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電廠煙氣脫硫設備及運行P69~102

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第一篇:電廠煙氣脫硫設備及運行P69~102

第三章 FGD系統的防腐材料

第一節 FGD系統內的主要腐蝕環境及常用的防腐材料

煙氣中含有粉塵、S02、HF、HCL、NOx、水蒸氣、H2S04、H2S03等復雜的組合成分,酸堿交替、冷熱交替、干濕交替、腐蝕磨損并存,系統必須承受物理、化學、機械負荷、溫度變化等多種多樣的損傷。特別是其中新生態的H2S03、H2S04、HF、HCL是導致設備腐蝕的主體,因此,FGD設備對防腐材料的要求極為嚴格。FGD系統內的主要腐蝕環境見表3-1。但是直到現在,對FGD濕法工藝主要設備的防腐仍沒有形成統一的模式,各國在工程實踐中形成了各自的技術特點。綜合考慮國內外防腐公司多年研究結果和電廠的實際運行經驗,目前煙氣脫硫防腐中一般采用以下幾種防腐材料:

(1)鎳基耐蝕合金。

(2)橡膠襯里,特別是軟橡膠襯里。

(3)合成樹脂涂層,特別是帶玻璃鱗片的。(4)玻璃鋼。(5)耐蝕塑料,如聚丙烯,硬聚氯乙烯,填充聚四氟乙烯,聚三氟氯乙烯等。(6)不透性石墨。

(7)耐蝕硅酸鹽材料如化工陶瓷。(8)人造鑄石等。

這些材料的性能各異,具體的應用范圍也不盡相同。

第二節 鎳基耐蝕合金

許多早期的FGD設備通常在碳鋼表面襯塑料或非金屬涂層。但在一定的溫度條件下,內襯損壞會導致電廠停機,如1987年1月德國萊茵——威斯特法侖公司努勞特電廠的FGD設備失火、1990年5月日本關西電力公司的Kainan電廠失火、1993年德國費巴公司的蘇爾文電廠失火和北美的電廠失火等。目前非金屬防腐材料已有很大發展,鎳基合金以其出色的防腐蝕性能,在FGD裝置中得到了廣泛的應用。選用適當的含鎳合金和不銹鋼,可以有效地解決大部分FGD設備的材料問題,在常規電廠預期設備壽命期間,可確保較低的維修費用和較高的設備利用率。

鎳之所以能作為高性能耐蝕合金的重要基體,是因為它具有一些獨特的電化學性能和其他必要的工程性質。由于鎳的電位序高于Fe(E0Ni=-0.025V;E0Fe=-0.44V),容易極化,同時鎳能耐性質活潑的氣體(如氟、氯、溴以及他們的氫氧化物)、氫氧化物(如NaOH、KOH)和鹽等介質,并且抵御多種有機物質的腐蝕能力比Fe好得多,這也暗示鎳基耐蝕合金的耐蝕性要遠優于鐵鎳基合金和鐵基不銹鋼。鎳的電極電位盡管比Cu(E0Cu=0.34V)小,但它在非氧化性酸中保持穩定,因為與Cu相比,鎳具有較大的轉化為鈍化態的能力,使其耐蝕性能顯著提高,尤其在中性和堿性溶液中。

鎳在干、濕大氣中非常耐蝕,在非氧化性的稀酸(如小于15%的鹽酸、小于70%的硫酸)和許多有機酸中,室溫下相當穩定。鎳在堿類溶液(無論高溫或熔融狀態的堿)中都完全穩定,這是鎳的突出特性,如鎳在75%NaOH中的腐蝕率為0.076mm/a,僅為鋼的1/100,因此鎳是制造溶堿容器的優良材料之一。鎳還具有較高的強度與塑性。鎳在耐蝕合金中的一個極其重要的特征是,許多具有種種耐蝕特性的元素(例如Cu、Cr、Mo、W),在鎳中的固容度比在Fe中大得多(在Ni中分別可溶100%Cu、47%Cr、39.3%Mo及40%W),能形成成分廣泛的固溶體合金,既保持了鎳固有的電化學特性,又兼有合金良好的特有耐蝕品質。這樣鎳基耐蝕合金既具有優異的耐蝕性能,又具有強度高、塑韌性好,可以冶煉、鑄造,可以冷、熱變形和成型加工,以及可以焊接等多方面的良好綜合性能。

一、常用的幾種鎳基合金的化學成分

鎳基合金的種類很多,常用的幾種鎳基合金的化學成分見表3-2。

不同的鎳基合金,其化學成分不同,因此它們的耐蝕能力也不一樣,組成一種合金的每一種元素都會對合金暴露于各種環境時的特性和使用性能產生影響。

鉻是一種比鐵更為活潑的元素,在氧化性介質環境下很容易與氧反應,在合金表面生成一種具有保護性的薄膜——鈍化膜,而絕大部分的金屬或合金的耐蝕能力主要是由這種金屬或合金能否迅速生成鈍化膜,以及這層鈍化膜被破壞后,再次生成鈍化膜能力的高低所決定的。鉻與氧反應生成的鈍化膜是使鐵基和鎳基合金具有良好耐蝕性能的主要原因,因此,鉻賦予鎳在氧化條件下(如HNO3、HCLO4中)的抗蝕能力,以及高溫下的抗氧化、抗硫化的能力,使其耐熱腐蝕性能提高。實踐表明,當鎳、鉻合金表面的鈍化膜遭受破壞時,鈍化膜可以在瞬間修復,比純鉻合金表面鈍化膜的修復要快得多。

鉬可以提高奧氏體不銹鋼對硫酸、新生態亞硫酸和大多數有機酸的耐蝕性。在石灰石/石膏濕法FGD裝置中,各運行區的pH值在0.1~7之間,CL-的濃度在0.01%~3%之間。此時鉬對合金的耐蝕性能影響最大,它可以提高合金對點蝕和縫隙腐蝕的耐蝕性,特別是在CL-濃度較高時,更顯示出鉬的作用,鉬的含量超過2.9%時,其耐應力腐蝕斷裂的性能大大增強。試驗表明:Crl8Nil4M4合金在中性氧化物中抵抗應力腐蝕斷裂的時間為1440h,在酸性氧化物中為1464h;而工業品的304不銹鋼Cr8Ni9在同樣環境中分別為120h和160h以下。試驗表明,隨Mo含量的提高,鎳鉻合金在H2S04、HCL、H3P04等還原性酸和HF氣氛中的耐一般腐蝕性能,以及在FeCL3,溶液中的耐孔蝕性能均提高。

銅的加入提高了鎳在還原性介質中的耐蝕性和在高速流動的充氣海水中均勻的鈍性;但銅會降低鎳在氧化性介質中的抗蝕能力以及在空氣中的抗氧化性。

不銹鋼只能用于普通自然環境以及稀硝酸中,在較高溫度和較苛刻的介質(無論是還原性或氧化性的)中腐蝕嚴重。一旦存在氯離子,不銹鋼就會產生點蝕和縫隙腐蝕,還具有嚴重的應力腐蝕傾向(危害最大),氯化物應力腐蝕斷裂是限制奧氏體不銹鋼應用的主要因素,銅合金主要耐大氣腐蝕、淡水腐蝕,白銅對海水有較好的抗蝕能力,鐵及鈦合金容易鈍化,但在許多介質中(含海水)有較為嚴重的應力腐蝕開裂傾向。

鎳基耐蝕合金,不光耐蝕性能比上述合金更為優良,而且適應性比較廣泛。它除了適應于普通環境(大氣、淡水、海水、中性溶液)外,還能在氧化、還原反應性介質中應用。鎳基耐蝕合金對特別強烈腐蝕性介質(如鹽酸、氫氟酸)以及某些特殊介質(如3價鐵離子溶液、熱的HF溶液)具有卓越抗力,這一家族中的某些合金還能承受各種復雜的化工過程和污液侵蝕。由于合金中鉻、鉬的含量高,其抗均勻腐蝕性遠勝于奧氏體不銹鋼,在含熱氯化物介質中也極少發生應力腐蝕、點蝕、開裂,是能夠抵抗熱氫氟酸的少數幾種材料之一。這種介質對于Ti、Zr、Nb及Ta極具腐蝕性。例如鎳基耐蝕合金具有大大改善了的、在各種氯化物介質中抗應力腐蝕開裂的性能,有試驗表明,美國304與316L奧氏體不銹鋼在沸騰的42%MgCl2中1~2h即斷裂,而鎳基耐蝕合金C-276及625在同樣條件下1000h仍未斷。

二、不同腐蝕環境條件下鎳基合金的選材原則

在FGD裝置中,鎳基合金的選擇主要由以下幾個因素來決定:使用環境條件下的溫度、pH值、氯化物的濃度以及可溶性氟化物的濃度。不同腐蝕環境條件下的選材原則見表3-3。

由于絕大多數大型洗滌塔都是石灰石/石膏法,氟離子可以與鈣離子生成氟化鈣沉淀下來,不存在氟離子富集的問題,因此可溶性氟化物的腐蝕問題可以不考慮。在我國FGD系統中,C1-濃度在3×10-2(體積分數)就使用C276了。

注意:無論吸收塔的性能多么相似,塔內環境條件都不盡完全相同,燃料、水、運行狀態等的微小差異都會對材料性能產生較大的影響。

三、設計中的注意事項

奧氏體不銹鋼及高鎳基合金在設計制造中應注意的事項如下:(1)采用輕型設計,降低設備成本。

(2)設計安裝的少死角原則(光滑曲面可以)。

(3)基板應平整,無凹凸。在焊接前應清理干凈,確保無油物、氧化物、腐蝕物等,特別是要保持焊接區域干凈。需要焊接的部件和焊條上的焊藥應干燥無水,無焊渣,無氧化物,以避免焊縫出現氣孔。同時為防止縫隙腐蝕,焊接應完全焊透,表層焊縫及焊渣必須清理干凈。

