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燒結(jié)煙氣脫硫裝置的耐蝕材料選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討
曾 邵, 王天堂,陸士平
(上海富晨化工有限公司 技術(shù)研究中心 上海 200235)
摘 要:本文根據(jù)我國(guó)鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣的特點(diǎn),通過對(duì)防腐蝕襯里技術(shù)分析和襯里結(jié)構(gòu)優(yōu)化,提出了適合燒結(jié)煙氣脫硫防腐蝕的初步設(shè)計(jì)方案,為鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫裝置的腐蝕防護(hù)提供了一條有效途徑。
關(guān)鍵詞:燒結(jié)機(jī)煙氣;脫硫防腐蝕;鱗片襯里;襯里結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
一 引言
我國(guó)鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫是繼電力行業(yè)燃煤機(jī)組煙氣脫硫之后SO2排放的控制重點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)燒結(jié)煙氣采用脫硫工藝有石灰石-石膏法、氨-硫胺法、雙減法等多達(dá)十幾種,其中石灰石-石膏法、氨法、雙堿法屬于濕法煙氣脫硫工藝。濕法煙氣脫硫環(huán)保技術(shù)因其脫硫率高、介質(zhì)適用面寬、工藝技術(shù)成熟、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)、負(fù)荷變動(dòng)影響小、煙氣處理能力大等特點(diǎn),被廣泛地成功應(yīng)用于電力行業(yè)燃煤機(jī)組煙氣脫硫,并延伸到燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫領(lǐng)域,成為鋼鐵行業(yè)主導(dǎo)脫硫工藝技術(shù)。但是濕法脫硫?qū)Ψ栏g要求高,因此多年來電力行業(yè)針對(duì)脫硫裝置的腐蝕防護(hù)積累了大量可靠的經(jīng)驗(yàn).
鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣與電力行業(yè)燃煤機(jī)組煙氣相比有其特殊性,具有成分復(fù)雜、煙氣量大、溫度變化大(一般為80℃到180℃)、含塵量高以及含其他腐蝕性氣體(HF、HCL)等特點(diǎn)。因而在防腐蝕材料選擇和防腐蝕方案的設(shè)計(jì)上不能簡(jiǎn)單生搬硬套燃煤機(jī)組煙氣脫硫防腐蝕經(jīng)驗(yàn)。只能在工藝相似的情況下,電力行業(yè)的脫硫防腐蝕經(jīng)驗(yàn)做為重要的參考依據(jù),更多的還是應(yīng)該結(jié)合燒結(jié)煙氣的特點(diǎn),設(shè)計(jì)出有針對(duì)性的科學(xué)合理的防腐蝕方案,確保燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫裝置的長(zhǎng)效可靠運(yùn)行。
二 防腐蝕襯里技術(shù)選擇
1、燒結(jié)煙氣脫硫裝置防腐蝕襯里技術(shù)分析
鱗片襯里技術(shù)及冷襯橡膠襯里技術(shù)是國(guó)內(nèi)火電廠煙氣脫硫裝置兩大主流防腐蝕襯里技術(shù),在鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫防腐蝕襯里中同樣存在這兩大防腐蝕襯里技術(shù)的對(duì)比選擇。
