烟气海水脱硫工程的防腐技术

烟气海水脱硫工程的防腐技术

烟气海水脱硫工程的防腐技术

陈进生1, 2

（1、厦门大学环境科学研究中心，福建 厦门 361005；2、厦门华夏国际电力发展有限公司，福建 厦门 361026）

摘 要：本文以厦门嵩屿电厂4×300MW燃煤机组烟气海水脱硫系统的防腐工程为例，探讨防止海水与酸性烟气腐蚀的设备选材与防腐工艺技术。 关键词：烟气；海水脱硫；工艺技术

The technique of corrosion resist for flue gas sea-water de-sulfurization system

Chen Jinsheng1, 2

（1、Environmental Science Research Center，Xiamen University，Xiamen China 361005

2、Xiamen Huaxia Electric Power Company，Xiamen China 361026)

Abstract：Takes the flue gas sea water de-sulfurization (FGD) project of Songyu Power Plant with 4×300MW coal fired unit as sample, The paper introduces the technique of corrosion resist for flue gas sea-water de-sulfurization system, and the characters of the technology applied in this engineering are also discussed. Key words：Flue gas；seawater FGD；corrosion resist technique

海水脱硫与其他烟气脱硫技术相比，具有脱硫效率高、运行成本低、投资少、系统简单等特点，利用天然弱碱性海水作为脱硫剂，具有无添加物、无副产品、无固态废弃物等二次污染的优点。但烟气海水脱硫工程的防腐要求很高，施工难度较大。防腐的质量被喻为烟气海水脱硫工程的“生命线”，可见防腐的重要性。本文以厦门嵩屿电厂4×300MW燃煤机组烟气海水脱硫系统的防腐工程为例，探讨防止海水与酸性烟气腐蚀的设备选材与防腐工艺技术。 1 工艺过程

嵩屿电厂4×300MW燃煤机组烟气海水脱硫的工艺流程主要由吸收塔、烟气系统和海水系统组成。其简要流程如图1所示。

吸收塔的作用是利用汽轮机凝汽器冷却后排出的弱碱性海水吸收、中和烟气中的酸性SO2，吸收塔的底部设有一个预曝气池，用于对吸收了SO2的海水进行初步的氧化。吸收塔顶部的出口段设置了除雾器，以减少净烟气携带水雾。

烟气系统的作用是将原烟气经气-气换热器（GGH）降温后引入吸收塔，净烟气再经GGH吸热后排至烟囱。烟气温度越低，SO2吸收率越高，所以烟气进入吸收塔前必须降温，一般降至80℃左右。但80℃的烟气经吸收塔净化后，温度进一步降至40℃左右，低于酸性烟气的露点温度，容易出现酸性物质结露并造成烟道及烟囱的腐蚀。另外，低温不利于烟气的扩散，并且还会造成烟囱大量冒白烟，所以在烟气排出吸收塔后一般需要经过GGH加热。

2 海水系统的作用是将海水吸收了SO2形成的SO3经过深度曝气氧化成稳定的SO24，并驱出海水

中生成的CO2，从而提高排水的pH值和溶解氧。

2 腐蚀机理分析

烟气海水脱硫系统的设备或构造物，长期处在海水与酸性烟气的环境中，并受到冷热温差、干湿介质的交替影响，同时还受到水流冲刷、强烈曝气等因素的作用，表2是对海水脱硫系统主要设备和部位的环境条件进行分析，从中可以看出，海水脱硫设备（构造物）所处的环境是相当恶劣的，诱发腐蚀的因素很多，腐蚀的原因也较复杂。下面就其主要原因作一简要分析。