(4)焊接時應按規定的參數要求操作,如電源特性、移動速度、電壓高低、電流大小、焊接速度等。

(5)在采用貼壁紙襯里時,應注意到奧氏體不銹鋼的電阻率、導熱性和熱膨脹系數,與碳鋼焊接時,應事先計劃好操作順序、定位工序,防止擾曲或皺折。加工安裝時應小心,防止造成貼壁紙的機器損傷。當然,碳鋼基體與前面講到的橡膠、涂層襯里一樣,需要進行表面去銹、去油污等工作后方可進行襯里的有關操作。

目前,合金鋼在FGD領域中的應用有兩種方式:一種是在FGD系統中某一局部范圍內作為整體構件使用,如局部區域吸收塔入口煙道壁板、煙氣擋板、部分管道等,國外也有極少整個吸收塔等罐體用合金鋼制造的;另一種是在價格低廉的碳鋼上襯合金鋼箔(貼壁紙)形成復合板,用于吸收塔和煙道內表面的防腐。

四、整體合金鋼的使用

整體合金就其單位成本而言,與其他材料相比,其價格要高得多,但它具有以下優點:

(1)整體合金設備的維護工作既可以在鍋爐設備檢修停爐時平行進行,又可以在煙氣除塵脫硫裝置運行中從外部進行維修,而采用襯里結構的裝置出現故障時必須立即停機檢修,以免造成更大程度的損壞。

(2)合金設備的外表面不用刷漆,改變設備結構容易,不用擔心襯里造成破壞。

(3)可以根據設備不同部位的腐蝕環境,選擇相應的鎳基合金,采用不同耐蝕合金的組合焊接,以獲得最低成本的設備。

(4)鎳基合金具有很好的加工特性,這為改變設備結構和維修提供了方便。(5)鎳基合金耐高溫性能好,即使在使用過程中出現溫度高于設計要求的現象,也不會對煙氣除塵脫硫裝置造成損害。

(6)貼壁紙工藝是采用薄壁合金板材作為碳鋼的襯里,典型使用的厚度僅為1.6mm。采用貼壁紙工藝可以大大降低FGD裝置的造價,從長遠來看,比磷片或襯膠更節約成本,因此,貼壁紙工藝也就越來越得到人們的重視。美國和歐洲在這方面已有近20年的豐富經驗。但它對焊接工藝參數的控制要求較為嚴格,通常需要用微機嚴格控制焊接工藝參數,并使用MIG焊機進行焊接,以避免碳鋼基體和鎳基合金襯里因熱膨脹而產生熱應力。若用電弧點焊時,在完成焊接工藝后,需利用填充金屬連續地對焊接處進行熔敷蓋面,以彌補焊接縫耐蝕能力的降低。圖3-1為確保合金薄板貼到基板和完全密封所采用的貼壁紙焊接技術示意圖,以適當的間距(0.61m)進行塞焊或電弧點焊可有效地減少振動。

第三節 橡 膠 襯 里

橡膠是有機高分子化合物,有優良的物理、化學性質,如高度的彈性和一定的機械性能,耐磨、耐腐蝕、可黏結、可配合、可硫化,是用途廣泛的一種工業材料。通常將其加工成片狀,貼合在碳鋼或混凝土表面形成良好的表面防腐層,將基體與介質隔離。

一、對橡膠襯里的要求

橡膠襯里應滿足的要求如下:

(1)應對水蒸氣、S02、HCl、S03、NOx、02及其他氣體有強的抗滲性。(2)能耐鹽酸、新生態亞硫酸、濃硫酸、氫氟酸及鹽類的腐蝕。(3)有較強的抗氧化性(主要是濃硫酸氧化)、抗老化性。(4)能耐較高的溫度(通常在70~C以上)。(5)耐磨性能好(與懸浮液接觸時)。(6)有良好的黏結性。

(7)施工操作簡單安全可靠。

天然橡膠的基本化學結構是異戊二烯,以其為單體,通過與其他有機物、無機物、單元素等反應,得到合成橡膠,主要有氯丁橡膠、丁基類橡膠(包括丁基橡膠、氯化丁基橡膠、溴化丁基橡膠)等。與天然橡膠相比,合成橡膠的化學、物理性能都發生了變化。

二、橡膠的抗滲透性

橡膠襯里的抗滲透性能(或橡膠的低溶漲性)是評價和選擇橡膠的一個非常重要的指標。氣體滲透的基本原理是:氣體分子首先溶解于橡膠材料中,然后,由于橡膠兩面分壓差的存在,氣體分子由分壓高的一側向分壓低的一側擴散。因此,滲透過橡膠板的氣體流量Q與橡膠表面積A、時間t和分壓差Δp成正比,而與橡膠板厚度L成反比,即

Q=DSAtΔp/L 比例系數D表征氣體分子在橡膠層中的流動性,稱做擴展系數;S為溶解系數,代表氣體在橡膠層中的溶解度。兩者的乘積稱為滲透系數P=DS,P越大表明材料的防滲透性越差。

在FGD系統中,對水蒸氣、S02、HCl和其他氣體有較低滲透系數的要求,限制了橡膠的選擇。只有幾種橡膠對水蒸氣及其他氣體的滲透性較低,其中最重要的是丁基材料,如丁基橡膠、氯丁基橡膠、溴丁基橡膠。幾種橡膠的抗水蒸氣滲透性能見表3-4。

38℃時,丁基橡膠由于甲基群體的存在而導致很低的滲透率;氯化丁基橡膠、溴化丁基橡膠由于含有極性鹵原子,而滲透率降低。從表3-4中還可看出,滲透系數隨溫度的升高而增大。

人們發現,氯丁基橡膠可摻入一定比例的氯丁橡膠而不致明顯地增大滲透性。隨著氯丁橡膠的摻入,橡膠襯里的一些特性,如可加工性得到改善。用摻入氯丁橡膠的氯丁基橡膠制的預硫化橡膠板在FGD裝置中顯示出優良的性能。

一般可采取以下措施來增強橡膠的抗滲耐蝕性能:

(1)增強硫化程度。硫化程度增強,橡膠滲透性減小。但硫化程度對丁基橡膠抗滲性能的影響比對其他橡膠(如天然橡膠)的影響要小。

(2)適當提高補強劑、填充劑等添加劑及顏料的含量。選用特種填充劑可將水蒸氣滲透性在一定程度內降低,但過高的添加劑和顏料的含量會引起橡膠基體中固體的分散不均勻,形成不合要求的孔隙率,而且由于極性組分的加入會使橡膠的吸水量增高,引起橡膠膨脹,造成橡膠機械性能下降。

(3)增加橡膠件層的厚度。滲透通量與襯里厚度成反比,達到飽和濃度的時間與厚度的平方成正比,實踐中基于這一方面的考慮,橡膠層的厚度高達3~4mm,甚至更厚。與合成樹脂涂層不同,襯橡膠達到這一厚度沒有特殊的技術問題。

(4)采用合適的硫化方式。硫化決定了橡膠襯里的基本特性。對于廠家車間生產襯橡膠無任何困難,因為硫化可在溫度為120~150℃、壓力高達600kPa條件下完成。可在蒸汽硫化釜或熱空氣硫化釜內進行。然而,現場無法滿足這些條件,故現場一般使用自硫化橡膠板或預硫化橡膠板。自硫化橡膠板的硫化經加速(加含硫的加速劑)后在40℃以下就能進行。預硫化橡膠板是廠家已在一定條件下硫化的,在現場可直接應用。

預硫化橡膠有下列特點:

1)預硫化橡膠板具有一定的硫化度,在現場應用時已有穩定的機械性能; 2)它們可以無限期儲存而不必冷藏; 3)無需在現場進行費時而昂貴的硫化; 4)襯完膠后即可承受各種物理、化學負荷; 5)黏合劑可在環境溫度下凝固; 6)可方便地連接和維修。并非所有橡膠都適于制作自硫化或預硫化橡膠板。溴丁基橡膠、氯丁基橡膠及氯丁橡膠比丁基橡膠容易硫化,后者需要更高的硫化溫度。因此,含丁基橡膠的襯膠一般在廠家生產車間內完成。

(5)選擇合適的黏合劑,嚴格控制黏合劑的用量。

為了保證橡膠襯里的使用壽命,整個鋼表面都要與橡膠襯里完全貼好。要達到這一目的,必須使用黏合劑。黏合劑含有天然橡膠、聚合物及樹脂等。在廠家生產車間內襯膠時,黏合劑與橡膠板一起硫化。在現場襯膠時,由于只能在環境溫度或比它稍高一點的溫度下施工,黏合劑中必須加入硫化劑,以加速硫化。硫化劑與橡膠板中的相似,如含硫的加速劑,還有聚異氰酸酯(其中以三異氰酸酯用得最多)。用預硫化橡膠板時,要求黏合劑能在短時間內達到其黏合強度,以克服橡膠板的恢復力,尤其是徑向產生的恢復力。在其他領域已用了幾十年的由氯丁橡膠和芳香三異氰酸酯制成的黏合劑在實際應用中很成功。

溶劑蒸發后,氯丁橡膠部分結晶,從而獲得了初始黏合強度。聚異氰酸酯和氯丁橡膠的烴基進行反應,使黏合劑的黏合強度在幾天內進一步提高。聚異氰酸酯的應用不僅提高黏合強度,也提高抗化學腐蝕性、抗熱性和黏合力。應注意的是,一定要使聚異氰酸酯均勻地分布于整個黏合層上,并且過量添加,以便反應后黏合劑中仍有自由異氰酸酯存在。異氰酸酯是可與許多物質發生反應的活性部分。但它與水反應產生的二氧化碳會引起麻煩,因為二氧化碳的累積可在橡膠襯里中形成氣泡。黏合劑的涂量為15mg/cm2時,若黏合劑中異氰酸酯的質量百分比為1.5%,則異氰酸酯與水完全反應生成的二氧化碳為0.12mg/cm2或0.06cm3/cm2(常溫常壓下)。這一少量的二氧化碳是在水滲過整個厚度中很長的時間內生成的,故一般不考慮氣泡的生成。

使用氯丁橡膠黏合劑時可能會生成氯化氫,但試驗結果沒有發現氯化氫的大量生成。在正常黏合劑涂量下,鋼表面的氯負荷大約為15mg/m2,這大大低于DIN標準中的危險氯負荷500mg/cm2。這一結果與實踐及文獻中描述的結果一致,含氯丁橡膠的黏合劑能夠長時間使用。