(1)、抗熱應(yīng)力破壞性
熱應(yīng)力破壞對(duì)鱗片襯里而言是由于襯層材料與鋼基體線膨漲系數(shù)不同引起的大分子間的力學(xué)能破壞,但對(duì)橡膠而言則是由于作用于橡膠大分子的熱能為大分子吸收轉(zhuǎn)化成化學(xué)能引起的大分子本體的深度交聯(lián)(表現(xiàn)為膠板熱老化變硬脆化)及大分子本體的斷鏈降階(表現(xiàn)為膠板表面龜
裂),二者間具有本質(zhì)區(qū)別。有資料證明,環(huán)境溫度超過80℃時(shí),丁基橡膠在一定的使用時(shí)間后具有明顯的硬化龜裂現(xiàn)象。鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣的脫硫裝置中,在某些非正常情況下,其中的某些階段溫度極端可以達(dá)到200-250℃。我們進(jìn)行了耐熱沖擊性能試驗(yàn),即把涂有VEGF膠泥的鋼板交變放置在100℃沸水和0℃的冰水各1小時(shí),經(jīng)100次交變?cè)囼?yàn)后未能有異?,F(xiàn)象出現(xiàn)。
(2)、抗介質(zhì)滲透性試驗(yàn)
從試驗(yàn)結(jié)果看(見圖1 ) 圖中:1-丁基橡膠,溶漲后增重;2-FUCHEM-4高溫膠泥襯里類型,基本無異常;3-鎳基合金、腐蝕后失重;4-鈦、腐蝕后失重;5-不銹鋼、腐蝕后失重。試驗(yàn)條件30%H2SO4、80℃):丁基橡膠的增重遠(yuǎn)大于鱗片襯里,這說明丁基橡膠對(duì)介質(zhì)的吸收能力遠(yuǎn)大于鱗片襯里,也就是說介質(zhì)在丁基橡膠中的滲透能力遠(yuǎn)大于鱗片襯里。
圖1鱗片涂料與耐蝕金屬和橡膠的耐蝕性能比較
(3)、耐磨性
試驗(yàn)證明:在無腐蝕環(huán)境條件下,鱗片襯里的耐磨性優(yōu)于丁基橡膠及天然橡膠,略差于氯丁橡膠。然而在經(jīng)腐蝕介質(zhì)浸泡后橡膠的耐磨性急劇下降,而鱗片襯里的耐磨性卻幾乎無變化(圖2,圖中1-FUCHEM-2中溫耐磨類型襯里;2-FUCHEM-3中溫玻璃鋼復(fù)合類型;3-氯丁橡膠;4-丁基橡膠。試驗(yàn)條件5%H2SO4、80℃)
圖2鱗片涂料與橡膠的耐磨性比較
(4)、鱗片及冷襯橡膠襯里的綜合性能比較
表1 鱗片襯里和冷襯橡膠性能優(yōu)劣比較表
序號(hào) 對(duì)比指標(biāo) 鱗片襯里 冷襯橡膠
1 抗介質(zhì)滲透性 很好 好
2 界面粘接強(qiáng)度 好 良
3 抗應(yīng)力腐蝕 好(熱應(yīng)力環(huán)境需補(bǔ)強(qiáng)) 好(>80℃環(huán)境不可用)
4 抗熱老化 好 差
5 耐溫性 好(最高可達(dá)200℃) 低溫(≤80℃):好、高溫:差
6 抗擴(kuò)散性底蝕 好 差
7 本體強(qiáng)度 好 好
8 襯層修補(bǔ)性 好 差
9 施工性 好 差
10 施工成本 適中 較高
11 質(zhì)檢性 好 良
12 對(duì)環(huán)境要求 較高 高
13 施工周期 短 長(zhǎng)
14 對(duì)基體要求 適中 較高
15 質(zhì)量控制要點(diǎn) 針孔,厚度(可查) 膠縫,粘貼界面(不可查)
16 耐磨性 好 低溫(≤60℃):好 高溫:差
橡膠與鱗片襯里之間的許多性能間的比較,如:耐溫性、施工性、修補(bǔ)性、耐熱老化性、本體強(qiáng)度、抗擴(kuò)散性底蝕能力、施工周期性等性能鱗片優(yōu)于橡膠大家都有共識(shí)。不過在抗介質(zhì)滲透性、抗熱應(yīng)力能力及耐磨性方面許多人都認(rèn)為橡膠的優(yōu)于鱗片,基于此,在燒結(jié)煙氣脫硫裝置的防腐蝕方案中部分選擇采取鱗片襯里和橡膠相結(jié)合的形式。比如石灰石-石膏法脫硫工藝的裝置防腐蝕中在漿液段和噴淋段支持選擇采用橡膠襯里,其他部分采用鱗片襯里。但實(shí)踐及試驗(yàn)均證明了在這些方面鱗片實(shí)際上優(yōu)于橡膠。
