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摘要：燃煤发电厂的窑炉烟气在排放之前，一定要先进行除尘脱硫操作，检查其含量达到相关标准后才能予以排放。烟气脱硫的方法有很多，到目前为止不少于几百种，如果是根据工艺流程进行分类，可以分为湿法脱硫，半干法脱硫，以及干法脱硫，如果使用石灰法等湿法烟气脱硫，那么就要对相关设备进行综合防护，以此来提高了设备的使用性能，下面就分析解决腐蚀、磨损、结垢问题的方法。
关键词：石灰法湿法；烟气脱硫设备；综合防护
通过石灰石—石膏湿法进行烟气的脱硫是最常用的方法之一，不仅是由于运行成本低，而且处理效果好。但是在烟气除尘脱硫工作中，使用的洗涤液含有大量尘埃，与此同时，还存在一些脱硫剂和副产物，如果不能有效进行处理，那么对脱硫设备，相关管道，以及使用的喷头都会产生严重的磨损，针对这一情况，要对设备使用的材料，制造工艺，以及装置结构积极进行改进，尽量减少磨损危害，下面就对这一系列问题进行分析，希望给有关人士一些借鉴。
1 对工程实例的分析
工程一是某省的燃煤发电厂，该厂采用的脱硫方式是石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺 ，应用的原料是石灰石，最终产物是石膏。其安装了两套1#和2#挥发窑，进行尾气的除尘脱硫操作。每套处理烟气量都是一样的，都是80000Nm3/h，其中要注意在入口的烟气温度高达200～300℃，而入口的SO2 含量在8000到12000mg/Nm3范围，经过相关设备处理后，排放出的烟气含有SO2要小于250mg/Nm3。下面就分析对设备的综合防护手段。
工程二是某燃煤发电厂，需要对硫铁矿和硫磺制酸尾气脱硫。处理烟气量：126500Nm 3/h，入口烟气温度70℃，入口SO2含量，971mg/Nm3 ，处理后烟气排放SO2含量，≤250 mg/Nm3。
图1：石灰法湿法烟气脱硫现场
2 设备结构存在磨损与腐蚀问题
在采取石灰石—石膏湿法烟气脱硫方式脱硫过程中，烟气脱硫设备往往受到氧气中SO2腐蚀。烟气脱硫法处于脱硫工况时，需要在强制氧化环境中作用，这一过程中，烟气中的SO2会与水分形成H2SO3与 H2SO4，这两种酸性液体本身具备一定的腐蚀性，通过金属材料与酸液中的氢离子发生置换反应，导致金属材料收到活化腐蚀。而两种酸液与碱性吸收剂之间发生反应，将产生硫酸盐沉淀，沉淀物依附于烟气脱硝装置中，既会阻塞设备，同时也可能与金属发生反应，形成腐蚀性。
目前，烟气脱硝设备中，主要收到腐蚀的区域包括三部分：其一，烟气输送装置与热交换系统；其二，装置中SO2氧化吸收系统；其三，吸收剂传输装置与回收系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体可包括浆液循环泵、石灰石浆液泵、石膏排出泵、吸收塔搅拌器、脱硫吸收塔本体、烟道、管道等设备。图2为石灰石—石膏湿法烟气脱硫的工艺流程装置示意图。
图2 工艺流程装置示意图
本节以浆液循环泵腐蚀磨损为例进行分析，腐蚀原因：①吸收塔内浆液调整不佳，PH值较低，②由于浆液循环泵出口管道上未设有截止门，在循环泵停运的时候，通过吸收塔内的烟气会倒流至泵体，特别是脱硫运行时做单台循环泵解体检修，3）浆液中氯离子含量较高。磨损原因：①浆液密度较高后，颗粒较大，在高速流动是对泵体和叶轮进行的冲击。②电除尘工况不佳，浆液中含有的杂质和灰分较高。③石灰石浆液品质差，二氧化硅，铝镁离子含量较高。这些问题在整个烟气脱硫装置中普遍存在，因此需要引起重视，予以综合防护。