橡膠板內的氣體(如水蒸氣)的分壓差也影響滲透。若橡膠板內的溫度梯度很低,則僅有很小的分壓差。這樣,在設計FGD裝置的構件時,襯膠部件的絕緣問題就顯得特別重要。

三、橡膠的防Cl-性能

Cl-對橡膠具有強烈的滲透性能,一般應選擇在任何溶液中都具有很好抗Cl-性能的丁基橡膠和氯丁橡膠,這樣,完全不會發生任何腐蝕問題。

四、橡膠的抗熱性

橡膠被熱源破壞是由于電解氯氣滲透到橡膠分子中而導致膠板被氧化和破壞。同時,橡膠的防熱性能比處于高度不飽和狀態下的橡膠分子差。橡膠的防熱性能通常按以下順序排列:天然硬質橡膠≥丁基橡膠>氯丁橡橡膠>天然軟質橡膠。一般氯丁橡膠的最大操作溫度為90℃,比丁基類橡膠低30℃。氯丁橡膠的抵抗熱性會使其暴露部位的機械性能下降,并使它在工作環境中表層等脆化。

五、橡膠的耐磨性

幾種橡膠的耐磨性能見表3—5。橡膠的防漿料磨耗性能是由于橡膠的高彈性,能夠吸收碰撞漿料帶來的能量形成的。

橡膠的防磨耗性能按以下順序排列:天然軟質橡膠>氯丁橡膠>丁基橡膠>天然硬質橡膠。

從FGD裝置及其管道的實際使用情況來看,丁基橡膠的防漿料磨耗性能足以滿足使用要求,橡膠只用于接頭和管道的法蘭橡膠。另外,防漿料磨耗性能在很大程度上取決于橡膠板厚度。

六、橡膠的抗膨脹性

橡膠吸水能力強,就容易膨脹,抗膨脹性就差。由于硫化和交鏈程度低于熱固塑料,與合成樹脂涂層相比,橡膠襯里對水分的吸收量較大,因而有較大的膨脹度。這一弱點,可以用橡膠襯里的厚度來彌補,因為吸收達到飽和的時間與橡膠襯里厚度的平方成正比,分析表明,丁基類橡膠能從吸收塔內介質中吸收水分。橡膠襯里對水吸收的飽和度取決于它的組成,非極性橡膠,如丁基橡膠,比含極性組分的橡膠吸收的水要少。在丁基類橡膠中,丁基橡膠對水的吸收量最少,而氯丁基橡膠和溴丁基橡膠由于含有極性鹵原子,而吸收更多的水。對水的吸收也受填充劑、顏料、硫化劑等能引入極性組分物質的加入和橡膠襯里硫化度的影響。由于水分子要占據一定的空間,橡膠的膨脹與水的吸收有關。橡膠的膨脹度,尤其與工藝介質接觸的一層,如果吸水量很高,會引起機械性能的下降。橡膠抵抗這種膨脹的能力按以下順序排列:天然硬質橡膠>氯丁橡膠>丁基橡膠>天然軟質橡膠。

七、橡膠的防氟離子(F-)性能

若膠板用于含有F-的鹽溶液中,如NaF或CaF2溶液中,F-不會直接影響橡膠襯里。若膠板存在于酸性介質中,如氫氟酸中,膠板會由于強烈的滲透性而膨脹和被破壞。膠板的抗F-性能一般按以下順序排列:天然硬質橡膠=丁基橡膠>氯丁橡膠>天然軟質橡膠。

八、橡膠的防SO2性能

S02氣體和H2S04很容易和有機物質相溶,他們含量越高,膠板越容易膨脹和被破壞。如果含量較低,所有膠板都能保持良好的抵抗性能,即使S02氣體和H2S04變成鹽質,也不會對膠板帶來任何直接影響。橡膠抵抗S02性能按以下順序排列:天然硬質橡膠>丁基橡膠>氯丁橡膠>天然軟質橡膠。

由以上分析可知,丁基橡膠具有良好的抗蒸汽滲透、防漿料磨耗、防F-、防S02腐蝕和抗熱性能,因此選擇丁基橡膠作為襯里材料極佳,厚度為5mm較合適。但不論是何種橡膠作襯里,都有著表3-6中所示的優缺點。

為確保橡膠襯里的質量,必須對整個施工過程進行全面的質量控制(見表3-

7、表3-8)。

第四節 合成樹脂涂層

防腐涂層是將防腐涂料涂敷于經處理的金屬表面、混凝土表面等需防護的材料表面上,再經室溫固化后所得到的襯層。由于涂層具有屏蔽緩蝕和電化學保護功能,可以對被防護的材料起到良好的保護作用。

為提高防腐涂層對水蒸氣、二氧化硫及其他氣體的抗擴滲能力,20世紀50年代美國一家公司發明出鱗片樹脂防腐涂料。它在涂料中摻入具有一定片徑和厚度的磷片,鱗片填料對于大幅度提高防腐涂料的耐蝕性能具有重要的作用。目前,國內外生產使用的鱗片主要有玻璃鱗片、鎳合金不銹鋼鱗片、云母鱗片及利用其他一些硅酸鹽類礦產原料生產的鱗片,這些鱗片具有良好的耐蝕、耐溫性能。玻璃片可采用人工吹制或專用機械制得,而云母由于其具有極其良好的解體整理性,可以剝成很薄的鱗片。由于鎳合金不銹鋼鱗片和云母鱗片價格昂貴,其他一些硅酸鹽類鱗片尚未有長期應用的經驗,因此,目前應用最為廣泛的鱗片仍是玻璃鱗片。玻璃鱗片涂料是以耐蝕樹脂作為成膜物質,以玻璃鱗片為骨料,再加上各種添加劑組成的厚漿性涂料。由于玻璃鱗片穿插平行排列,使抗介質滲透能力得到極大提高。玻璃鱗片涂層斷面顯微照片如圖3-2所示。

一、鱗片防腐層組成及各組分對材料性能的影響

鱗片襯里材料的組成主要有樹脂、鱗片、表面處理劑、懸浮觸變劑、其他添加劑等。對其性能影響最大的是鱗片填加量及表面處理劑量,對施22'哇能影響較大的是懸浮觸變劑等。

1.樹脂

凡可室溫固化的離子型固化反應的耐腐蝕熱固性樹脂均可作材料的基料,如環氧、聚酯、乙烯基酯樹脂等。之所以要強調室溫固化,是因為高溫固化的樹脂在升溫時會出現流淌,使厚度失控,導致表面劣化。

如先經室溫初步固化,再進行熱固化則是允許的。此外,若樹脂在固化時,有大量低分子氣體逸出則應慎重,因這種情況下低分子氣體在鱗片層中不易逸出,影響材料的使用壽命。

2.鱗片

目前國內生產的鱗片主要由人工吹制,化工機械研究院1992年開發成功機械化生產裝置,生產的鱗片厚度為40um以下、20um以下、6um以下3種規格。粒徑分3級,分別為0.4mm以下,0.4~0.7mm,0.7~2.Omm,以滿足不同的配制需要。

由于鱗片的原料與制造玻璃纖維用的原料相同,故耐蝕性可參照玻璃纖維。鱗片的影響主要在于它的填加量及片徑大小。試驗結果表明,鱗片填加量越高,其沸水煮8h的彎曲強度也越高,但其孔隙率則隨之增大。浸泡質量增加試驗結果表明,鱗片片徑的增大使材料的抗滲性提高(見圖3-3)。

但對強腐蝕介質(如H2S04)效果則不顯著,這是因為強腐蝕介質對樹脂及界面的破壞作用已超出鱗片片徑對材料所起的作用。

3.界面偶聯

界面偶聯即采用化學處理劑來改善樹脂與鱗片的界面黏結,旨在提高材料的濕態強度及耐蝕性。玻璃鱗片是否經偶聯劑處理,對材料性能及預混料性能的配制工藝影響很大。增加質量及巴氏硬度測定結果表明:偶聯劑對材料性能的影響特別是在H2S04類強腐蝕介質中最為明顯(見圖3-

4、圖3-5,浸泡溫度80℃;H2S04質量分數25%;NaCl溶液濃度飽和)。

這說明不同介質對同一種偶聯劑作用不同,破壞力也不同。H2S04對樹脂及界面的破壞力較強,故偶聯劑對界面的效應很明顯,而NaCl及水對界面的破壞力較弱,故偶聯劑對它們破壞的緩解作用也不明顯。

4.防腐特性

鱗片涂層或膠泥具有優良的耐腐蝕性能,主要與其組成有關。一般情況下,防腐功能的減退表現為:基體樹脂首先產生失重、變色等情況,引起材料的鼓泡、分層、剝離或開裂,最后導致防腐蝕層失效。尤其由于滲透等因素,加速了腐蝕性的化學介質滲入到防護層的內部。因此在選擇具有良好耐腐蝕性能樹脂基體的同時,應采取有效的措施來減弱、減緩腐蝕介質或水蒸氣的滲透作用。以乙烯酯樹脂VEGF(Vinyle Ester Glass Flake)鱗片膠泥為例,它比基體樹脂能夠提供更為有效的耐腐蝕性能,主要是因為它能夠有效地防止腐蝕介質或水蒸氣的物理滲透。

5.抗滲透性

VEGF鱗片膠泥中含有10%~40%片徑不等的玻璃鱗片、膠泥,在施工后,扁平的玻璃鱗片在樹脂連續相中呈平行重疊排列,形成致密的防滲層結構,并有迷宮效應。腐蝕介質在固化后的膠泥中滲透必須經過無數條曲折的途徑,因此在一定厚度的耐腐蝕層中,腐蝕滲透的距離大大延長,客觀上相當于有效地增加了防腐蝕層的厚度,或提高了滲透阻止效應。而在無玻璃鱗片增強情況下,樹脂基體連續相中會存在大量的所謂“缺陷”,如微孔、氣泡及其他微縫等,這些缺陷的存在會加速腐蝕介質的滲透過程。因為一旦介質滲透到這些缺陷中,即加速了物理滲透和化學腐蝕過程。而在玻璃鱗片膠泥中,由于平行排列的玻璃鱗片能夠有效地消除、分割基體樹脂連續相中的這些“缺陷”,從而能夠有效地抑制腐蝕介質的滲透速度。