在實(shí)際施工中,鱗片和橡膠結(jié)合的方案的一個(gè)不可避免的難點(diǎn)就是兩者搭接處理,由于是膨脹系數(shù)不同的兩種不同材質(zhì),搭接縫在之后運(yùn)行中存在很大防腐蝕失效隱患。從最近兩年的火電廠燃煤機(jī)組的脫硫裝置停機(jī)維修來看,橡膠襯里部分的檢查修復(fù)十分不便,再改成鱗片襯里的工作量特別大且因基體處理問題而導(dǎo)致襯里防腐蝕可靠性降低。
因此,在燒結(jié)煙氣脫硫裝置的防腐蝕技術(shù)上,建議優(yōu)先考慮使用鱗片襯里技術(shù)。
2、燒結(jié)煙氣脫硫裝置鱗片襯里材料的選擇
常規(guī)的鱗片襯里的主要材料為VEGF鱗片膠泥(涂料),是以乙烯基酯樹脂材料為主材加入10%-40%片徑不等玻璃鱗片等材料配制而成的,其中VEGF是vinyl ester glass flake的縮寫。鱗片膠泥含有的玻璃鱗片,在膠泥施工完畢后,扁平型的玻璃鱗片在樹脂連續(xù)相中呈平行重疊排列,從而形成致密的防滲層結(jié)構(gòu)。腐蝕介質(zhì)在固化后的膠泥中的滲透必須經(jīng)過無數(shù)條曲折的途徑,因此在一定厚度的耐腐蝕層中,腐蝕滲透的距離大大的延長(zhǎng),相當(dāng)于有效地增加了防腐蝕層的厚度。所以VEGF材料具有以下特點(diǎn):
a) 耐腐蝕性能好。由于鱗片涂層采用的基體樹脂是高性能的乙烯基酯樹脂。
b) 較低的滲透率。扁平型的鱗片在樹脂連續(xù)相中呈平行重疊排列,從而形成致密的防滲層結(jié)構(gòu)。
c) 鱗片涂層具有較強(qiáng)的粘結(jié)強(qiáng)度,附著力和沖擊強(qiáng)度較好,涂層不易產(chǎn)生龜裂、分層或剝離。
d) 耐溫差(熱沖擊)性能較好。 鱗片涂層的線膨脹約為11.5×10-6m/ m•℃,鋼鐵的線膨脹系數(shù)為12.0×10-6 m/ m•℃,兩者之間比較相近,使鱗片涂層適合于溫度交變的重腐蝕環(huán)境。
e) 耐磨性好。鱗片涂層在固化后的硬度較高,且有韌性,破壞有局部性,易于修復(fù)。
f) 造價(jià)適中。與鈦復(fù)合板、整體鎳基合金、整體FRP等相比,鱗片涂層具有最好的性價(jià)比。
g) 工藝性較好。有當(dāng)場(chǎng)配制和室溫固化特點(diǎn),解決低溫氣候的固化問題和施工間隔時(shí)間問題。
三 不同區(qū)域的防腐蝕襯里結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
由于燒結(jié)煙氣脫硫工藝眾多,且具體到各個(gè)公司的設(shè)計(jì)各有特點(diǎn),因此在這里不對(duì)某一工藝的提供防腐蝕襯里方案,而是在充分認(rèn)識(shí)燒結(jié)煙氣的特點(diǎn)和結(jié)合脫硫裝置腐蝕環(huán)境共性上,提出了復(fù)合襯里結(jié)構(gòu)的腐蝕控制對(duì)策。即以鱗片結(jié)構(gòu)層(抗?jié)B層)、纖維鱗片結(jié)構(gòu)層(抗?jié)B、抗熱應(yīng)力層)、鱗片纖維耐磨膠漿結(jié)構(gòu)層(抗?jié)B、抗磨、抗熱應(yīng)力層)、鱗片耐磨膠漿結(jié)構(gòu)層(抗?jié)B、抗磨)作為復(fù)合襯里結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)層,按區(qū)域腐蝕重度加以復(fù)配選用,實(shí)現(xiàn)高性能/價(jià)格比條件下的控制腐蝕。同時(shí)鱗片的類型考慮對(duì)腐蝕介質(zhì)的有效性。針對(duì)燒結(jié)機(jī)煙氣中HF氣體的存在,尤其是局部的氫氟酸積累,如僅使用玻璃鱗片存在一定的局限性,因此需要同時(shí)采用以非玻璃成分的石墨鱗片和高性能乙烯基樹脂等做成的石墨鱗片膠泥做為抗腐蝕層。石墨鱗片膠泥也具有一定的局限性,僅在抗氫氟酸介質(zhì)上有優(yōu)勢(shì)。為了防腐蝕襯里達(dá)到最佳理想效果,就需采取玻璃鱗片膠泥和石墨鱗片膠泥相結(jié)合的形式。這樣既考慮到粘接力、抗?jié)B透等,同時(shí)也考慮到燒結(jié)煙氣中HF特殊氣體介質(zhì)的腐蝕。
