湿法烟气脱硫装置腐蚀与防腐探讨-第2页-北极星大气网

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2.2非金属材料的腐蚀机理

非金属材料腐蚀的腐蚀分为化学腐蚀和物理腐蚀。

2.2.1化学腐蚀

化学腐蚀是一种由局部原电池生成的电化学反应过程，非金属材料就是利用非金属的绝缘性达到增加电池内阻的目的。材料对离子或电解质的渗透阻力越大，其电阻就越大，其耐蚀性能也就越好。在正确的腐蚀选材、设计的前提下，非金属材料的化学腐蚀是一个较缓慢的过程。

2.2.3物理腐蚀

物理腐蚀的破坏是较迅速的过程，是造成非金属材料失效的主要原因。物理腐蚀破坏主要表现为溶胀、鼓泡、分层、剥离、脱粘、龟裂、开裂等。腐蚀环境对材料施加的各种破坏力、材料的内聚强度、材料的基体界面的粘接强度，防腐施工时的工艺及环境影响等这些因素的共同作用是导致物理腐蚀破坏的主要因素。

有机非金属材料大多是在室温条件下成型的，均为非致密性体，其中存在大量的分子级容穴，会生成微细泡、微裂纹等缺陷。在非金属材料均使用挥发性的稀溶剂施工成型时，溶剂的挥发使此类缺陷顿时加大，为腐蚀介质的迁移性渗透提供了通道。衬里材料与基体界面间也不可避免地存在着界面孔隙。这些固有的缺陷导致的介质渗透是物理腐蚀的前提；烟气中的SO2、HCl、HF等酸性气体在与液体接触时，生成相应的酸液，其SO32－、Cl－、SO42－对金属有很强的腐蚀性，对防腐内衬亦有很强的扩散渗透破坏作用。吸收塔浆液中的硫酸盐和亚硫酸盐随溶液渗入防腐内衬及其毛细孔内，当脱硫系统停运后，吸收塔内逐渐变干，溶液中的硫酸盐和亚硫酸盐析出并结晶，随后体积发生膨胀，使防腐内衬产生应力，产生剥离损坏。

在非金属材料衬里本体固化时，大分子间因固化反应形成的新化学键及物理键，使得大分子的聚集态及构象发生变化，分子间距离的缩短导致树脂体积收缩。而衬里会有多种不同相的材料收缩率不同，包括同相材料固化反应速度及固化热分布不均匀，形成收缩残余应力。非金属材料和金属材料的不同热膨胀量，导致二者界面处形成热应力。变化的气流、液流的冲击及其它方面的振动带来的交变应力，降低了非金属材料衬里与基体材料的粘接强度，增加了衬里内部及界面间的微裂纹和孔隙等缺陷。残余应力、热应力、交变应力加速了非金属材料的腐蚀进程；由于GGH（蓄热式换热器）故障或循环液系统故障，导致塔内烟温升高，其防腐材料的许用应力随温度升高而急剧降低。

3．脱硫装置腐蚀环境分析

3.1二氧化硫的作用

在脱硫过程中烟气中的二氧化硫首先被吸收并生成亚硫酸或硫酸，最终生成亚硫酸盐或硫酸盐。亚硫酸根及硫酸根离子具有很强的化学活性，对钢制设备具有很强的腐蚀能力，对防腐衬里亦具有很强的扩散渗透破坏能力。在无GGH的脱硫净烟道中，烟道冷凝酸液的PH可达到2左右。

3.2吸收液的PH值的作用

从二氧化硫的吸收来讲，高的pH值有利于二氧化硫的吸收，pH值＝6时，二氧化硫吸收效果最佳，但此时，亚硫酸钙的氧化和石灰石的溶解受到严重抑制，产品中出现大量难以脱水的亚硫酸钙，石灰石颗粒，石灰石的利用率下降，运行成本提高，石膏综合利用难以实现，并且易发生结垢，堵塞现象。而低的pH值有利于亚硫酸钙的氧化，石灰石溶解度增加，按一定比例鼓入空气，亚硫酸钙几乎可以全部得到就地氧化，石灰石的利用率也有提高，原料成本降低，石膏的品质得到保证。但低的pH值使二氧化硫的吸收受到抑制，脱硫效率大大降低，当pH＝4时，二氧化硫的吸收几乎无法进行，且吸收液呈酸性，对设备也有腐蚀。运行中一般控制在pH＝4.5—5.8之间，具体详细范围可根据实际情况在调试优化后得出。

3.3Cl-的作用

湿法脱硫系统中，SO2、H2SO4、H2SO3、HCl很快反应，最终生成CaCl2、CaSO4。CaSO4溶解度非常小，废液中的SO42-浓度不大于1000mg/L，但CaCl2溶解度非常大，所以浆液和废水中的Cl－浓度可以很高。而湿法脱硫系统为闭路循环系统，具有Cl－富集现象。

Cl－在脱硫系统中是引起金属腐蚀的重要原因，当Cl－含量超过20000ppm时，不锈钢已不能正常使用，需要用丁基橡胶，玻璃鳞片做内衬。当Cl－浓度超过60000ppm时，则需更换昂贵的防腐材料（C276,C22合金等）。Cl－的腐蚀作用机理目前还有争议。一部分研究人员认为是金属卤化物的腐蚀产物分解为不可溶的氢氧化物和游离酸，可以使蚀坑内的pH＝1造成的；另有一部分研究人员则认为，卤化物造成点蚀的原因可能是由于Cl－具有易极化的性质所致，卤化物阴离子容易在氧化膜表面吸附，形成表面化合物，由于这种化合物的晶格缺陷较多，具有较大的溶解度，容易导致氧化膜破裂。此外，吸附于电极表面的阴离子具有排斥电子的能力，也促进金属的离子化进程。

另外，氯离子还能抑制吸收塔内的化学反应，改变pH值，降低SO42－去除率，增加石灰石等吸收剂的消耗；氯化物又抑制吸收剂的溶解，由于抑制了石灰石的溶解，使石膏中的石灰石含量增加，可能使副产品石膏中石灰石含量超过商业应用的要求。Cl-－含量过高还会增加石膏脱水的难度，使其含水量大于10％。Cl-－含量还会直接增加石膏中Cl-－的含量超标使石膏板不能成型或无法作为水泥缓凝剂，综合利用困难。

3.4固体物料作用

在湿法烟气脱硫中，除原烟气中含有少量的尘粒外（一般＜200mg/Nm3＝，在脱硫剂石灰石或石灰石浆液中也含有固体颗粒，当氧化池内的浆液由循环泵从喷淋层雾化喷出时，会冲刷喷淋层附近的衬里表面，有时也会导致衬里磨蚀（与喷淋层喷嘴的设计选型、喷嘴压力、喷嘴角度及喷淋层附近所采用的防腐材料有关）。

原标题：湿法烟气脱硫装置腐蚀与防腐探讨

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