烟气脱硫装置的防腐与防腐材料的应用

1、烟气脱硫装置的防腐与防腐材料的应用锅炉工程处 付连兵 王涛摘要：湿法脱硫系统需要防腐的部位、施工方法以及优质的防腐材料的选择关键词：烟气脱硫 防腐 性能 施工 防腐材料一、 引言我国是个燃煤大国，火力发电厂成为我国电力供应的主力，燃煤产生的烟气对大气的污染越来越严重随着经济的不断发展，加入WTO的迫切需求，酸雨经常发生，而投入烟道脱硫装置（简称FGD）是当今燃煤锅炉控制二氧化硫排放的主要措施。烟气脱硫有多种工艺，而石灰石-石膏湿法工艺是当今世界各国应用最多且最为成熟的工艺。云南滇东发电厂新建工程4×600MW机组烟气脱硫工程，产品由北京博奇电力科技有限公司引进日本技术设计，就是采用湿

2、法脱硫。吸收塔（JBR）是脱硫工艺中脱除SO2等有害物质的一个圆柱形反应装置，为鼓泡式结构，是烟气吸收系统中最主要的设备，在吸收塔内，烟气中的SO2 被石膏浆液洗涤并且与浆液中的CaCO3发生反应，在吸收塔内底部被氧化风机鼓入的空气强制氧化，最终生成石膏晶体，经石膏排浆泵排出吸收塔送入石膏处理系统脱水。在吸收塔的外部布置有两级水平式除雾器，以除去脱硫后净烟气带出的细小液滴，再通过烟气换热器从烟囱排放，脱硫副产物经过旋流器、真空皮带脱水机成为脱水石膏，上述就是除烟气中SO2等有害物质的简易流程。二、腐蚀环境区域煤炭燃烧时除产生SO2外，还生成少量SO3、NOX、HC1、HF等气体，由于烟气中含有

3、水，因此可在瞬间形成H2SO4、HC1、HF等强腐蚀性溶液。与此同时，含有烟尘的烟气高速穿过设备和管道，对装置的腐蚀相当严重。并且，吸收塔的入口烟气温度可高达180，而内腔长期处于45-70的酸、碱交替的湿热环境之中。可见，湿法除尘脱硫系统在运行中处于强腐蚀性介质、湿热和高磨损的严酷环境中。由于 腐蚀环境恶劣，湿式脱硫系统对材质的耐蚀、耐磨、耐温要求极为严格。吸收塔、烟道的材质或防护材料的选择对装置的使用寿命和成本影响很大，因此被认为是烟气脱硫装置设计和制造的关键技术之一。吸收塔体可用合金钢、玻璃钢或碳钢内衬玻璃钢、橡胶、砖板、鳞片涂料等，云南滇东发电厂新建工程4×600MW机组烟气

4、脱硫工程防腐就是采用碳钢内衬玻璃鳞片涂料施工。下面是需要做防腐措施的部位：1、吸收塔内壁采用衬玻璃鳞片涂料。2、烟气系统中设有烟气换热器（GGH）的脱硫装置，应从烟气换热器原烟道侧入口弯头处至烟囱的烟道采取防腐措施，防腐材料可以采用玻璃鳞片涂料。3、主烟道上的旁路挡板的后短节，也就是净烟气侧 （包括烟道内的导流板），内壁也必须采取防腐措施。4、挡板门中需要防腐的挡板门是脱硫出口挡板门和旁路挡板门。其框架、叶片、轴、螺栓和密封片均应采用镍基合金。5、烟气换热器（GGH）在设计工况下，经烟气换热器后的烟气温度应不低于80，其加热侧和换热组件由于接触净烟气，所以要进行防腐。加热侧壳体内表面的防腐是采