1、冷熱物料交匯區(qū)
A、腐蝕環(huán)境條件
冷熱物料交匯區(qū)是指高溫未處理煙氣與低溫脫硫液交匯區(qū)域。其主要腐蝕環(huán)境條件為:
a) 該區(qū)煙氣溫度為110—180℃,低溫脫硫液溫度為室溫。
b) 樹脂高溫失強(qiáng),高溫?zé)釕?yīng)力引發(fā)的內(nèi)襯材料重度力學(xué)龜裂失效。
c) 高固體含量液態(tài)自重落體引發(fā)的內(nèi)襯材料沖刷重度磨損。
d) 區(qū)域環(huán)境冷熱分布不均導(dǎo)致內(nèi)襯層強(qiáng)熱應(yīng)力開裂破壞。
e) 樹脂高溫失強(qiáng)導(dǎo)致耐磨性能下降,力學(xué)龜裂形成介質(zhì)穿透性滲透導(dǎo)致金屬基體腐蝕。
B、防腐蝕內(nèi)襯結(jié)構(gòu)圖示(含主材防腐蝕材料類型及配比)
C、內(nèi)襯結(jié)構(gòu)防腐蝕特性
內(nèi)襯結(jié)構(gòu)中增加耐磨膠漿貼襯玻璃鋼結(jié)構(gòu)層,以提高襯層抗介質(zhì)磨損及耐熱應(yīng)力破壞能力,形成對(duì)冷熱物料交匯區(qū)苛刻腐蝕環(huán)境的綜合防護(hù)能力。
a) 防腐蝕內(nèi)襯各層均選用耐高溫樹脂(898)(其使用條件為:濕態(tài)SO2煙氣150℃,干態(tài)SO2煙氣180℃)以提高襯層抗高溫新生態(tài)稀亞硫酸燒蝕腐蝕及樹脂高溫嚴(yán)重失強(qiáng)能力。
b) 采用耐高溫樹脂(898)為主膠液中加入硬質(zhì)超細(xì)粉末以提高襯層抗熱應(yīng)力及磨損能力。
c) 耐磨膠漿層中復(fù)合玻璃布以提高磨膠漿層抗熱應(yīng)力開裂能力,防止襯層力學(xué)龜裂失效。
2、低溫磨蝕區(qū)
A、腐蝕環(huán)境條件
低溫磨蝕區(qū)是指吸收塔SO2吸收區(qū)及氧化池側(cè)壁。其主要腐蝕環(huán)境條件為:
a) 該區(qū)煙氣溫度為40—60℃。
b) 脫硫液固體含量高。
c) 高固體含量液態(tài)自重落體引發(fā)的內(nèi)襯材料沖刷重度磨損。
d) 低溫?zé)釕?yīng)力引發(fā)的內(nèi)襯材料輕度熱應(yīng)力破壞。
B、防腐蝕內(nèi)襯結(jié)構(gòu)圖示(含主材防腐蝕材料類型及配比)
C、內(nèi)襯結(jié)構(gòu)防腐蝕特性
a) 內(nèi)襯結(jié)構(gòu)中增加耐磨膠漿層以提高襯層抗介質(zhì)沖刷重度磨損能力和提高襯層抗熱應(yīng)力。
b) 耐磨膠漿層中加入短切纖維以提高磨膠漿層抗熱應(yīng)力開裂能力。
c) 采用耐蝕低溫樹脂(891)為主膠液,以耐磨膠漿層一體化復(fù)合防腐蝕內(nèi)襯結(jié)構(gòu),形成對(duì)低溫磨蝕區(qū)較苛刻腐蝕環(huán)境的綜合防護(hù)能力。
3、高溫區(qū)
A、腐蝕環(huán)境條件
高溫區(qū)是指未處理煙氣側(cè)換熱器入口煙道、換熱器內(nèi)壁、換熱器出口至吸收塔入口區(qū)煙道、旁路煙道。其主要腐蝕環(huán)境條件為:
a) 該區(qū)煙氣溫度為80—180℃,含塵量高。
b) 樹脂高溫失強(qiáng),高溫?zé)釕?yīng)力引發(fā)的內(nèi)襯材料重度力學(xué)龜裂失效。
c) 裝置停用時(shí)環(huán)境濕度吸收殘存HF、SO2等引發(fā)的露點(diǎn)腐蝕。
d) 低固體含量、高流速引發(fā)的內(nèi)襯層輕度磨損。
B、防腐蝕內(nèi)襯結(jié)構(gòu)圖示(含主材防腐蝕材料類型及配比)
