濕法煙氣脫硫設備不銹鋼及高合金材料的應用

  浙江至德鋼業(yè)有限公司探究了煙氣脫硫技術中常見的濕法工藝，石灰石-石膏法的工藝流程和裝備的腐蝕情況，簡單介紹了各部件選用的防腐材料的優(yōu)缺點以及不銹鋼和高合金材料在裝備上的應用情況，分析了濕法煙氣脫硫設備不銹鋼及高合金材料的應用情況。

   近些年來，隨著工業(yè)的發(fā)展和進步，我國大氣污染問題日益凸顯，而燃煤發(fā)電廠是二氧化硫的主要污染源之一。發(fā)電廠煙氣脫硫手段多種多樣，其中，濕法煙氣脫硫為當前最為成熟的工藝之一，具有工藝成熟、脫硫效率高、系統(tǒng)適應性強、成本低廉、脫硫產(chǎn)物可綜合利用等優(yōu)點，與此同時，也存在一些固有的問題，其中以防腐最為突出。為此至德鋼業(yè)嘗試對相關技術進行分析和探討，以求更好的促進相關工藝的發(fā)展。

一、FGD系統(tǒng)工藝

   FGD系統(tǒng)經(jīng)過長時間的應用和發(fā)展，已經(jīng)較為成熟，其通常分為以下幾個系統(tǒng)，即煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、排放系統(tǒng)等，其主要設備通常有升壓風機、煙氣換熱器、吸收塔及循環(huán)泵、氧化風機、除霧器等。該系統(tǒng)的主要工作原理就是將石灰石加水制作成為漿液，作為吸收劑泵入到吸收塔與煙氣充分接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的氫氧化鈣以及從塔下鼓入的空氣進行反應生成硫酸鈣，而硫酸鈣達到了一定的飽和度之后，就會結晶形成石膏。經(jīng)過吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)過濃縮、脫水，最終在其含水量小于10%的時候，使用輸送機將其送到石膏貯倉堆放，脫硫后的煙氣經(jīng)過除霧器除去霧滴，在經(jīng)過換熱器加熱升溫之后，借助煙囪排入到大氣之中。在此過程中，由于吸收塔內(nèi)吸收劑漿液借助循環(huán)泵反復循環(huán)與煙氣接觸，因此吸收劑的利用效率較高，鈣硫比相對較低，脫硫效率可達90%以上。

二、常用防腐材料

    FGD裝置主要的工作介質(zhì)環(huán)境是由煙氣和漿液組成的，設備與管路腐蝕和磨損的發(fā)生也都來自于煙氣與漿液。結合當前我國常用的煙道、煙囪、脫硫、除塵防腐材料的情況來看，不同類型的材料各有其優(yōu)劣勢。玻璃鋼具有內(nèi)表光滑，不容易沉積污垢、耐磨耐酸、耐熱性比較好的優(yōu)點，但是其同時也存在有彈性模量低、長期耐溫性差，容易老化、層間剪切強度低等不足；涂料耐酸堿的能力比較強，膨脹系數(shù)高，附著力也比較好，耐磨性強，表面光滑，抗沖擊能力強，使用時不容易產(chǎn)生裂紋，施工簡單方便等優(yōu)點，但同時其也存在不耐磨損、價格昂貴的劣勢；目前能夠滿足脫硫系統(tǒng)要求的不銹鋼材料通常所選用鎳基金屬和雙相不銹鋼材料，這種材料的性能雖然比較優(yōu)越，但是在具體應用中卻存在有成本高的劣勢。因此在選擇防腐材料時，需要結合實際需要綜合分析。

三、FGD設備防腐蝕方案中不銹鋼及高合金材料的選用

    在濕法FGD設備中，金屬材料的腐蝕通常以化學腐蝕、電化學腐蝕及磨損腐蝕等為主，高鎳合金等具有耐腐蝕性能，在高鎳合金中增加鉻和鉬后，其耐點腐蝕和縫隙腐蝕的能力則將會進一步增強。由于高鎳合金的價格相對來說比較昂貴，因此，工作人員可以結合脫硫裝置運行中不同的介質(zhì)成分運行條件，在對pH值、溫度、氯離子含量等進行檢測之后，分析腐蝕的輕重程度，然后選擇合適的材料。

   在FGD系統(tǒng)中，容易發(fā)生腐蝕和使用合金鋼的部位主要在吸收塔、塔內(nèi)件、擋板門、煙道等幾個部位，其中脫硫吸收塔為FGD濕法脫硫系統(tǒng)中煙氣發(fā)生反應除去二氧化硫的主要場所。當前，應用于吸收塔的防腐材料主要有橡膠、玻璃鱗片、不銹鋼及鎳基合等幾種不同的類型，其中不同材料由于性能及成本等差異，往往會被用在不同的部位，比如說鎳基合金的價格比較昂貴，輕易不會使用，多用在吸收塔入口干濕界面，環(huán)境比較惡劣的地方，而其他非干濕交替的地方則使用普通不銹鋼或者是不銹鋼和碳鋼復合板。而塔內(nèi)件形式多樣、工作環(huán)境復雜，如吸收塔合金托盤，其作為布風裝置，安裝在吸收塔噴淋區(qū)的下面，煙氣在通過托盤之后，均勻的分布到整個吸收塔的界面，這樣能夠有效的達到凈化空氣的目的；攪拌器軸和葉片可以采用耐蝕合金制造；漿液再循環(huán)泵內(nèi)襯基本上都是橡膠，在材料選擇時，也可以結合實際情況靈活選擇。

   總之，濕法煙氣脫硫的主要目的就是為了減少工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染，當前煙氣脫硫設備已經(jīng)應用到了多種不銹鋼和高合金材料中，其能夠更好的提升工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益和社會效益，而這對于社會的發(fā)展及進步有著較為積極的促進作用。