除了具有腐蝕性的化學介質滲透之外,還存在著水蒸氣的滲透。通常高分子

-10聚合物材料的分子間距為10A(1A=10m),而對于水蒸氣來說,只要高分子聚合物材料的分子間距達到3A,水蒸氣就能容易地透過高分子聚合物的單分子層。若基礎材料是碳鋼,水蒸氣由于滲透而達到碳鋼表面后,在氧氣存在情況下,由于電化學反應而生銹。

VEGF鱗片膠泥在固化后,乙烯基酯樹脂的高交聯密度可以有效地減弱水蒸氣和化學腐蝕介質的滲透,并由于其獨特結構更能達到防滲和減滲效果。

6.固化后的鱗片膠泥

固化后的鱗片膠泥是一種復合材料,其中基體樹脂起黏結作用。具有高度活性的不飽和雙鍵基體樹脂通過交聯,形成三維的體型結構,其線性的高分子形成網狀的介質會導致化學體積的收縮,同時分子中的不飽和雙鍵打開生成飽和單鍵時伴隨著分子體積的變化。有數據表明:液態樹脂中C=C基因分子體積在固化后會縮小25%,這個樹脂固化過程中分子自由體積的變化,也是造成不飽和樹脂收縮的一個重要原因。而收縮會產生內應力,嚴重時會導致微裂紋等的出現,并且殘余內應力的存在為微裂紋的擴展提供了潛在條件。因此在選擇基體樹脂時,應充分考慮樹脂具有良好的耐腐蝕性能,同時應具有較低的收縮率。由于加入了玻璃鱗片和其他填料,鱗片膠泥的收縮率會大幅度降低。玻璃鱗片的存在還可以起到降低固化后的殘余內應力的作用,這是因為在樹脂基體中不規則分布的玻璃鱗片是具有較大比面積的分散體。在膠泥固化后,樹脂由于固化后收縮而產生的界面收縮內應力可以被玻璃鱗片所稀釋或松弛,因此有效地減弱了內應力影響。雖然玻璃鱗片在樹脂基體連續相中,絕大多數是近乎平行排列的,但還是存在一定的傾角,該傾角的存在,對收縮應力起到制約作用,可以有效地分割樹脂基體連續相為若干個小區域,使應力不能相互影響或傳遞,如圖3-6所示。

7.良好的耐磨性

鱗片樹脂襯里的耐磨性是通過合理的材料配比實現的,其中玻璃鱗片是耐磨的主要骨架。另外,在個別磨損嚴重的部位還須作特別處理或進行特殊耐磨結構設計。試驗表明,在無腐蝕條件下,玻璃鱗片樹脂的耐磨性優于天然橡膠和丁基橡膠,但較氯丁橡膠略差一些。經過腐蝕介質的浸泡后,橡膠的耐磨性急劇下降,而玻璃鱗片樹脂涂層的耐磨性卻幾乎保持不變,這是對富土6R涂層與橡膠的對比試驗得出的結論(氯丁橡膠是早期FGD防腐內襯采用的橡膠,由于其較高的吸水率、水蒸氣透過率和可被吸收漿液浸出相關組分等缺陷而被丁基橡膠取代)。圖3-7是在耐腐蝕試驗(5%H2S04,80℃)后做擦傷試驗得出的性能比較曲線。

另外,鱗片涂層的機械性能通過疊壓平行于基體表面的鱗片而得到明顯改善,它具有較小的扯斷伸長率。雙酚A型乙烯酯樹脂的熱穩定性為120℃(在干燥環境中),酚醛類乙烯酯樹酯可耐180℃。

二、橡膠襯里和防腐涂層對基體(金屬和混凝土)結構及表面狀態的要求

(一)對金屬基體結構及表面的質量要求

(1)金屬構件必須具有足夠的強度和剛度,確保 能夠承受金屬構件在運輸、安裝、施工、使用等過程 ’中所發生的機械性強度,不發生變形。當采用硬橡膠 或涂層時,更應注意防止金屬構件變形而發生龜裂(對涂層來說,還要考慮溫度變化時,兩體線脹系數差 異可能造成的不良影響)。

’(2)金屬構件的結構必須滿足材料施工的作業條 件,以能夠用手夠得到為宜,同時還應考慮檢測、維

護、保養是否容易進行,所以構件結構應盡可能簡單,并可拆卸分割。(3)無論是橡膠襯里還是涂層,其施工條件都是比較惡劣的,且屬于有毒易燃物質,有

關密閉容器應按規定開設人孔,使容器內部保持良好的通風條件,并有利于安全監護人員處 理緊急情況。

(4)需進行襯里的表面應盡量簡單、光滑平整及無焊渣、毛刺等,表面焊縫凸出高度不

應超過0.5mm。

(5)不可直接向襯膠殼體外側加熱,以防止橡膠、涂層的剝離和翹起。從襯里側加熱

時,加熱管道應距離襯里100mm以上;吹入蒸汽時,其構造不能使蒸汽直接吹在襯里 表面。

(6)裝有內部構件并在運行使用中需經常檢修的設備,應具有檢修、安裝的條件,確保

在安裝及檢修中不損壞襯層。

(7)金屬表面預處理質量的好壞,直接影響到防腐蝕施工質量。基體表面不但要達到規

定的除銹標準,而且還要有一定的粗糙度。通常要求表面必須經過嚴格的噴砂除銹,并使預

處理表面質量等級至少達到GB 8923—1988規定的Sa21/2的水平。金屬表面預處理后應立

即施工或采取保護措施,以防重新銹蝕。

(8)襯里側的焊縫應為連續焊縫,不能采用重疊焊縫,應采用對接焊縫。焊接時優先焊

接襯里一側,不得已從對側先開始焊接時,應將焊縫間隙擴大,先對背面打磨加工后再進行 焊接。

(9)在使用鉚釘的場合,襯里側應使用沉頭鉚釘,完全鉚接后進行平滑加工。(10)需進行襯里施工的陰陽角處應有圓滑過渡,過渡半徑應不小于3mm,通常選擇

6mm以上比較合適。

(11)應避免管口直接伸入內表面,必要時可采用法蘭連接。

(12)對要進行襯里施工的螺孔不能進行圓弧加工時,應取45~左右的斜面。(13)設備所有的加工、焊接、試壓應在襯里施工之前完成,襯里完成后嚴禁在金屬構

件上進行焊接,否則輕則破壞襯里,重則引發火災。

(14)進行襯里施工的管道盡可能用無縫鋼管,鍍鋅表面不能涂蓋防銹漆。(二)對混凝土基體結構及表面的質量要求

(1)混凝土基體或水泥砂漿抹面的基體,必須堅固密實、平整,需對襯里表面進行噴砂

處理,除去那些松脆、易剝落的水泥渣塊、泥灰及其他雜物。

(2)進行襯里施工的表面的平整度可用2m的直尺檢查,允許間隙不大于5mm。(3)表面應在襯里施工之前,涂上一層約lmm厚的光潔導電薄膜找平層,可改善表面 的平整度及用作電火花檢測襯里密封性時的反極。(4)混凝土必須干燥,其表面殘余濕度應低于4%。(5)選用底漆時,應考慮到混凝土的堿性是否會使底漆發生皂化反應,因為基體發生皂

化反應,涂層將會很快脫落,此時應考慮選用耐潮、耐堿性能良好的底漆對混凝土表面進行 中和處理。

(6)施工環境溫度以15~30~C為宜,相對濕度以80%一85%為宜。應該說涂層的防腐蝕性是相當出色的,但目前其價位仍然偏高,是限制涂層廣泛應用的—個重

要因素。因此,國內外的廠家都在積極開發物美價廉的涂料,他門主要從以下幾方面著手:

(1)采用價格低廉的鱗片填料。通常采用一些來源廣泛、價格便宜的硅酸鹽類礦產原料

或廢渣制取鱗片,經過化學處理劑進行表面處理后,可以達到與玻璃鱗片相當的防腐性能,用來替代玻璃鱗片,因而也就降低了成本。(2)無溶劑化。所謂無溶劑化是指涂料中不含或僅含有少量的揮發性溶劑,這樣的涂料 固體含量高,大大減少了施工中溶劑揮發造成的材料浪費,同時也減輕了環境污染,涂裝效

率也得到了提高。

(3)表面處理簡單化。涂層對基體表面較高的預處理要求,也是導致使用涂料價位偏高 的原因之一,基體表面處理的簡單化依賴于涂層與基體要求(金屬或混凝土表面)黏結強度 的提高。

(4)采用先進的涂裝技術。如果涂料的涂裝工藝過于煩瑣,要求過于苛刻,即使其防腐 性能再突出,要在工程上實施也是很困難的。現在比較流行的涂裝技術是采用高壓無空氣噴

涂,底漆、面漆合一的技術,簡化了施工工藝難度,提高了涂裝效率,降低了工程成本。

第五節 濕法煙氣脫硫設備中鱗片襯里的防腐3-藝

一、濕法煙氣脫硫的防腐選材

由于濕法煙氣脫硫的基本原理是,煙氣中的S02、S03、HF和其他有害成分與液相中 的吸收劑起化學反應產生稀硫酸、硫酸鹽和其他化合物,煙氣溫度隨之降低到露點以下,給

脫硫裝置帶來腐蝕問題。因此,對于濕法煙氣脫硫工藝來說,必須對有關設備進行防腐處

理。濕式煙氣脫硫的防腐材質應具備的條件是:耐腐蝕、耐磨損、耐高溫。耐腐蝕主要是耐 硫酸、鹽酸腐蝕,以及F—的腐蝕,能夠阻擋有害氣體侵蝕和F/—等離子的滲透;耐磨損主要