說明:防腐蝕內(nèi)襯各層厚度可根據(jù)設(shè)計(jì)總厚度調(diào)整,建議內(nèi)襯層厚度為1.5-2.0mm。
說明:高溫?zé)釕?yīng)力將引發(fā)的內(nèi)襯層重度力學(xué)龜裂失效,增強(qiáng)型襯里充分考慮到抗熱應(yīng)力破壞。
C、內(nèi)襯結(jié)構(gòu)防腐蝕特性
a) 防腐蝕內(nèi)襯各層均選用耐高溫樹脂(898)(其使用條件為:濕態(tài)SO2煙氣150℃,干態(tài)SO2煙氣180℃)以提高襯層抗高溫SO2煙氣燒蝕腐蝕及樹脂高溫嚴(yán)重失強(qiáng)能力。
b) 在拐角處、陰陽角等應(yīng)該采用FUCHEM-6類型。內(nèi)襯結(jié)構(gòu)中增加富樹脂纖維補(bǔ)強(qiáng)層以提高襯層抗高溫?zé)釕?yīng)力能力,防止力學(xué)龜裂失效,F(xiàn)RP層采用耐高溫樹脂為主膠液(898),形成對(duì)高溫區(qū)較苛刻腐蝕環(huán)境的綜合防護(hù)能力。
4、低溫補(bǔ)強(qiáng)區(qū)
A、腐蝕環(huán)境條件
低溫補(bǔ)強(qiáng)區(qū)是指氧化池底部及側(cè)壁2m高攪拌區(qū)。其主要腐蝕環(huán)境條件為:
a) 在機(jī)械及空氣攪拌條件下高固體含量漿液引發(fā)的內(nèi)襯層的中度磨損。
b) 低溫?zé)釕?yīng)力引發(fā)的內(nèi)襯層的輕度應(yīng)力破壞。
c) 在維修條件下人為機(jī)械力碰撞破壞引發(fā)的內(nèi)襯層機(jī)械力損傷。
d) 因設(shè)備基座變形導(dǎo)致設(shè)備底板形變引發(fā)的內(nèi)襯層形變應(yīng)力開裂。
e) 攪拌空氣排氣管空氣沖刺引發(fā)的下方防腐蝕層局部力學(xué)失效。
B、防腐蝕內(nèi)襯結(jié)構(gòu)圖示(含主材防腐蝕材料類型及配比)
說明:
a) 防腐蝕內(nèi)襯各層厚度可根據(jù)設(shè)計(jì)總厚度調(diào)整,建議內(nèi)襯層厚度為2mm。
b) 攪拌空氣排氣管空氣沖刺引發(fā)的下方防腐蝕層局部力學(xué)失效應(yīng)充分考慮。
c) 人為機(jī)械力碰撞破壞引發(fā)的內(nèi)襯層機(jī)械力損傷應(yīng)充分考慮。
C、內(nèi)襯結(jié)構(gòu)防腐蝕特性
a) 內(nèi)襯結(jié)構(gòu)中增加富樹脂玻璃鋼補(bǔ)強(qiáng)層以提高襯層抗人為機(jī)械力碰撞破壞及設(shè)備底板形變破壞以防止內(nèi)襯層機(jī)械力損傷及形變應(yīng)力開裂。
b) 采用低溫樹脂為主膠液,以鱗片襯里、玻璃鋼補(bǔ)強(qiáng)層一體化復(fù)合防腐蝕內(nèi)襯結(jié)構(gòu),形成對(duì)低溫補(bǔ)強(qiáng)區(qū)一般腐蝕環(huán)境的綜合防護(hù)能力。
c) 攪拌空氣排氣管垂直下方防腐蝕層局部加襯橡膠或瓷磚(300×300mm,厚≥3mm)。以防止空氣沖刺引發(fā)局部損壞。
5、低溫區(qū)
A、腐蝕環(huán)境條件
低溫區(qū)是指吸收塔處理煙氣出口煙道,除霧器設(shè)備內(nèi)壁,凈煙氣側(cè)換熱器內(nèi)壁及出口煙道。腐蝕環(huán)境條件為:
a) 該區(qū)煙氣溫度為40—90℃。
b) SO2吸收中的新稀亞硫酸引發(fā)的內(nèi)襯層滲透腐蝕。
c) 低溫?zé)釕?yīng)力引發(fā)的內(nèi)襯層輕度應(yīng)力破壞。
d) 4、低固體含量、高流速引發(fā)的內(nèi)襯層輕度磨損。
B、防腐蝕內(nèi)襯結(jié)構(gòu)圖示(含主材防腐蝕材料類型及配比)
C、內(nèi)襯結(jié)構(gòu)防腐蝕特性
防腐蝕內(nèi)襯各層均選用耐蝕低溫溫樹脂(891)(其使用條件為:濕態(tài)SO2煙氣100℃,干態(tài)SO2煙氣130℃)以提高襯層抗抗腐蝕能力。