3 石灰法湿法烟气脱硫设备的综合防护分析
3.1溢流堰防高温设计分析
在该工程中如果想控制烟气温度，进而保护整个脱硫设备，其面临问题较多，例如在使用石灰法湿法洗涤除尘脱硫，其烟气的温度较高，而脱硫的瞬间温度会更高，除此之外，再加上操作失误，设备工作时出现故障等，导致石灰法湿法洗
涤工作不稳定，致使一部分高温烟气进入到控制室内，就直接导致洗涤塔的防
腐衬里层被损坏。针对这一问题，设计人员在过渡段和下部位置设计了溢流堰，在部件的顶端会将烟气溢流到洗涤塔内表面，然后利用扩管机构进行液相降膜，进而就对衬里层进行了保护，在实践中应用的效果非常好。
3.2洗涤塔防腐措施分析
在进行脱硫过程中，产生的烟气温度非常高，与此同时，在使用石灰法湿法洗涤除尘脱硫操作中，气体和液体之间不仅会发生除尘脱硫的质量传递，同时还包括动量的传递以及热量的传递，在这种情况下洗涤塔内烟气的温度会更高，那么在整个脱硫设备当中，从上到下温度不同，温度呈现梯度分布。结合这一情况，设计人员针对温度的不同分成上下两段，在不同的区域有针对性的进行防护处理，应用不同的防腐衬里材料。例如在上段通常会使用碳钢紧衬聚四氟乙烯材料，而在洗涤塔的下段管道部分通常会使用碳钢紧衬聚烯烃材料，这些材料的使用都是按照温度不同而设定的，因此实际的防护效果非常好。
3.3喷头防腐设计分析
在很多洗涤塔设备中，由于没有合理的设计喷头，或者施工工艺出现问题，进而出现喷头腐蚀严重，或者表面结垢严重等，针对这一情况，在设计喷头和喷嘴的时候，还应该很好的考虑到防护方面的要求。设计人员通过喷头结构的设计，进而有效提高单位洗涤液的表面积，这样液体的表面更新速度就快了，而这种石灰法湿法洗涤除尘脱硫效率就提高了[2]。在防护方面设计人员主要考虑利用使用的材料，以及整体的设计，提高喷头的使用寿命。
例如如果选择聚四氟乙烯材料作为喷头，那么喷头的耐蚀抗磨性能就提高了，如果使用石墨填充聚四氟乙烯材料，那么喷头的可靠性就提高了。设计喷头内腔的时候，设计了导流层，的是有效降低烟气对喷嘴的磨损。除此之外，流道孔径设计的要非常大，这样即使含固量较高的洗涤液也不会发生堵塞[3]，在设计喷头的时候，没有像传统设计那样，设计出很多可以自由活动的部件，这样就减少了这些部件出现的问题，提高了操作上的可靠性，与此同时，后期的维修工作也变得更加方便。
总结：通过以上对湿法除尘脱硫系统设备耐腐蚀性能的分析发现，其是能否保证长期正常的运行，关键是对设备的综合防护手段是否合理、是否到位，因此在以后的设计工作中，一定要结合脱硫的实际情况，考虑工艺和防护两方面的要求，保证设备的使用寿命。
作者简介：
唐喜（1977-），湖南耒阳人，工程师。从事燃煤火电厂环保专业设备维护及检修策划、设计等等工作。
参考文献：
[1]秦文防,宋益勇,张中仕,等.石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺系统及经济性分析[J].干燥技术与设备,2011(3):120-128.
[2]祝业青.石灰石-石膏湿法脱硫装置磨损腐蚀问题分析[J].电力科技与环保, 2011,26(6):31-32.
[3]聂鹏飞,孟庆庆,武东.燃煤电厂湿法脱硫浆液循环泵叶轮磨损的分析和修复[J].中国电业:技术版,2011(4).
论文作者:唐喜
论文发表刊物:《科技中国》2016年8期
论文发表时间:2016/10/19
标签：烟气论文; 湿法论文; 设备论文; 喷头论文; 浆液论文; 石灰石论文; 磨损论文; 《科技中国》2016年8期论文;