(山东电力建设第三工程有限公司 山东 266100)
摘要：石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术是目前国内燃煤火电厂普遍采用的烟气净化技术。为避免烟气、吸收剂及反应产物对塔壁的腐蚀和磨损，吸收塔通常需要进行防腐，其重点主要体现在防腐材质的选择上，大致分为两大类：耐腐蚀材料和非金属材料衬里。鉴于此，本文是对燃煤电厂湿法烟气脱硫塔体防腐技术进行研究和分析，仅供参考。
关键词：燃煤电厂；湿法脱硫；吸收塔；防腐
一、常用防腐材料介绍
镍基合金是目前应用效果较好的耐腐蚀塔体材料，该合金具有良好的机械强度，良好的加工和焊接性能，无焊缝开裂问题，并具有良好的热稳定性，国际上有使用十多年未出现腐蚀的例子。但镍基合金的价格太过昂贵，大型烟气脱硫设备制作成本过高，因此并没有大规模普及使用，现在国内一般不再设计使用。
脱硫塔设备中常用的非金属衬里材料有以下几种：(1)橡胶衬里，目前常用的为丁基橡胶类产品，一般由工厂预制后现场安装，整体性好、致密度高、抗渗性强，且具有耐拉、抗冲刷的优点，但耐温性较差，与硬物和利器接触容易造成机械损伤。(2)玻璃鳞片树脂，是由玻璃鳞片和树脂混合制成的胶泥材料，目前常用的是乙烯基酯树脂玻璃鳞片，一般采用现场配置涂敷的安装方式，其具有抗渗透、耐高温、耐蚀、易修补等特性，目前已成为我国脱硫吸收塔防腐的首选材料，应用极为广泛。(3)玻璃钢，由环氧树脂等耐酸、耐碱、耐高温材料搭配高强度玻纤制成的复合材料，与传统树脂材料相比，增加了重量轻、强度大、隔热好等特点，制品可一次性成型，但对燃煤机组配套的大直径吸收塔而言制作难度较大，易出现加工缺陷。(4)聚脲涂料，是由异氰酸酯组分与氨基化合物组分反应生成的一种弹性体物质，其基本特性是防腐、防水和耐磨，可在任意表面上迅速固化，即使在极端恶劣的环境条件下也可正常施工，不产生流挂现象。(5)纳米复合涂料，对常用的防腐涂料进行纳米改性来提高防腐性能，可显著提高涂料的抗腐蚀、抗渗透、抗热冲性能，其机械强度和附着力也有显著提升，适用于高低温环境。
二、现有防腐涂料的缺点
目前湿法脱硫塔大都采用乙烯基玻璃鳞片作为内部防腐材料，已有较多成熟的脱硫塔防腐工程案例。但在玻璃鳞片防腐施工和固化过程中，玻璃鳞片会释放出挥发性可燃气体，即使在其防腐施工过程中采取严格的安全施工措施，也较易发生火灾造成安全事故，给脱硫塔的安全施工和运行产生影响。据不完全统计，全国已累计发生脱硫吸收塔失火事故30多起，既造成了重大经济损失，又延误了脱硫工程的工期，有的事故甚至造成人员伤亡。从直接原因来看，是由于交叉施工等管理因素造成的，但实质问题在于玻璃鳞片胶泥没有阻燃性能，氧指数过低，一旦过火没有自熄性，造成防腐层大面积快速着火自燃。
乙烯基玻璃鳞片的基材是乙烯基树脂，它是由环氧树脂与甲基丙烯酸经化学反应后溶于苯乙烯得到的，在现场使用过程中通过触发乙烯基产生聚合反应而达到防腐的目的。在乙烯基树脂玻璃鳞片防腐施工和固化过程中，玻璃鳞片会释放出苯乙烯等挥发性可燃气体，且玻璃鳞片胶泥没有阻燃性能，氧指数过低，一旦过火不具有自熄性，因此一旦遇到火星容易发生火灾烧塔的安全事故，给脱硫塔的安全施工和运行产生影响，既造成了重大经济损失，又延误了脱硫工程的工期。
三、氨法烟气脱硫的特点
1、适用范围广，不受燃煤含硫量、锅炉容量的限制。由于吸收剂氨比石灰石或石灰活性大，并且在设计时也考虑留有一定的裕度，因而氨法脱硫装置对煤质变化、锅炉负荷变化的适应性强。这在我国能源供应紧张、来什么煤烧什么煤的情况下，更显现出它的优势。氨法脱硫的特点之一是煤中含硫越高，硫酸铵的产量就越大，相对降低成本，获得更大的利润。