6、脫硫液池槽區(qū)
A、腐蝕環(huán)境條件
灰漿池及排漿槽區(qū)是指石灰石及漿液的貯存、備用、過流系統(tǒng)。其主要腐蝕環(huán)境條件為:
a) 該區(qū)煙氣溫度為45—60℃。脫硫液固體含量為30—40%。
b) 高固體含量漿液排注引發(fā)的襯層輕度磨損。
c) 石灰石漿液及殘存的?。▉啠┝蛩嵋l(fā)的內(nèi)襯層滲透腐蝕。
B、防腐蝕內(nèi)襯結(jié)構(gòu)圖示(含主材防腐蝕材料類型及配比)
說明:該區(qū)亦可在表面復(fù)合VEGF-2膠泥防腐蝕襯里結(jié)構(gòu).
C、內(nèi)襯結(jié)構(gòu)防腐蝕特性
a) 富樹脂結(jié)構(gòu)層(2層短切氈+1層玻璃布+3層滌綸布構(gòu)成)解決了襯里層的強(qiáng)度問題,同時(shí)也提高內(nèi)襯防腐蝕層抗介質(zhì)(特別是HF)滲透腐蝕。并且,這個(gè)復(fù)合結(jié)構(gòu)也符合防腐蝕設(shè)計(jì)要求中的“secondary bonding”)。樹脂膠料可采用891樹脂加襯。
b) 也在底層復(fù)合1mmVEGF-2層膠泥復(fù)合結(jié)構(gòu)以提高襯層抗熱應(yīng)力及磨損能力。
7、吸收塔煙道進(jìn)口區(qū)
A、腐蝕環(huán)境條件
含亞硫酸熱蒸汽腐蝕區(qū)是指吸收塔原煙氣進(jìn)口煙道外延段。其主要腐蝕環(huán)境條件為:
a) 該區(qū)環(huán)境溫度為140-150℃(無煙氣換熱設(shè)備)或110-120℃。
b) SO2吸收過程中不斷濃縮的新生態(tài)稀亞硫酸引發(fā)的襯層滲透腐蝕。
c) 低固體含量、高流速引發(fā)的襯層中度磨損。
d) 樹脂高溫失強(qiáng),高溫?zé)釕?yīng)力引發(fā)的襯層重度力學(xué)龜裂失效。
e) 間歇性交變高溫?zé)釕?yīng)力及熱沖擊引發(fā)的襯層重度力學(xué)開裂。
f) 高溫SO2濕煙氣引發(fā)的襯層碳化燒蝕腐蝕(溫度大于150℃時(shí))。
g) 煙氣中夾雜的液滴引發(fā)的襯層空泡腐蝕。
h) 進(jìn)口煙道外延段結(jié)構(gòu)鋼性不足,因結(jié)構(gòu)震顫引發(fā)的襯層重度力學(xué)開裂。
B、防腐蝕內(nèi)襯結(jié)構(gòu)圖示(含主材防腐蝕材料類型及配比)
此處建議采用合金,如59合金、C276合金等,但應(yīng)注意碳鋼與合金焊縫區(qū)的防護(hù)措施,最好采用螺接聯(lián)接結(jié)構(gòu)(膨脹節(jié))。如某裝置吸收塔進(jìn)口煙道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析:
圖3某裝置吸收塔進(jìn)口煙道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖
如未采用合金,可以采用如下的FUCHEM-5高溫耐磨型玻璃鱗片襯里;為了提高耐磨和耐溫度沖擊能力,也可采用如下的VEGF-1玻璃-石墨鱗片膠泥復(fù)合不透性石墨磚襯里結(jié)構(gòu)方式,襯磚采用VEGF-1石墨玻璃鱗片膠泥。
C、內(nèi)襯結(jié)構(gòu)防腐蝕特性
a) 防腐蝕內(nèi)襯各層均選用耐高溫樹脂(898)(其使用條件為:濕態(tài)SO2煙氣150℃,干態(tài)SO2煙氣180℃)以提高襯層抗高溫新生態(tài)稀亞硫酸燒蝕腐蝕及樹脂高溫嚴(yán)重失強(qiáng)能力。
b) 內(nèi)襯結(jié)構(gòu)中增加耐磨膠漿貼襯玻璃鋼結(jié)構(gòu)層,以提高襯層抗介質(zhì)磨損及耐熱應(yīng)力破壞能力,形成對(duì)冷熱物料交匯區(qū)苛刻腐蝕環(huán)境的綜合防護(hù)能力。
四 應(yīng)用案例