是能夠抵御吸收漿液中含固量的磨損、噴淋層漿液的沖擊以及煙氣的沖刷;耐高溫主要是能

夠承受煙氣入口高溫煙氣,同時應能承受鍋爐運行故障時煙氣溫度突變的沖擊。濕法煙氣脫

硫需要防腐部位主要有吸收塔、煙氣換熱器、煙氣換熱器與吸收塔之間的煙道、凈煙道、事

故漿液罐、漿液管道、盛有腐蝕性液體的漿液罐、地坑和地溝等,其中煙道和吸收塔的防腐

面積最大,所占費用比例也最高。煙道主要以涂玻璃鱗片為主。對于吸收塔,美國主要采用

鎳基合金或碳鋼內覆高鎳基合金板;德國多采用碳鋼內襯橡膠板;日本多采用碳鋼內涂玻璃

鱗片樹脂防腐。國內根據引進的脫硫技術不同,主要是襯膠和鱗片襯里,具體情況見表3-9,鎳基合金或碳鋼內覆高鎳基合金板使用壽命長但價格過于昂貴,國內尚無使用業績。

二、鱗片襯里的防腐特點

鱗片襯里是以耐酸樹脂為主要基料,以薄片狀填料(外觀形狀似魚鱗,故稱之為鱗片)為骨料,添加各種功能添加劑混配成膠泥狀或涂料狀防腐材料,再經專用設備或人工按一定

施工規程涂覆在被防護基體表面而形成的防腐蝕保護層。圖3—8為鱗片襯里的斷面結構。

鱗片襯里層有不連續的片狀鱗片。單層鱗片是不透性實體,在襯層中垂直于介質滲透方

向的鱗片呈多層有序疊壓排列。

鱗片樹脂襯里最突出的性能是具有優良的抗腐蝕介質滲透性。有關試驗表明:0.5mm 厚的鱗片的抗滲透性略大于20mm的玻璃鋼,1.5mm厚的鱗片襯里,就可以達到非常理想 的抗滲效果。鱗片防腐之所以具備很高的抗滲透性能,是由于鱗片的防腐層中扁平的鱗片在

樹脂中平行疊壓排列,介質滲透為繞鱗片曲折狹縫擴散過程。玻璃鱗片具有很好的迷宮效

應,如圖3-9所示,使滲透介質在不同鱗片層內滲透動力逐漸衰減,介質向縱深滲透趨緩。

對于煙氣脫硫來說,玻璃鱗片按照其使用部位與特點,可分為低溫玻璃鱗片、高溫玻璃

鱗片和耐磨玻璃鱗片等。低溫玻璃鱗片一般具有優良的耐水汽的滲透性、耐化學性、耐腐蝕

性等特點,使用溫度一般低于100~C,是脫硫裝置的重要襯里材料,主要應用于吸收塔的低

溫部分、事故漿罐、凈煙氣煙道等部分。高溫玻璃鱗片一般具有優良的耐高溫性能,其長期

使用溫度可以達到160~C以上。主要應用于煙氣換熱器與吸收塔之間的原煙氣煙道、吸收塔 入口處、煙氣換熱器原煙氣區域以及煙氣出口擋板門后的煙道部分。耐磨玻璃鱗片是特殊配 方的鱗片樹脂,一般添加陶瓷耐磨材料增加耐磨特性。耐磨玻璃鱗片主要應用于吸收塔噴淋

部位或漿液磨損嚴重的區域(如安裝攪拌器的部位)。

三、玻璃鱗片的施工要領

鱗片襯里施工為手工作業,施工質量在很大程度上取決于操作者的操作技能和熟練程

度。在鋼材表面涂玻璃鱗片時,要求在焊縫位打磨、鋼板焊接、噴丸處理等各個方面都必須

嚴格把關,一個環節出現問題都會引起運行后鱗片襯里起氣泡、脫落等問題。一般應從以下

幾個方面控制施工質量: 1.環境參數的控制

環境參數對于噴丸處理、刷底涂層和涂鱗片都非常重要,尤其是濕度的控制。濕度一

般應低于70%,設備表面的溫度至少應高于露點溫度3K以上,在整個施工過程中不能有 結露,冬天施工環境溫度至少在lo~C以上,達不到上述條件應采取去濕或升溫等相應措 施。

2.噴丸前的表面檢查

噴丸前對表面進行檢查的項目主要有表面平整度、焊縫打磨檢查。表面平整度一般要小

于3mm/m。要求焊縫打磨成圓角,外凸的最小圓角為3mm,內凹的轉角的最小半徑為

10mm,焊縫處不得有氣孔。3.噴丸要求

噴丸首先要保證環境參數的控制,可使用充分干燥的石英砂或鐵礦砂。對噴丸工藝有一

個重要的檢查指標是表面粗糙度,噴丸標準要達到表面粗糙度為R。>70/1m?噴丸結束后的

金屬表面和焊縫不能有氣孔等缺陷。

噴丸用的壓縮空氣應干燥潔凈,不得含有水分和油污。檢驗方法:將白布或白漆靶板置

于壓縮空氣流中lmin,表面觀察無油污為合格。4.刷底涂

刷底涂是為了增加玻璃鱗片的附著力。刷底涂應在噴丸后盡快涂刷,一般應在表面處理

完成后6h內完成第一道底漆涂刷。刷底涂前將金屬表面的灰塵清理干凈,刷底涂應均勻,避免淤積、流掛或厚度不勻等。第二道底漆應在第一道底漆初凝后即行涂刷,且涂刷方向與

第一道相垂直。

5.不同涂層的施工要領 ·

鱗片襯里的施工方法有3種:一是高壓無空氣噴涂;二是刷、刮涂,主要用于厚漿型

涂料施工;三是抹涂滾壓法,主要用于膠泥狀鱗片襯里涂抹施工。其中抹涂滾壓法施工簡 便,襯里施工質量高,應用較廣泛。作為鱗片涂料,厚漿型無溶劑鱗片涂料是發展選擇的 方向。

(1)抹層防腐。抹層防腐是用抹刀施工,其結構通常有以下幾個部分:底涂、中間層、抹層、密封層。抹層的鱗片一般粒徑較大。原材料按廠家說明書按比例添加凝固劑,需配備

專用真空攪拌混料設備混合均勻,以最大限度地減少配料過程中氣泡的產生。用抹刀均勻地

將涂料抹在已刷底涂的基體表面上,并使表面平整一致,必要時再用棍子壓實,使鱗片埋在

樹脂中合適的位置,避免鱗片外露、涂層內無氣泡,厚度不足處應補足厚度。

第一層涂完后應進行相關的檢查,合格后再進行第二層的施工。兩層涂抹層的搭界接頭

處必須采取搭接方式。

(2)噴涂防腐。噴涂一般只有兩層:底涂和噴涂層。采用噴涂可以多遍噴涂,每一遍的

厚度和施工時間間隔由涂層材料廠商提供。各層的顏色應有區別,以便檢查和確定是否 漏噴。

6.中間檢查和最終驗收

防腐是濕法煙氣脫硫工程建設中非常重要的環節,關系到脫硫系統投入運行后設備能否 安全運行,因此必須加強防腐施工過程的驗收,同時要檢查和監督施工過程中同時制作的實 驗板。

(1)外觀檢查。目視、指觸等確定有無鼓泡、針孔、傷痕、流掛、凹凸不平、硬化不

良、鱗片外露等。(2)厚度檢查。使用磁石式或電磁式厚度計測定鱗片涂層厚度,對不合格處進行修

補。

(3)硬度檢查。玻璃鱗片的硬度檢查應在實驗板上進行,不能直接在涂層上做硬度檢

查,以免損壞玻璃鱗片。·(4)打診檢查。用木制小錘輕輕敲擊襯里面,根據聲音判斷襯里內有無氣泡或襯里不實 的現象。

(5)漏電檢查。對于玻璃鱗片襯里,漏電檢查非常重要,其目的是檢查有無延伸到基體 的針孔、裂紋或其他缺陷。使用高壓漏電檢測儀100%掃描襯里面,根據襯里的厚度調整檢

查電壓數值。如果漏襯或襯里層有孔,電弧會被金屬吸引,產生電火花。(6)黏結強度。將實驗模塊黏結在實驗板上,在模塊上施力通過拉斷實驗模塊與實驗板

間的玻璃鱗片,確定玻璃鱗片的黏結力。一般黏結強度應大于5N/mm2。7.缺陷的修補

鱗片襯里在施工過程中或運行一段時間后出現以 下情況需要進行修補處理:①針孔;②表面損傷;③ 鱗片內有明顯雜物;④施工后出現的碰傷。修補時將 缺陷周圍磨成波形坡口,將缺陷完全消除,然后用溶 劑清洗干凈,應打磨該區域,然后按鱗片襯里施工方 法修涂,缺陷的修補方法如圖3—10所示。

對于特殊部位的處理,如煙道與吸收塔的連接、法蘭面等處,由于鱗片是分散不連續填料,其配制成 鱗片襯里的材料強度比玻璃鋼低,易受應力破壞,因此需要在特殊部位采取玻璃布補強 措施。

由于防腐技術的不斷進步,鱗片襯里在濕法煙氣脫硫工藝中應用越來越廣泛,基本能夠

滿足濕法煙氣脫硫苛刻的工藝要求。鱗片襯里具有的耐高溫特性(可在160~C環境下穩定運

行)是襯膠和玻璃鋼所不具備的,同時具有耐腐蝕和耐腐損的特性。某電廠鱗片防腐驗收檢

查結果匯總表見表3—10。第六節 玻 璃 鋼

一、組成與特點

玻璃鋼(fiberglassreinforcedplastics,FRP)是一種由基體材料和增強材料兩個基本

組分,并添加各種輔助劑而制成的一種復合材料。常用的基體材料為各種樹脂,如環氧樹

脂、酚醛樹脂,呋喃樹脂等;常用的增強材料主要有碳纖維、玻璃纖維、有機纖維等;常用 的輔助劑有固化劑、促進劑、稀釋劑、引發劑、增韌劑、增塑劑、觸變劑、填料等。在

FGD裝置中,用的較多的玻璃鋼是由玻璃纖維和碳纖維制成的。

碳纖維多采用聚丙烯腈纖維為原料制成,玻璃纖維則是由各種金屬氧化物的硅酸鹽類經

熔融后抽絲而成,其成分以二氧化硅為主,通常含有堿金屬氧化物。碳纖維與玻璃纖維相

比,前者的彈性模量高于后者,在相同外載的作用下,應變小;前者制件的剛度也比后者制

件高。此外,碳纖維比玻璃纖維具有更好的耐腐蝕性能,但碳纖維與樹脂的黏結能力比玻璃 纖維差,所以碳纖維復合材料的層間剪切強度較低。目前煙氣除塵脫硫裝置中使用最多、技

