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理性选择脱硫塔常用防腐耐磨材料 推动工业烟气脱硫技术可持续发展

2025-11-03 17:07:00

  随着全球环保法规趋严,工业烟气脱硫(FGD)系统成为燃煤电厂、钢铁冶炼、化工等行业污染治理的关键环节。湿法石灰石-石膏法脱硫效率高(90%~98%),连续运转处理周期长,脱硫除尘能力强等优势成为主流工艺。作为脱硫系统的核心,脱硫塔内部腐蚀介质复杂,温度波动剧烈,物理冲刷严重。传统防腐材料如玻璃鳞片涂层耐温最高200℃,且耐磨性不足,导致频繁停机维修,年均经济损失超200亿元。

  国外对湿法脱硫设备的腐蚀性能防护,主要是采用镀锌镍基金属衬里、玻璃鳞片涂层、橡胶衬里三种工艺,欧洲地区发展较成熟的是橡胶板复合材料及其接工艺技术,东欧地区一般将橡胶衬里镶嵌在吸收塔及其出口排气管道内表面;日本在吸收塔湿法脱硫管道和排气烟道内部表面的防腐,一般采取玻璃鳞片掺杂聚合物技术来实现;美国较多选择合金内衬作为烟道和吸收塔内表面防腐材料。综合考虑防护性能、维修成本及制造成本,我国电厂脱硫塔通常采用玻璃鳞片涂层,但玻璃鳞片涂料胶容易磨损,使用寿命短,致使其需要定期检查和维修,而每次处理该问题都要停工,清空吸收塔的浆液才能进行维修,给企业生产运行造成很大的麻烦,并增加了维修成本。

  玻璃鳞片树脂涂层采用现场配置涂敷的安装方式,用于脱硫的乙烯基树脂按照使用温度一般分为,甲基丙烯酸类乙烯基树脂,最高使用温度为130℃;酚醛环氧类乙烯基树脂,最高使用温度为150℃。由于高温下热膨胀系数不匹配,玻璃鳞片树脂涂层易产生微裂纹,导致其脱落。用于玻璃鳞片衬里和玻璃钢衬里的乙烯基树脂具有良好的耐HF性,但作为填充材料的玻璃鳞片(SiO2)会被HF腐蚀,对于使用高含氟量燃料的电厂,不宜采用玻璃鳞片作为填料。对于有较高机械强度、耐磨、抗渗透的区域,则需要采用玻璃纤维织物增强的鳞片衬里,如吸收塔的喷淋区和浆液池、地坑地沟等。

  在脱硫塔中,橡胶衬里一般为工厂预制后现场安装。由于水蒸气、阴离子渗透、扩散,橡胶内衬出现鼓泡、裂纹、脱落而导致失效,进而造成基体(钢材)的腐蚀。此外,其与硬物和利器接触造成机械损伤、施工时质量问题、塔内温度也都会造成橡胶失效。

  近年来,镍基合金以其出色的防腐蚀性能,在烟气除尘脱硫装置中得到广泛应用,但成本较高,主要应用于脱硫塔入口烟道以及烟道附近的塔、有关部件的连接螺栓、不锈钢支撑件等部位。只要不锈钢或合金表面的钝化膜保持完好无损,其腐蚀速率非常低。合金表面钝化膜的稳定性与其自身微观结构、温度、pH值、Cl离子浓度有关。当Cl离子浓度过高时,钝化膜将破裂,合金衬里会发生点蚀和缝隙腐蚀,导致失效。在脱硫塔施工安装过程中,焊接工艺、焊材选择不当等因素也会影响其使用寿命。

  玻璃钢耐化学腐蚀性能优异,造价比合金低,所以湿法脱硫系统装置使用玻璃钢已取得很好的效果,玻璃钢已经应用在脱硫塔塔体、石灰溶解槽、集液器、除雾器、浆液输送管道、烟道等部位。玻璃钢内表面光滑,不易结垢,但在流速很高及颗粒物浓度较高区域,玻璃钢存在耐磨性问题,同时温度波动也会对玻璃钢脱硫塔使用寿命造成影响。

  通过上述分析对比,北京联合荣大科技工作者总结出下列结论:工业烟气脱硫系统中,选择防腐方案不仅是技术问题,更涉及经济投入和环保责任。高端防腐材料可能初期成本较高,但降低维护和更换频率后,从长期看来具有更好的性价比。廉价材料可能导致频繁停产和修复,综合成本更大。防腐材料和施工过程中的环保性能也需关注,无污染、低挥发、有利于回收的材料更符合现代工业发展趋势。选材应兼顾性能与环境影响,推动可持续发展。(北京联合荣大工程材料股份有限公司专家组)

来源:中国冶金报-中国钢铁新闻网

编辑:温晓霞

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