VEGF鱗片膠泥產(chǎn)品除在電力系統(tǒng)的脫硫防腐蝕擁有典型業(yè)績(jī)150個(gè)以上之外,在鋼鐵行業(yè)的燒結(jié)(球團(tuán))、豎爐煙氣脫硫防腐蝕的業(yè)績(jī)也達(dá)10個(gè)以上,相關(guān)典型應(yīng)用案例如下:
1、河北唐山某鋼鐵有限公司300㎡燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫防腐蝕工程,采用VEGF鱗片膠泥材料;
2、河北唐山某鋼鐵有限公司265㎡燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫防腐蝕工程,采用VEGF鱗片膠泥材料;
3、河北邯鄲某鋼鐵有限公司2×300㎡燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫防腐蝕工程,采用VEGF鱗片膠泥材料;
4、四川攀枝花某煤化工有限公司40萬噸/年豎爐窯氣脫硫防腐蝕工程,采用VEGF鱗片膠泥材料。
VEGF鱗片膠泥材料在以上以及類似工程的防腐蝕使用效果均很好。其中四川攀枝花某煤化工有限公司40萬噸/年豎爐窯氣(氟化物含量<100mg /Nm3=)脫硫防腐蝕工程為改造項(xiàng)目,開始選擇呋喃樹脂內(nèi)襯防腐蝕,3個(gè)月不到全部失效;后選擇VEGF鱗片膠泥材料:通用結(jié)構(gòu)為底涂+1mmVEGF玻璃鱗片膠泥+3道抗氫氟酸涂料,設(shè)計(jì)厚度為2mm,其他耐磨部分4mm、加強(qiáng)部位3mm。工程自2008年底使用至今整體效果良好,檢修時(shí)未發(fā)現(xiàn)腐蝕、剝落等現(xiàn)象。
五 結(jié)束語
通過以上闡述和案例分析,我們認(rèn)為鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫后的防腐蝕措施是可行和有效的.但是由于防腐蝕是一個(gè)系統(tǒng)工程,除了采用科學(xué)優(yōu)化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)外,選擇優(yōu)質(zhì)的材料、可靠的施工同樣很關(guān)鍵。另外要有一個(gè)符合規(guī)范要求的的施工環(huán)境,對(duì)工期的不合理要求以及不給予充分的固化保養(yǎng)時(shí)間等都會(huì)對(duì)最終的防腐蝕效果造成影響。
Anti-corrosion technology applied in Steel Industry Sintering FGD
ZENG Shao,WANG Tiantang,LU Shiping
(Shanghai Fuchen Chemicals Co,.LTD ,Shanghai 200235,China)
Abstract: According to the characteristics of sintering flue gas, through the erosion of lining anti-corrosion lining structure, technical analysis and optimization of sintering FGD(flue gas desulfurization) proposed for the preliminary design of erosion corrosion program for the steel industry sintering FGD equipment corrosion protection provided an effective way.
Key words: sintering machine flue gas; FGD corrosion; VEGF lining; lining design
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