術最為成熟的玻璃鋼仍采用玻璃纖維作為增加材料。

FGD裝置中使用的玻璃鋼通常有兩種形式,即整體玻璃鋼和玻璃鋼襯里。整體玻璃鋼大

多作為單元設備來使用,玻璃鋼作襯里使用時,絕大多數是以碳鋼作為基體,但玻璃鋼的許多

性能與鋼材相比,具有較大的差別。玻璃鋼的熱導率比碳鋼低,具有較好的絕熱性能,在20 ~200~C范圍內玻璃鋼的熱導率約為3kI/mh~C,鋼材的熱導率為148~221kI/mh~C。另外,在

20~200~C范圍內,玻璃鋼的線膨脹系數約為1.8X10—5C-’,鋼材約為1.2X10—‘℃”。因此,使用玻璃鋼襯里時,需考慮到玻璃鋼基體的黏結性能及基體本身的耐酸、耐溫性能。根據使用

樹脂的不同,玻璃鋼可分為環氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼及呋喃玻璃鋼。常用玻璃鋼的性能及其適

用范圍見表3-11。

從表3-11可以看出,單一樹脂的玻璃鋼各有各的優缺點,難以滿足FGD系統的防腐

要求,但可將這些樹脂進行混配改性,優勢互補,可制得性能優良的復合玻璃鋼。一般

FGD裝置中使用的玻璃布為無堿(或微堿)、無捻平紋方格玻璃布,可以避免強度的方向

性和減輕腐蝕介質沿玻璃布紋的滲透。樹脂一般采用黏結力強、機械強度高;固化成型

方便的環氧樹脂打底,復配耐溫性好、耐酸堿性能也較好的呋喃樹脂,并加入耐磨(如

二硫化鈉)、導熱(如金屬粉末)及抗老化、抗滲性能好的填料(如瓷土、石英粉等)和

輔助劑。

實踐表明,這種利用改性呋喃樹脂制成的玻璃鋼,其耐磨、耐水、耐濕熱、抗老化、抗

拉、抗壓、抗剪切力學性能均明顯優于單一樹脂制成的玻璃鋼。(1)耐腐蝕性。玻璃鋼的耐腐蝕性主要取決于樹脂。隨著科學技術的不斷進步,樹

脂的性能也在不斷完善,尤其是20世紀60年代乙烯基酯樹脂的誕生,進一步提高了玻

璃鋼的耐腐蝕性及耐熱性。乙烯基酯是用環氧與不飽和酸反應制成的。它的分子鏈結

構不同于聚酯,末端具有高交聯度、高反應活性的雙鏈,具有穩定的化學結構,其中

的穩定苯醚鍵使樹脂耐腐蝕,強度接近環氧。另外,酯基只位于分子鏈端部,與聚酯

不同,聚酯的酯基出現在主鏈上,因此,水解后,乙烯基酯性能并不下降。此外,當

固化反應后,交聯反應只在端部進行,整個分子鏈不全參加反應,因此,分子鏈可以 拉伸,宏觀上表現出較好的韌性,乙烯基酯延伸率為4%~8%,而聚酯的僅為1%~

1.5%。由于乙烯基酯獨特的分子鏈構造及其制造合成方法,使其固化后的性能與環氧

接近,其工藝性能類似于聚酯,耐酸性優于氨類固化環氧,耐堿性優于酸類固化環氧

和不飽和聚酯。從工藝上看,乙烯基酯適合于大多數的玻璃鋼成型工藝,例如纖維纏

繞;拉擠、手糊等等。乙烯基酯黏度低,與纖維浸漬效果好,可保證制品的質量。因

此乙烯基酯非常適合于做脫硫玻璃鋼設備的樹脂基體,它的防腐性能好,韌性好,高

溫性能突出,價格適中。在國外的玻璃鋼脫硫設備中基本上都采用乙烯基酯玻璃鋼,幾種國外的乙烯基酯室溫時的標準性能見表3—12。表3—13列出了幾種材料的耐酸性比

較。

(2)耐熱性。圖3—11是酚醛環氧型乙烯基酯樹脂玻璃鋼和氯茵酸型聚酯樹脂玻璃鋼在

連續干熱狀態下的抗彎強度和耐溫性能比較。

將用2種樹脂分別做成的試樣暴露在193~C空氣中12個月后,發現酚醛環氧型乙烯基

酯樹脂的保留強度比氯茵酸聚酯樹脂高得多,而后者已在濕法FGD系統的煙道和煙囪襯里

工藝中成功應用多年。由此可以證明,乙烯基酯樹脂玻璃鋼做成的脫硫塔,將能耐受更高的

溫度,使用壽命更長,也更可靠。圖3—12是2種樹脂做成的玻璃鋼層合板暴露在65~C煙氣

中90天彎曲強度與熱震性能比較。

熱震性能試驗是把2種玻璃鋼層合板放到204~C以上的溶液中,取出后立即放入冷水并

保持2h,再對2種層合板進行6h的干燥,然后測定彎曲強度。試驗表明,用乙烯基酯樹脂

制成的玻璃鋼層合板保留了絕大部分抗彎強度,而用耐溫氯茵酸聚酯樹脂制成的玻璃鋼層合

板暴露在干熱狀態下4h后就開始分層,彎曲強度下降了40%。乙烯基酯樹脂的抗熱震性能

歸功于它的延伸率是氯茵酸聚酯樹脂的3—4倍。高的延伸率使它具有極高的抗沖擊性能,并增大了對溫差、壓力波動、機械振動的適應范圍。乙烯基酯樹脂做成的玻璃鋼已成功地用

于濕法FGD系統的煙囪襯里。

(3)耐磨損性能。在腐蝕環境中,玻璃鋼的耐磨性能優于鋼鐵,為提高玻璃鋼的耐磨 性,可以在樹脂基體中適當加入填料如金剛砂等,但不能使玻璃纖維暴露出來。1987年,位于德國Weisweiler的某火電廠采用濕法石灰石/石膏FGD工藝,漿液中固體含量達15%,吸收塔和輸送漿液的管道均為玻璃鋼,至今運行良好。

阻燃性能也是另一關鍵問題.玻璃鋼結構在制作時可加入適量的阻燃劑以保證其安全 工作。

二、玻璃鋼的質量檢驗

常見玻璃鋼的缺陷及解決辦法見表3—14,玻璃鋼的質量檢驗見表3—15。

三、玻璃鋼的應用

由于玻璃鋼具有耐化學腐蝕且價格低的特點,故已成功地應用于濕法FGD系統。主要

在以下部位使用:①吸收塔等塔體;②噴頭;③集液器、除霧器;④管路;⑤煙道;⑥煙

囪。使用者認為玻璃鋼質量輕、耐腐蝕,造價比合金材料低,極具應用潛力,德國某電廠幾

臺洗滌塔長期使用此種材料的成功就是例證。不同材料除霧器的價格比較見表3—16。

玻璃鋼煙道的成功應用已有相當長的時間,1982年,美國就在直徑4—9m的煙道上應

用了玻璃鋼;1988年,德國在直徑為7m的煙道上的應用也獲得成功。玻璃鋼煙囪作為脫硫

工廠的一部分,成為代替混凝土煙囪,提高煙囪使用壽命的理想替換結構。1983年,美國

ASTM學會起草了玻璃鋼煙囪的設計標準ASTMD-20,建議煙囪的最大撓度不應超過煙囪

高度的5%。20世紀80年代,美國CenturyFiberglass公司制造了當時世界上最高的自支撐

式玻璃鋼煙囪。煙囪高5L 8m,總質量9.53t,頂部壁厚0.64cm,底部壁厚2.21cm,煙囪

的防腐層厚0.05m,用10%的表面氈,樹脂含量為90%,前兩層是用0.25cm厚的短纖維

(1.9cra長)增強樹脂層,纖維含量為25%,延伸率大于40%,以防開裂。結構層采用纖維

編繞工藝成型,玻纖含量為70%。在玻璃鋼煙囪的外表面要涂覆耐大氣老化層。

在國內,北京國華熱電公司的進口FGD系統中,石灰石漿液輸送管道和儲存罐均為玻

璃鋼。廣東連州電廠和瑞明電廠FGD系統的石灰石漿液罐、吸收塔漿液循環管道及塔內漿

液分配管也都是玻璃鋼。深圳西部海水FGD系統的海水輸送及恢復管道、在四川白馬電廠

試驗的采用NADS技術的吸收塔均是玻璃鋼。隨著FGD裝置的增長,玻璃鋼應用得越來 越多。

玻璃鋼脫硫裝備的社會效益和經濟效益都很顯著。在國外,玻璃鋼設備已趨于成熟,其

顯著的優點已被人們承認和接受。目前玻璃鋼脫硫裝備正趨于大型化,如英國Plastilon計

劃制造直徑為20m的洗滌塔。大的玻璃鋼結構,給運輸帶來了很大的麻煩。因此,“就地”

