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摘要：燃煤电厂在生产运行过程中需要燃烧大量的煤炭资源，会产生较多的SO2。这些SO2不仅会对大气产生一定的污染，还会对脱硫塔产生一定的腐蚀作用。因此文章重点就燃煤电厂湿法烟气脱硫塔体防腐技术展开分析。
关键词：燃煤电厂；湿法烟气脱硫塔体；防腐技术
我国的发电来源仍然以煤炭为主，所以火电厂生产的SO2数量相当之多，大约占到全国SO2总排放的44%，现全国的燃煤电厂都在进行超低排改造，脱硫设备吸收了绝大多数的SO2，以石灰石湿法脱硫为例，该方法将烟气生产的 SO2转化成 Ca SO4。在脱除SO2的过程中，不可避免地造成对脱硫设备的腐蚀，所以湿法脱硫工艺的防腐问题一直是脱硫行业中非常重要的问题，其所涉及到的腐蚀机理十分复杂，它将物理腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀集合起来，对设备造成的腐蚀相当严重。脱硫设备种类较多，环境相对复杂，所以很多设备都存在着腐蚀严重的问题，每种设备的防腐措施并不一样，所以对脱硫设备防腐措施的研究十分重要。
一、湿法脱硫的腐蚀机理和形态
湿法脱硫中吸收塔内部的环境十分复杂，固体、液体、气体交汇，腐蚀就更加容易产生，而且吸收塔是湿法脱硫最重要的设备之一，如果腐蚀严重，将造成不可重大的损失，在这样的一个复杂的环境中，腐蚀的形式多种多样，主要有化学腐蚀，电化学腐蚀，磨损腐蚀，结晶腐蚀，电腐蚀等。
（一）化学腐蚀
化学腐蚀是最基本的腐蚀，也是较为常见的一种腐蚀，化学腐蚀是金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程。在脱硫过程中，烟气中含有的一些腐蚀性介质在一定的条件下与设备发生化学反应，生成物为可溶性的盐类，设备从而会被逐渐腐蚀。主要发生的化学反应如下：
SO2 + H2O=H2SO3
Fe + H2SO3 = Fe SO3 + H2
在吸收塔浆液内有溶解的氧气存在，可将 Fe SO3氧化成 Fe SO4，这两种盐都是可溶性盐，所以长期会对吸收塔塔壁造成化学腐蚀。
（二）电化学腐蚀
电化学反应是在湿态的环境中一种最为常见的化学反应，电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的介质发生电化学反应而产生的破坏。反应的金属表面上有着阳极和阴极，所以会有电流的存在，阳极上金属不断地失去电子成为离子进入到溶液中，所以导致金属被不断地溶解，从而造成了腐蚀。这种电化学腐蚀在脱硫系统中表现最为常见的形态就是缝隙腐蚀。
（三）磨损腐蚀
磨损腐蚀主要是由于固体颗粒或者气体在高速流体里与金属表面冲击碰撞发生的一种腐蚀形态，在脱硫系统中，由于浆液中仍然含有固体颗粒，浆液流体的速度较高，与管道发生了冲击，造成腐蚀。在浆液循环泵中，也有气蚀浸蚀磨损，其原因是在液体中的气蚀现象而产生的一种磨损。
（四）结晶腐蚀
结晶腐蚀又叫做应力腐蚀。因酸、碱、盐等腐蚀介质浸入到建筑物或材料内部生成结晶盐，由于这种结晶盐的体积膨胀作用使建筑物或材料内部产生应力而引起的破坏现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在湿法烟气脱硫中，由于浆液中有一些亚硫酸盐和硫酸盐，在流动中渗入到缝隙中，等到自然风干之后，产生了结晶盐，此时体积变大，且液相盐类变为固相结晶盐类，所以硬度增大，使得防腐材料自身产生了应力，从而造成了腐蚀。
二、燃煤电厂湿法烟气脱硫塔体现有的防腐方法及缺陷
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、燃煤电厂湿法烟气脱硫塔体新型的防腐材料及研究方向
美国先进聚合涂料（Advanced Polymer Coatings）公司开发了一种新型重度耐腐蚀涂料Power LINE784（简称784涂料），该涂料的主要成分是热固性树脂，是多反应性无机-有机杂化化合物通过高交联形成高致密度的聚合物，交联结构致密，具有优异的耐磨蚀特性和耐高温特性，长期高温耐受可达260℃。在国外，784涂料已应用于湿法脱硫吸收塔、远洋运输和化学工业等行业，工程实例表明，784涂料能有效提高脱硫系统的使用寿命。
华东理工大学 华昌聚合物有限公司开发了M F E-1、MFE-2、AE-1、W2-1等耐腐蚀性能优异的树脂品牌。鉴于美国先进制造公司Power LINE784的优异防腐性能，国内的武汉掌声科技有限责任公司采用无溶剂反应体系，通过多反应性无机-有机杂化化合物高交联形成高致密度的聚合物，研制了柔性陶瓷防腐材料作为Power LINE784的进口替代品，其防腐性能达到Power LI N E784的性能指标，具有优良的防腐性能。
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。现有的以乙烯基玻璃鳞片为代表的第三代树脂材料不具有阻燃性能，而在此基础上研发的改性酚醛树脂、柔性陶瓷防腐材料及第四代“有机-无机”多官能团交联热固性树脂具有阻燃、耐腐蚀、耐磨蚀、耐温等特性，理化性能优异。但交联度越高聚合物的脆性也越大，新型材料在提供高致密度从而提高阻止腐蚀介质的渗入的能力的同时，往往又伴随着脆性过大等一系列问题。今后相关研究的主要方向应为筛选适合的防腐性和耐冲击、耐磨损、阻燃的涂料，并开发适宜的防腐喷涂工艺，考察涂层厚度对阻燃防腐性能的影响。
综上所述，湿法石灰石脱硫技术日益成熟，改进的空间越来越少，在目前国家环保法对尾气排放更加严格的情况下，对设备的要求也更高，因此对于防腐方法更应该深入探究。目前随着科技技术的不断发展，各种新型的防腐材料也不断涌现，今后相关研究的主要方向应为筛选适合的防腐性和耐冲击、耐磨损、阻燃的涂料，并开发适宜的防腐喷涂工艺，考察涂层厚度对阻燃防腐性能的影响，从而全面提升其防腐效果。
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论文作者:李斌
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/9
标签：湿法论文; 烟气论文; 鳞片论文; 电厂论文; 燃煤论文; 涂料论文; 阻燃论文; 《建筑学研究前沿》2018年第31期论文;