5、用玻璃鳞片涂料；而换热组件一般为涂搪瓷。 5、浆液系统的设备中，浆液输送管道中要加过滤器，以及在浆液泵的吸入侧要加滤网。过滤器的外壳一般采用钢衬胶或衬玻璃鳞片，而滤网采用镍基合金。储存浆液的箱、罐、池，都要进行防腐。防腐措施一般是衬玻璃鳞片。三、防腐涂料的选择1、 材料的选择应本着经济、适用，满足脱硫装置特定工艺要求，选择具有较长使用寿命的材料。2、 非金属材料（防腐材料）的选择应根据脱硫工艺不同部位的实际情况，衬抗腐蚀性和磨损性强的材料。3、 非金属材料（防腐材料）主要可选择玻璃鳞片树脂、玻璃钢、塑料、橡胶、陶瓷类产品用于防腐蚀和磨损。4、 主要非金属材料及使用部位序号材料名称 材料主要成分

6、使用部位1玻璃鳞片树脂玻璃鳞片、乙烯基酯树脂酚醛树脂、呋喃树脂还氧树脂净烟气、低温原烟气段、吸收塔、浆液箱罐等内衬；石膏仓内表面涂料2玻璃钢玻璃鳞片、玻璃纤维、乙烯基酯树脂、酚醛树脂吸收塔喷淋层、浆液管道、箱罐3塑料聚丙烯等管道、除雾器4橡胶氯化丁基橡胶氯丁橡胶、丁苯橡胶吸收塔、浆液箱罐、浆液管道、水力旋流器等内衬；真空脱水机、输送皮带5陶瓷碳化硅浆液喷嘴5、 云南滇东发电厂新建工程4×600MW机组烟气脱硫工程防腐主要是采用内衬玻璃鳞片涂料。四、玻璃鳞片理化性能1、玻璃鳞片树脂主要性能序号项目单位乙烯基酯树脂酚醛乙烯基酯树脂1拉伸强度Mpa>25>252延伸率%>

7、0.5>0.53巴氏硬度>35>354粘接强度Mpa>10>105使用温度<100<1606水汽渗透率g.cm/24h.m2.mmHg<0.0016<0.00162、玻璃鳞片的物理性能玻璃鳞片的厚度一般为25µm，片径长度为1003000µm，在涂膜中上下交错排列，形成封闭性强的屏蔽结构，这种结构可代替橡胶、塑料、和玻璃钢衬里，或与玻璃钢衬里相结合，构成玻璃鳞片涂料衬里，它具有以下特点：（1） 极优良的抗介质的渗透性。（2） 优良的耐磨蚀性。（3） 固化时收缩率小，热膨胀系数小。（4） 衬里与基体的粘结性好，耐温变性好。

8、（5） 施工方便，可喷涂、滚涂、刷涂、抹涂等。 3、玻璃鳞片涂料的组成 涂料配方（以乙烯基酯树脂为例）组份乙烯基酯树脂玻璃鳞片触变剂消泡剂颜料环烷酸钴引发剂质量百分比，%60772035150.12270.512玻璃鳞片涂料中的树脂主要是热固性树脂，乙烯基酯树脂主要是由甲基丙烯酸与还氧树脂反应而成，因此既具有还氧树脂优良的粘接性，又具有不饱和聚酯树脂优良的加工工艺，是综合性能最好的玻璃鳞片用树脂，可以制成胶泥、厚膜、薄膜型涂料。FGD中的防腐涂层的厚度一般为2mm左右。4、防腐结构玻璃鳞片涂料用于FGD内衬时，防腐层结构采用玻璃布作为增强材料，形成耐温、耐磨、抗蚀鳞片衬里。根据腐蚀的环境选择不

9、同等级和结构的防腐层，见下表：表： 不同等级和结构的防腐层 防腐蚀等级 结 构 厚度（mm） 中 度 底涂一道/玻璃布二层/面涂二道 2.0 加 强 底涂一道/玻璃布三层/面涂二道 2.5 五、玻璃鳞片施工1、 基体的表面处理玻璃鳞片涂料可在各种材料的基体上进行施工，对基体的要求：（1）表面预处理 即对金属表面的油污、各种附着物及较厚的锈层进行清除，可用机械的或化学清洗耳恭听的方法进行。（2）表面处理 可用手工的、机械的或化学酸洗等方法。对于面积较大，要求较高的衬里，要采用喷砂的方法，要求喷砂后达到二级以上标准，金属近白色，表面粗糙度达3080µm。 2、涂装和检测（1）涂底漆 喷砂