制造的技術與設備就顯得十分重要,國外正在進行這一方面的研究,應引起重視。

第七節 其他耐蝕材料

一、高分子熱塑性塑料

聚氯乙烯塑料是以PVC樹脂為主要原料,加入其他添加劑,經過捏和、混煉、加工成

型等過程制得。根據增塑劑的加入量的不同,分硬聚氯乙烯、軟聚氯乙烯兩大類。硬聚氯乙

烯具有較高的機械強度和剛度,一般可以用作結構材料。它具有優良的耐化學腐蝕性,當溫

度低于50~C時,除強氧化性酸外,耐各種濃度的酸、堿、鹽類的侵蝕。在芳香烴、氯化烴

和酮類介質中,硬PVC溶解或溶脹,但不溶于其他有機溶劑。其耐熱性常用馬丁耐熱溫度

表示,為6500。實際使用中的硬PVC塑料的使用溫度常根據其使用條件的不同而不同,如

介質腐蝕性越強,使用溫度越低。另外,作為受力構件使用時,應力越高,使用溫度下降。

硬PVC塑料由于其一定的機械性、優良的耐化學腐蝕性,更因為其來源廣泛、價格便宜,且相對密度小,吊裝方便,焊接、成型性能良好,易加工,而成為化工、石油、染料等工業

中普遍使用·的一種耐腐蝕材料。它常用來做塔器、儲槽、排氣筒、泵、閥門及管道。由于硬

PVC線膨脹系數較大,較高的溫度會造成較大的應力,因而在設計PVC設備、管道及固定

安裝時,必須考慮這一特點。

軟PVC由于加入大量的增塑劑,質地較軟,強度低,剛性差,耐熱性不如硬PVC,耐

化學性與硬PVC近似,主要用于制造密封墊片、密封圈及軟管,還適用于大型設備襯里。

二、聚丙烯(PP)PP樹脂根據合成過程中使用催化劑的不同,所得分子結構有所不同。其耐蝕性、物理

機械性及耐熱性等與其結晶性有密切的關系。一般來說,結晶度越高,耐蝕性越好。它對于

無機酸堿鹽化合物,除氧化性的介質外,接近loo~C無破壞作用。室溫下,PP在大多數有

機溶劑中不溶解,某些氯化烴、芳香烴和高沸點脂肪烴能使PP溶解,且溶脹度因濕度升高

而升高。聚丙烯耐熱性較高,在熔點以下,材料具有很好的結晶結構。其使用溫度為110~

120~C,無外力時,可達到150~C。PP的高度結晶性,使其具有較好的機械強度,常溫下,可用作結構材料,但其剛性因溫度升高而降低較大,因而在高溫下,不宜作結構設備。與

PVC比較,當溫度大于80~C時,PVC已完全失去強度,而PP仍可保持一定的強度,作為

耐蝕材料使用。

PP常用于化工管道、儲槽、襯里等,濕法FGD的除霧器常常用PP制造,如連州電

廠、太原一熱FGD的除霧器。在實際使用安裝時,因其熱膨脹系數較大,需考慮安裝熱補

償器,另外,采用無機填料增強PP,可提高其強度、抗蠕變性,如使用玻纖增強PP制造

保爾環及階梯環。若用石墨改性,可制成石墨換熱器。

三、氟塑料

含氟原子的塑料總稱氟塑料。由于分子結構中含有氟原子,使聚合物具有極為優良的耐

蝕性、耐熱性、電性能和自潤滑性,主要品種有聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚全氟乙 丙烯。

聚四氟乙烯又稱特氟隆,簡稱PTFE或F4,是單體四氟乙烯的均聚物。PTFE是白色

有蠟狀感覺的熱塑性樹脂,它具有高度的結晶性,熔點為327~C,熔點以上為透明狀態,幾

乎不流動,不親水,光滑不黏,摩擦特征與水相似,密度很大,為塑料中密度最大者,具有

良好的耐熱性及極佳的耐化學藥品的腐蝕性,能耐王水的腐蝕,有“塑料王”之稱。

PTFE有如下特性:

(1)優良的耐高、低溫特性。能在一269~+260~CT作溫度下工作。(2)優異的耐化學腐蝕性。除熔融的堿金屬或其氨溶液、三氟化氯及元素氟在高溫下對

它發生作用外,其他任何濃度的強酸、強堿、強氧化劑和溶劑對它都不起作用,如它在濃硫

酸、硝酸、鹽酸甚至王水中煮沸,其質量及性能均無變化。它能耐大多數有機溶劑,如鹵代

烴、丙酮、醇類等,不會產生任何質量變化及膨脹現象。可見,它的化學穩定性甚至超過貴

重金屬(如金、鉑等)、玻璃、搪瓷等。(3)很低的摩擦系數。比磨得最光滑的不銹鋼的摩擦系數小一半,磨損量只有它的1%。

(4)優異的介電性能。一片0.025mm的薄膜,能耐500V高壓,比尼龍的介電強度高—倍。

另外,PTFE的抗滲性能優良,吸水率僅為0.005,由于聚四氟乙烯分子間作用力小,表面能低,因而具有高度的不黏性,很好的潤滑性。當粘貼于橡膠表面時,可以有效地防止

結晶石膏的結塊現象,以及FGD下游煙道中潮濕部分強烈的水蒸氣滲透和橡膠的溶脹。其

綜合性能見表3—17。

但是,聚四氟乙烯的機械強度一般,蠕變現象嚴重,剛性低,不易作剛性材料。聚四氟

乙烯的主要缺點是其成型加工困難,不能用一般熱塑性塑料的成型加工方法來加工,只可采

用類似粉末冶金的方法把聚四氟乙烯粉末預壓成型,再燒結成型。為了適應使用要求,應對

PTFE進行填充改性,常用的填充劑有石墨、二硫化鉬、碳黑、云母、石英、玻璃纖維、青

銅粉、石棉、陶瓷等。玻璃纖維是最常用的填充劑,它對PTFE的化學性能、電氣性能影

響很小,卻提高了其他性能。青銅的作用是增加了散熱性。二硫化鉬的作用是增加耐磨性、剛性、硬度。

聚四氟乙烯主要用于襯里材料,其不黏性使其襯里工藝較困難,可采用深層或板襯形

式,一般用于管道、管件、閥門、泵、容器、塔等設備襯里的防腐。在太原一熱FGD系統 中,除霧器的沖洗噴嘴是用聚四氟乙烯制造的。其他氟塑料由于分子結構上不全為氟原子組

成,因而其耐蝕性、耐熱性比聚四氟乙烯稍差。但其加工性要優于聚四氟乙烯,可用一般塑

料加工方法加工,用于制作泵、閥、棒、管等,還可用于設備的防腐涂層。

四、氯化聚醚

氯化聚醚是一種線形高結晶度熱塑性塑料,具有較高的耐熱性及耐蝕性。耐蝕性僅次于

聚四氟乙烯,除強氧化劑及酯、酮、苯胺等極性大的溶劑外,能耐大部分酸、堿和烴、醇類

溶劑以及油類的作用。其耐磨性好,尺寸穩定性好。其抗拉強度與特性黏度V有關。V≥

1.2,可用作結構材料,V在0.8~1.2之間,用作涂層。其加工法可用一般的加工方法,注

射、擠出、模壓、焊接、噴涂都可。氯化聚醚在化工中除了可以加工成管、板、棒及相應的 零件外,還常用于涂層和襯里。

五、聚苯硫醚

聚苯硫醚是一種較好的耐高溫、耐蝕工程塑料,其耐熱性可與聚四乙烯、聚酚亞胺

媲美,250℃以下可長期使用。線形聚苯硫醚加熱或化學交聯后,可在200℃以下使用,其機械強度高于氯化聚醚,特別是高溫機械強度好,抗蠕變性優良。175℃以下不溶于所

有溶劑,250—300℃不溶于烴、酮、醇等,耐酸、堿作用,但不耐強氧化劑的酸,也不

耐氟、氯、溴介質的腐蝕。聚苯硫酸的主要加工方法有注射、壓制、噴涂等,壓制成棒

材、板,再制成相應的零件。另外,還可用熱壓的方法制作金屬泵、閥等的襯里。目前,國內多采用它作防腐材料。

六、熱固性增強塑料

熱固性增強塑料是一種以合成樹脂為基體,以纖維質為骨架的復合材料。由于它具有質

量小、強度高、耐腐蝕、成型性好、適用性強等優異性能,已成為化工防腐工程中不可缺少 的材料之一。·

熱固性增強塑料的強度主要由骨架材料纖維質承受,合成樹脂黏附于纖維骨架,是傳遞 力的介質。

增強塑料的性質不僅取決于骨架纖維材料、合成樹脂,而且還與兩者的黏結性有關。增

強塑料的樹脂與纖維界面間的黏結性決定了其物理、化學性能。纖維表面因為拉絲的需要,沾有石蠟等浸潤劑,會嚴重影響玻纖與合成樹脂的黏結力。因此,玻纖表面的處理是改善纖

維與樹脂間黏結性的關鍵。工程中常采用偶聯劑對玻璃纖維進行表面處理,目的是使增強塑

料界面黏合從物理黏合變為化學結合,以提高纖維與樹脂的黏結力,從而使復合材料具有較

高的剛性及強度。增強塑料常用的合成樹脂如下: 1.酚醛樹脂

酚醛樹脂是酚類化合物與醛類化合物在催化劑的作用下,縮合而成的一類化合物的總

稱。其特點是耐化學性好,在非氧化性的酸中穩定,但不耐堿及氧化性酸,耐熱性較好,其

馬丁耐熱溫度為120~C。為了克服酚醛樹脂耐堿性差的缺點,可引入。、p—二氯丙醇。另外,根據施工的需要,還常引入稀釋劑,如苯、甲苯、二甲苯、丙酮、乙醇等來調節樹脂黏度。2.呋喃樹脂