2、脱硫效率很高，很容易达到95％以上。脱硫后的烟气不但二氧化硫浓度很低，而且烟气含尘量也大大减少。
3、吸收剂易采购，可有三种形式：液氨、氨水、碳铵。
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4、氨法脱硫装置对机组负荷变化有较强的适应性，能适应快速启动、冷态启动、温态启动、热态启动等方式；适应机组负荷35％BMCR～100％BMCR状态下运行。
5、氨是良好的碱性吸收剂，吸收剂利用率很高。
从吸收化学机理上分析，SO2的吸收是酸碱中和反应，吸收剂碱性越强，越利于吸收。氨的碱性强于钙基（石灰石，石灰）。从吸收物理机理上分析，钙基吸收剂吸收SO2是气-固反应，反应速度较慢，而且反应不完全，吸收剂利用率低；为此需要将其磨细、雾化、循环等过程以提高吸收剂的利用率，但将使整个系统能耗增加。而氨吸收SO2是气-液反应或气-气反应，反应速率快且完全，吸收剂利用率高，脱硫效率也高。仅就吸收过程而言，与钙基吸收设备相比，氨吸收设备体积较小，能耗也低。虽然吸收塔内循环液为硫酸铵饱和溶液，但由于硫酸铵极易溶于水，并且有硫酸铵晶种的存在，实践中未出现结垢、堵塞的问题。
6、副产品硫酸铵价值高，经济效益好。
氨法烟气脱硫的副产品是硫酸铵，正是中国广大耕地所需要的含氮含硫的肥料。它可以单独使用，也可以和其他营养元素一起做复合肥料，有着广阔的市场需求。不象钙基脱硫副产品石膏或亚硫酸钙，因其市场饱和或无法使用，抛弃后还占用宝贵的土地资源，形成“石头搬家”现象。一吨氨可生产四吨96％以上的硫酸铵化肥，按目前调研的行情，三吨硫酸铵化肥价值就可抵消一吨氨的费用，还能剩下一吨硫酸铵成为盈余。如果进一步用硫酸铵同氯化钾反应得到硫酸钾和氯化铵，产品附加值还会有显著提高。
7、环境效益好，无废水、废渣和废气排放。
工艺过程中为保持吸收液里的氯离子浓度低于20g/l，以减少溶液对设备部件的腐蚀，需要不断的将含有氯化铵（NH4Cl）溶液排向副产品干燥器里使其蒸发，得到的固体氯化铵也是肥料，但其量是很小的，混在硫酸铵里不会对其质量产生影响。另外，还有很少量的飞灰出现在旋流器的溢流里，为了保证副产品硫酸铵的质量，往往需要不间断的用压滤机清除。这部分量是很小的，而且是烟气中原有的。避免钙基脱硫为获取吸收剂而开山凿石，用煤将其烧制成石灰；在石灰烧制过程中，放出大量的二氧化碳（CO2），既破坏环境又污染了空气。氨法烟气脱硫是一种综合利用和资源回收的方法。中国硫资源并不丰富，每年要从国外进口200-300万吨硫磺，耗资十多亿元人民币。但中国每年从烟气排走的硫就约有1000万吨之多，而中国广大耕地却有30％因缺少硫元素而影响着粮食的增产。使用氨法烟气脱硫既是综合利用又回收了硫资源，轻松地解决了上述矛盾.
结束语
脱硫系统中具有脱硫塔入口的高温干湿交界面、喷淋层处的高速浆液冲刷界面等多种防腐界面，并存在碳钢、不锈钢、双向合金钢及玻璃鳞片、衬胶等金属和非金属基材，所筛选的阻燃型防腐涂料需要对不同基材具有强结合力、接近的膨胀系数、耐温及耐温骤变性，并对不同界面具有很好的适应性。而大型脱硫塔由于防腐面积巨大，对施工的合理化衔接要求更高。探讨大型脱硫塔作业环境下，喷砂等基层处理方法及喷涂、滚涂、刮涂等涂料涂覆工艺等施工工艺对涂料防腐涂层的阻燃防腐性能的影响,考察涂料固化特性对其施工工艺的影响。
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论文作者:王立业
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/11
标签：烟气论文; 硫酸铵论文; 湿法论文; 鳞片论文; 玻璃论文; 吸收塔论文; 吸收剂论文; 《电力设备》2018年第17期论文;