10、后，趁表面未吸湿前，尽快涂刷或喷涂12道，厚度30100m。（2）中间漆 可用涂、滚、喷或抹的方法进行。a刷、涂、滚或喷涂适用于薄膜（0.20.4mm）和中膜（0.41mm），可涂23道厚浆型涂料来达到规定的厚度。b抹涂适用于1mm以上的较厚涂层，一般1.52mm的涂层可抹2道胶泥，也可用3道以上的厚浆型涂料来达到。对于需采用与玻璃钢复合的结构，可用12层玻璃布或用玻璃纤维表面毡和短切毡，涂覆在一定厚度（1.52mm）玻璃鳞片涂层上，其总厚度可达34mm。（3）涂面漆 一般12道，50100m厚度。（4）检测 为保证涂层的施工质量，涂层施工后必须进行质量检测。对于较厚的涂层，可在施工至中间厚度

11、时，增加一次检测。检测内容如下：a外观检查，主要用目测的方法，看涂层是否漏涂、流挂、厚度不均以及隆起、剥离等异常情况。b硬度检查，用巴柯尔硬度计或溶剂擦拭表面，以观察涂层的固化是否完全。c针孔测试，采用放电式针孔检测仪检查全部漆膜，不得有针孔。d厚度检测，采用电磁厚仪测涂膜应达到规定的厚度。3、涂层的保养和维护 涂层施工后至能使用的这段时间称为保养期，保养期的长短视涂层固化是否完全，一般夏天应放5天以上，冬天应10天以上，如提前使用则可用加温办法加速其涂层固化过程，可60固化4h，再80固化2h。为充分发挥玻璃鳞片涂料长期的使用效果，还必须在使用一段时间后对已使用的鳞片涂层进行全面的检查和局部

12、修补。六、玻璃鳞片的应用 目前，国内外生产的高性能涂料一般都是鳞片涂料。鳞片涂料是以极薄的耐蚀鳞片（玻璃鳞片、不锈钢鳞片等）为骨料，以耐蚀树脂作为粘结剂所制成的一种高效防腐涂料，其结构具有独特的抗渗性能。由于此类鳞片涂料和由此制成的鳞片衬里的防腐蚀性能优良、施工简便、使用年限长、维护费用少，因而，此项技术在近二十年来受到美、英、德、法、日等发达国家的普遍重视，并已开发出多种性能良好的重防腐蚀材料，广泛应用于烟气脱硫装置，取得了明显的经济效果。随着我国大量引进国外的先进技术，高性能防腐涂料作为FGD中的防腐内衬技术也开始进入我国。鳞片树脂涂料衬里结构大大提高了防护层的抗渗性、耐磨性、耐温变性，增

13、强了整体性和粘结力，为解决湿法燃煤烟气脱硫设备的防腐问题提供了一条简便而易推广的新途径。此技术已在全国二百余家除尘脱硫设备上采用，收到了良好的效果。七、结束语 综上所述，FGD钢制设备处于高温高湿、强酸和高磨损的恶劣腐蚀环境中，如不进行有效的防护将很快被严重侵蚀。目前，用于FGD装置防护的材料主要有合金钢、砖板衬里、胶泥衬里、整体玻璃钢和重防腐蚀涂料等。国外20余年的时间证明，鳞片涂料的耐温、耐磨性能和防腐性能突出，是FGD防腐的一项切实可行的对策。 玻璃鳞片防腐蚀涂料能耐多种腐蚀介质的长期侵蚀，涂层与钢材的粘结力强，耐磨耗性能突出；该系列产品的固体含量在90%以上，减少了由于溶剂挥发造成的资源浪费和环境污染。廉价云母鳞片、无溶剂化和厚涂等技术的采用，降低了防腐层的成本。玻璃鳞片涂料结构，具备抗渗、防腐、耐磨损、高强度、耐温变等多种优点，是应用FGD钢制设备防护的一种经济又可靠的新技术。参考文献：1、 中华人民共和国环境保护行业标准火电厂烟气脱硫工程技术规范石灰石/石灰石膏法2005-06-24发布 2005-10-01实施 HJ/T-179-2005 国家环境保