塔、漿液箱罐、漿液管道、水力旋流器等內襯；真空脫水機、輸送皮帶5陶瓷碳化硅漿液噴嘴5、 云南滇東發(fā)電廠新建工程4×600MW機組煙氣脫硫工程防腐主要是采用內襯玻璃鱗片涂料。四、玻璃鱗片理化性能1、玻璃鱗片樹脂主要性能序號項目單位乙烯基酯樹脂酚醛乙烯基酯樹脂1拉伸強度Mpa>25>252延伸率%>

7、0.5>0.53巴氏硬度>35>354粘接強度Mpa>10>105使用溫度<100<1606水汽滲透率g.cm/24h.m2.mmHg<0.0016<0.00162、玻璃鱗片的物理性能玻璃鱗片的厚度一般為25µm，片徑長度為1003000µm，在涂膜中上下交錯排列，形成封閉性強的屏蔽結構，這種結構可代替橡膠、塑料、和玻璃鋼襯里，或與玻璃鋼襯里相結合，構成玻璃鱗片涂料襯里，它具有以下特點：（1） 極優(yōu)良的抗介質的滲透性。（2） 優(yōu)良的耐磨蝕性。（3） 固化時收縮率小，熱膨脹系數小。（4） 襯里與基體的粘結性好，耐溫變性好。

8、（5） 施工方便，可噴涂、滾涂、刷涂、抹涂等。 3、玻璃鱗片涂料的組成 涂料配方（以乙烯基酯樹脂為例）組份乙烯基酯樹脂玻璃鱗片觸變劑消泡劑顏料環(huán)烷酸鈷引發(fā)劑質量百分比，%60772035150.12270.512玻璃鱗片涂料中的樹脂主要是熱固性樹脂，乙烯基酯樹脂主要是由甲基丙烯酸與還氧樹脂反應而成，因此既具有還氧樹脂優(yōu)良的粘接性，又具有不飽和聚酯樹脂優(yōu)良的加工工藝，是綜合性能最好的玻璃鱗片用樹脂，可以制成膠泥、厚膜、薄膜型涂料。FGD中的防腐涂層的厚度一般為2mm左右。4、防腐結構玻璃鱗片涂料用于FGD內襯時，防腐層結構采用玻璃布作為增強材料，形成耐溫、耐磨、抗蝕鱗片襯里。根據腐蝕的環(huán)境選擇不

9、同等級和結構的防腐層，見下表：表： 不同等級和結構的防腐層 防腐蝕等級 結 構 厚度（mm） 中 度 底涂一道/玻璃布二層/面涂二道 2.0 加 強 底涂一道/玻璃布三層/面涂二道 2.5 五、玻璃鱗片施工1、 基體的表面處理玻璃鱗片涂料可在各種材料的基體上進行施工，對基體的要求：（1）表面預處理 即對金屬表面的油污、各種附著物及較厚的銹層進行清除，可用機械的或化學清洗耳恭聽的方法進行。（2）表面處理 可用手工的、機械的或化學酸洗等方法。對于面積較大，要求較高的襯里，要采用噴砂的方法，要求噴砂后達到二級以上標準，金屬近白色，表面粗糙度達3080µm。 2、涂裝和檢測（1）涂底漆 噴砂

10、后，趁表面未吸濕前，盡快涂刷或噴涂12道，厚度30100m。（2）中間漆 可用涂、滾、噴或抹的方法進行。a刷、涂、滾或噴涂適用于薄膜（0.20.4mm）和中膜（0.41mm），可涂23道厚漿型涂料來達到規(guī)定的厚度。b抹涂適用于1mm以上的較厚涂層，一般1.52mm的涂層可抹2道膠泥，也可用3道以上的厚漿型涂料來達到。對于需采用與玻璃鋼復合的結構，可用12層玻璃布或用玻璃纖維表面氈和短切氈，涂覆在一定厚度（1.52mm）玻璃鱗片涂層上，其總厚度可達34mm。（3）涂面漆 一般12道，50100m厚度。（4）檢測 為保證涂層的施工質量，涂層施工后必須進行質量檢測。對于較厚的涂層，可在施工至中間厚度

11、時，增加一次檢測。檢測內容如下：a外觀檢查，主要用目測的方法，看涂層是否漏涂、流掛、厚度不均以及隆起、剝離等異常情況。b硬度檢查，用巴柯爾硬度計或溶劑擦拭表面，以觀察涂層的固化是否完全。c針孔測試，采用放電式針孔檢測儀檢查全部漆膜，不得有針孔。d厚度檢測，采用電磁厚儀測涂膜應達到規(guī)定的厚度。3、涂層的保養(yǎng)和維護 涂層施工后至能使用的這段時間稱為保養(yǎng)期，保養(yǎng)期的長短視涂層固化是否完全，一般夏天應放5天以上，冬天應10天以上，如提前使用則可用加溫辦法加速其涂層固化過程，可60固化4h，再80固化2h。為充分發(fā)揮玻璃鱗片涂料長期的使用效果，還必須在使用一段時間后對已使用的鱗片涂層進行全面的檢查和局部

12、修補。六、玻璃鱗片的應用 目前，國內外生產的高性能涂料一般都是鱗片涂料。鱗片涂料是以極薄的耐蝕鱗片（玻璃鱗片、不銹鋼鱗片等）為骨料，以耐蝕樹脂作為粘結劑所制成的一種高效防腐涂料，其結構具有獨特的抗?jié)B性能。由于此類鱗片涂料和由此制成的鱗片襯里的防腐蝕性能優(yōu)良、施工簡便、使用年限長、維護費用少，因而，此項技術在近二十年來受到美、英、德、法、日等發(fā)達國家的普遍重視，并已開發(fā)出多種性能良好的重防腐蝕材料，廣泛應用于煙氣脫硫裝置，取得了明顯的經濟效果。隨著我國大量引進國外的先進技術，高性能防腐涂料作為FGD中的防腐內襯技術也開始進入我國。鱗片樹脂涂料襯里結構大大提高了防護層的抗?jié)B性、耐磨性、耐溫變性，增

13、強了整體性和粘結力，為解決濕法燃煤煙氣脫硫設備的防腐問題提供了一條簡便而易推廣的新途徑。此技術已在全國二百余家除塵脫硫設備上采用，收到了良好的效果。七、結束語 綜上所述，FGD鋼制設備處于高溫高濕、強酸和高磨損的惡劣腐蝕環(huán)境中，如不進行有效的防護將很快被嚴重侵蝕。目前，用于FGD裝置防護的材料主要有合金鋼、磚板襯里、膠泥襯里、整體玻璃鋼和重防腐蝕涂料等。國外20余年的時間證明，鱗片涂料的耐溫、耐磨性能和防腐性能突出，是FGD防腐的一項切實可行的對策。 玻璃鱗片防腐蝕涂料能耐多種腐蝕介質的長期侵蝕，涂層與鋼材的粘結力強，耐磨耗性能突出；該系列產品的固體含量在90%以上，減少了由于溶劑揮發(fā)造成的資源浪費和環(huán)境污染。廉價云母鱗片、無溶劑化和厚涂等技術的采用，降低了防腐層的成本。玻璃鱗片涂料結構，具備抗?jié)B、防腐、耐磨損、高強度、耐溫變等多種優(yōu)點，是應用FGD鋼制設備防護的一種經濟又可靠的新技術。參考文獻：1、 中華人民共和國環(huán)境保護行業(yè)標準火電廠煙氣脫硫工程技術規(guī)范石灰石/石灰石膏法2005-06-24發(fā)布 2005-10-01實施 HJ/T-179-2005 國家環(huán)境保