烟气海水脱硫工程的防腐技术

烟气

凝汽器来海水

排大海

图1 嵩屿电厂海水脱硫工艺简图

表1 设计工况下烟气海水脱硫系统各设备（部位）所处的介质环境

系统

设备（部位） 原烟气烟道

净烟气烟道（GGH前） 净烟气烟道（GGH后） 旁路烟道（挡板前） 旁路烟道（挡板后）

GGH装置

吸 收 塔 曝 气 池

吸收塔烟气入口处 吸收塔除雾区 吸收塔喷淋区 吸收塔氧化区 凝汽器至曝气池海水管 曝气池至吸收塔海水管 吸收塔至曝气池海水管

曝气池本体

温度 /℃ ≤130 ≥40 ≥70 ≤130 ≥70

SO2 /mg/Nm3 ≥1500 ≤150 ≤150 ≥1500 ≤150

pH值 - - - - - - - - 3~8 3~4 7.8~8.2 7.8~8.2 3~4 4~6.8

介质环境描述

烟 气 系 统

70~130 150~1500 75 1500 30~40 ≤150 40~130 150~1500 30~40 10~32 10~32 30~40 30~40

- - - - -

未结露的酸性烟气 可结露的微酸性环境

微酸性环境 未结露的酸性烟气 微酸性环境

处于冷烟气（微酸）热烟气（酸性）交替

的环境

酸性烟气与海水飞沫的交汇区 携带少量液滴及SO2的净烟气 酸性烟气与雾化海水交混区

2 +

海水、SO3、SO24、H、O2介质交混区

海水

海水

2 +

海水、SO3、SO24、H、O2介质交混区 2 +海水、SO3、SO24、H、O2介质交混区

2.1 硫腐蚀

原烟气中SO2的含量一般在1500 mg/Nm3。SO2在水膜中的溶解度比O2大2000倍左右，因此可使金属表面吸附的水膜pH值大幅度降低，有时可达3~3.5。加之SO2本身又是强极化剂，在阴极上可以进行还原反应，从而使金属构成腐蚀电池的阳极而加快腐蚀。另外，烟气中的水分和剩余氧，也会产

2

生SO2的露点腐蚀。经吸收塔后，烟气中绝大部分SO2转入海水变成SO3和SO24，这些离子具有很

强的化学活性，对钢铁的腐蚀主要表现为氧去极化腐蚀。可见，在烟气海水脱硫整个系统中，硫的化合物都会对设备产生较强的腐蚀作用。

2.2 氯腐蚀

在海水脱硫工艺中，由于吸收系统和曝气池均使用大量的海水，因此对吸收塔、管道、泵以及曝

烟气海水脱硫工程的防腐技术

气池系统的腐蚀，主要表现为氯离子的腐蚀。

海水腐蚀属氧去极化腐蚀，海水中含氧量越高，腐蚀速度越快。海水脱硫工艺中所取海水均为含氧量接近饱和(约8 mg/l)的表层海水，这就使得海水对钢铁的腐蚀速度加快。另外，氯离子比氧更容易吸附在金属表面上，并从金属表面把氧排挤掉，甚至可以取代已被吸附的O2-或OH-，从而使金属的钝态遭到局部破坏而发生孔蚀。这种行为尤其在金属的不均匀表面更为明显，甚至不锈钢也难予幸免。因此对海水脱硫来讲，设备腐蚀是非常严重的问题。

2.3 其他腐蚀

高速流动的海水及烟气，均会在不同程度造成设备的冲刷磨损，施工时的残余应力、热应力、施工质量以及设备的形式结构，也是可能造成脱硫设备及构造物腐蚀的因素。

3 防腐技术

海水FGD的防腐方法有两大类，一是选用耐腐的合金钢复合材料，合金钢的抗腐蚀性能好、耐磨。另一类是防腐涂料，尤其是鳞片树脂，它衬在钢板内壁，主要用于吸收塔和净烟气烟道。

3.1 防腐材质的选用

(1) 烟气挡板

原烟气挡板布置在脱硫岛的烟气最上游，作用是隔绝进入脱硫岛的烟气。叶片材质为Q235-A，门轴材质为#35钢，密封件材质为DIN 2.4605合金钢，成分为：C≤0.02、Cr15、Ni60、Mo16、Co2.5、W4、Fe3、V＜0.35。

净烟气挡板布置在脱硫岛的烟气最下游，作用是隔绝离开脱硫岛的烟气。叶片材质为DIN 1.4529（奥氏体不锈钢），门轴材质#35钢包DIN 1.4529合金钢，密封件材质为DIN 2.4605奥氏体不锈钢。

烟气旁路挡板属双叶片型式，靠原烟气侧叶片材质为Q235-A、靠净烟气侧叶片为DIN 1.4529，门轴材质#35钢包DIN 1.4529，密封件材质为DIN 2.4605。 (2) 烟道

脱硫岛烟道全部采用内支撑钢板制作，烟道的膨胀补偿器全部采用非金属补偿节，以补偿烟道的热膨胀和吸收转动机械 …… 此处隐藏：5354字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……