濕法煙氣脫硫設(shè)備不銹鋼及高合金材料的應(yīng)用

  浙江至德鋼業(yè)有限公司探究了煙氣脫硫技術(shù)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(jiǎn)單介紹了各部件選用的防腐材料的優(yōu)缺點(diǎn)以及不銹鋼和高合金材料在裝備上的應(yīng)用情況，分析了濕法煙氣脫硫設(shè)備不銹鋼及高合金材料的應(yīng)用情況。

   近些年來(lái)，隨著工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)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?yàn)楫?dāng)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(yīng)性強(qiáng)、成本低廉、脫硫產(chǎn)物可綜合利用等優(yōu)點(diǎn)，與此同時(shí)，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(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分析和探討，以求更好的促進(jìn)相關(guān)工藝的發(fā)展。

一、FGD系統(tǒng)工藝

   FGD系統(tǒng)經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用和發(fā)展，已經(jīng)較為成熟，其通常分為以下幾個(gè)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(shè)備通常有升壓風(fēng)機(jī)、煙氣換熱器、吸收塔及循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、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(jìn)行反應(yīng)生成硫酸鈣，而硫酸鈣達(dá)到了一定的飽和度之后，就會(huì)結(jié)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(shí)候，使用輸送機(jī)將其送到石膏貯倉(cāng)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(fù)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(duì)較低，脫硫效率可達(dá)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(shè)備與管路腐蝕和磨損的發(fā)生也都來(lái)自于煙氣與漿液。結(jié)合當(dāng)前我國(guó)常用的煙道、煙囪、脫硫、除塵防腐材料的情況來(lái)看，不同類型的材料各有其優(yōu)劣勢(shì)。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(diǎn)，但是其同時(shí)也存在有彈性模量低、長(zhǎng)期耐溫性差，容易老化、層間剪切強(qiáng)度低等不足；涂料耐酸堿的能力比較強(qiáng)，膨脹系數(shù)高，附著力也比較好，耐磨性強(qiáng)，表面光滑，抗沖擊能力強(qiáng)，使用時(shí)不容易產(chǎn)生裂紋，施工簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)其也存在不耐磨損、價(jià)格昂貴的劣勢(shì)；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(yīng)用中卻存在有成本高的劣勢(shì)。因此在選擇防腐材料時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際需要綜合分析。

三、FGD設(shè)備防腐蝕方案中不銹鋼及高合金材料的選用

    在濕法FGD設(shè)備中，金屬材料的腐蝕通常以化學(xué)腐蝕、電化學(xué)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(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕的能力則將會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)。由于高鎳合金的價(jià)格相對(duì)來(lái)說比較昂貴，因此，工作人員可以結(jié)合脫硫裝置運(yùn)行中不同的介質(zhì)成分運(yùn)行條件，在對(duì)pH值、溫度、氯離子含量等進(jìn)行檢測(cè)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(gè)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(yīng)除去二氧化硫的主要場(chǎng)所。當(dāng)前，應(yīng)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(huì)被用在不同的部位，比如說鎳基合金的價(jià)格比較昂貴，輕易不會(huì)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(fù)合板。而塔內(nèi)件形式多樣、工作環(huán)境復(fù)雜，如吸收塔合金托盤，其作為布風(fēng)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(gè)吸收塔的界面，這樣能夠有效的達(dá)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(shí)，也可以結(jié)合實(shí)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(duì)環(huán)境的污染，當(dāng)前煙氣脫硫設(shè)備已經(jīng)應(yīng)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(jì)效益和社會(huì)效益，而這對(duì)于社會(huì)的發(fā)展及進(jìn)步有著較為積極的促進(jìn)作用。