呋喃樹脂具有良好的耐酸、耐堿性,可在酸、堿交替的介質中使用,但對強氧化性酸如

濃H。804、HNOs及其他氧化性介質不耐蝕。它由于固化程度較高,因而具備良好的耐溶

劑性及耐熱性,其耐熱溫度可達180~190~C。呋喃樹脂性脆,可通過加入增塑劑,如苯二

甲酸二丁酯,或其他樹脂(如環氧樹脂)來加以改性。其對光滑無孔的基材黏結性差,而對

多孔表面材料有好的浸漬滲透和黏結性。3.環氧樹脂

環氧樹脂是含有環氧基的高聚物的統稱。其種類很多,但在防腐工程中使用最廣泛的是

環氧氯丙烷與雙酚A。環氧樹脂化學性質穩定,耐稀酸、堿,但在濃堿及加熱情況下易為堿

所分解。其機械強度主要體現為抗彎強度較高,具有柔韌性。另外,由于環氧樹脂含有許多

強極性基,因而具有很強的黏結力,可黏結金屬、非金屬與多種材料,因而廣泛用于玻璃

鋼、黏結劑、涂料等。環氧樹脂的耐熱溫度(馬丁耐熱溫度)為105~130~C,使用溫度應

根據實際應用條件而確定,如在酸堿濃度較高的環境下,其使用溫度大大下降,只可在常溫

下使用,在非腐蝕性條件下,固化物使用溫度大于100~C。4.不飽和聚酯

不飽和聚酯是聚酯樹脂的一類,它是由不飽和二元酸及其酸酐或飽和多元酸及其酸酐與

二元醇經縮聚而成的合成樹脂。不飽和聚酯的最大優點就是成型工藝優良,固化后的綜合性

能良好。其力學性能介于環氧與酚醛之間。不飽和聚酯不耐氧化性介質,耐堿、耐溶劑性能

差,耐溫性較差,且隨溫度的上升其老化加速,這些缺點可通過在樹脂結構中引入其他單體 加以改進。

七、石墨

1.不透性石墨

石墨是一種結晶形碳,它與其他碳(如焦炭、無煙煤)的主要區別在于有明顯的晶

體構造。石墨晶體屬六方晶體系列,在石墨晶體中,碳原子按正六角形排列于各平面上,在每一個平面內,每一個碳原子都和其他三個碳原子以共價鍵相連接。這種共價鍵結合

是非常牢固的,所以有很好的化學穩定性。這就使石墨表現出卓越的耐腐蝕性,除了強 氧化性的酸如硝酸、鉻酸、發煙硫酸、鹵素之外,在其他化學介質中都很穩定,甚至在

熔融的堿中亦穩定。但在人造石墨的制造過程中,由于高溫焙燒而逸出的揮發物,致使

石墨材料形成很多微細的孔隙,孔隙的存在不但影響到它的機械強度和加工性能,而且

使它對液體和氣體的抗滲性能變差。因此,需要采取適當的方法填充石墨的孔隙,即進

行不透性處理,使其成為不透性石墨。不透性石墨可進行各種機械加工,如車、刨、鋸、鉆、銑等。它的耐蝕性與耐熱性由合成樹脂和石墨共同確定。石墨本身在450~C以下對大

多數腐蝕介質具有很高的穩定性,但在空氣中,溫度高于450~500~C時,開始氧化。根

據制造方法的不同,可分為浸漬石墨、壓型石墨、澆注石墨。石墨的物理機械性能及耐

蝕性能見表3—

18、表3—19。

不透性石墨材料是非金屬材料中唯一具有優良導電、導熱性能的材料,其線膨脹系數較

其他材料小,化學穩定性高,且具有良好的機械加工性能。因此不透性石墨常用來制作傳

熱、傳質設備,反應設備及流體輸送設備。用不透性石墨制成的傳熱設備,由于傳熱效率

高,耐蝕性好,使用最為廣泛。2.浸漬石墨

浸漬石墨是目前國內用于設備防腐蝕內襯用不透性石墨板主要材料,其基本過程是先將

人造石墨材料燒結成棒材或塊材,用機械方法加工成所需板材,然后通過真空法使浸漬劑在

外壓條件下浸漬石墨板孔隙,再固化成型。人造石墨在成型燒結過程和石墨化過程中會揮發

出低沸點組分,從而產生密布的微孔,經合成樹脂浸漬將微孔填塞,所得浸漬石墨具有不 透性。

浸漬石墨常用的浸漬劑有酚醛樹脂、呋喃樹脂、水玻璃、氟樹脂等,其中以酚醛浸漬石

墨最常用。酚醛浸漬石墨具有良好的耐酸、耐溶劑性,耐堿和氧化性酸較差,可加入1、3—

二氯丙醇改進其耐堿性。若經高溫處理,樹脂開始焦化,其耐酸、耐堿性提高,但機械強度

下降。其耐熱性由酚醛樹脂決定,一般在170℃下使用,也可在180℃下使用,但由于樹脂 的老化,強度下降,樹脂分解,易造成滲漏。

呋喃浸漬石墨具有良好的耐酸堿性和耐溶劑性,在濃度較高的醋酸溶液中尤為穩定,耐

熱性優于酚醛浸漬石墨。

氟樹脂浸漬石墨耐蝕性優良。由于氟樹脂的耐蝕性超過石墨材料,因此,其耐蝕性取決

于石墨的耐蝕性,即耐除氧化性酸以外的多數酸,耐任意沸騰堿,在氯一碘中穩定。耐除氧

化性鹽溶液以外的多數鹽溶液,對大多數有機溶劑穩定。其耐熱性取決于氟樹脂,只可在

200~C以下的介質中使用。水玻璃浸漬石墨常用于不能使用合成樹脂浸漬的石墨材料,能在

強氧化性介質或較高的溫度條件下使用。耐高溫可達300—400~C,但不耐稀酸和水的腐蝕。

3.壓型石墨

壓型石墨是用石墨粉作骨料,與合成樹脂經捏合機混勻,制成坯料或造粒,于液壓機中

模壓成型或擠壓成型。可以制成壓制石墨制品,如管材、板材、三通、閥門、泵葉輪等。其

中管材應用最廣,除用于流體輸送系統外,還用來制作各種類型的列管式換熱器。壓型石墨

制品的主要品種有酚醛壓型石墨、呋喃壓型石墨、環氧壓型石墨及改性樹脂壓型石墨。當石

墨含量為75%左右時,有較高的化學穩定性。壓型不透性石墨板的耐腐蝕性能主要取決于

樹脂的耐腐蝕性,如壓型酚醛石墨板除強氧化性介質外(硝酸、鉻酸、濃硫酸等),能耐大

多數無機酸、有機酸、鹽類及有機化合物、溶劑等介質的腐蝕,但不耐強堿。

八、耐蝕硅酸鹽材料 1.化工陶瓷 ’

陶瓷一般為陶器、烙器、瓷器等黏土制品的通稱。其坯體主要由黏土、長石、石英配制

而成。作為化工陶瓷設備,除了要求耐腐蝕以外,還要求尺寸較大,耐一定的溫度急變和壓

力等。化工陶瓷中坯體原料主要有三種:黏土(賦予泥料以成型性能)、長石和石英(減小

干燥與燒成收縮)、溶劑原料長石(降低燒成溫度)。原料坯體中的化學成分主要有Si02、Al:O,、Fe20。、MgO等。原料產地不同,所含的化學成分也不同,則制品的性能也不同,如Si02:A1:O,=3 c1(質量)制品具有較好的機械強度和低的線膨脹系數。當A120s含

量為23%一27%時,制品的耐酸性最好。

化工陶瓷除氫氟酸和硅氟酸外,幾乎能耐所有濃度的無機酸和鹽類以及有機介質的腐

蝕,但它對磷酸的耐蝕性差,不耐堿,特別是濃堿。缺點是機械強度較差,是典型的脆性材

料,沖擊韌性低,抗拉強度小,且熱穩定性低。因此其使用溫度、壓力都很低,只能用在常

壓或一定真空度的場合。一般耐酸陶瓷設備、管道的使用溫度小于90~C。耐溫陶瓷設備、管道的使用溫度小于或等于150~C。化工陶瓷的主要技術性能見表3—20。在FGD裝置中,化工陶瓷磚板主要用于吸收塔底部的吸收氧化槽內壁、槽底及煙氣入

口等沖刷強度高、容易造成機械損傷的地方,吸收塔噴淋層的噴嘴也常用陶瓷制造,如

FGD的霧化噴嘴等。在安裝及使用中應注意:化工陶瓷耐溫度急變性差,設備和管道應盡

量安裝在室內,特別是加熱設備,如在露天安裝,應考慮保溫措施。操作時還應避免過冷、過熱,如突然往冷的設備內加入熱的介質,陶瓷設備允許的溫度急變范圍一般為20~30~C。

另外化工陶瓷不宜高壓操作,其升壓、減壓應緩慢進行。陶瓷管道的安裝應在地下或以支架 架空,不允許呈懸垂狀態。在與泵設備連接時,應加一柔性接管,以免受振破壞。連接陶瓷

管的閥門應個別固定,以防扳動閥門時扭壞陶瓷管。在采用法蘭連接時,連接處必須填有耐

蝕墊片,且螺母應均勻擰緊。安裝大型塔器、容器時,必須有混凝土基礎,上面墊以石棉及 其他軟墊片。

陶瓷制品的機械加工較困難,一般用砂輪磨削,也可用金剛石鉆制的車刀進行車削,加

工時,可在一般的金屬切削機床上進行,也可用金剛砂手工研磨。2.4~,-Y-搪瓷

化工搪瓷是將瓷釉涂在金屬底材上,經高溫澆制而成,它是金屬與瓷釉的復合材料。化

工搪瓷設備選用含硅量高的耐酸瓷釉涂敷在鋼制設備表面,經高溫燒制,使之與金屬附著形

成致密的耐蝕玻璃質薄層。因此,化工搪瓷設備兼有金屬設備的力學性能和瓷釉的耐蝕性。

制品的基體材料主要是低碳鋼、鑄鐵。制造瓷釉的原料有石英砂、長石等天然巖石加上助熔

劑,如硼砂、純堿、氯化物等,以及少量使瓷釉能牢固附著的物質。除氫氟酸及含氟的介 質、溫度高于180~C的濃磷酸及強堿外,搪瓷能耐各種濃度的無機酸(包括強氧化性酸)、有機酸、弱堿和強有機溶劑。具備一定的熱傳導能力,其使用溫度在緩慢加熱和冷卻條件下

為一30~270~C。耐冷沖擊(由熱快變冷)的允許溫差小于110~C。耐熱沖擊(由冷快變熱)的允許溫差小于120~C。能耐壓力,搪瓷使用壓力取決于鋼板強度、設備的密封性及制造水

平。一般罐內壓強小于或等于0.25MPa,夾套內壓強小于或等于0.6MPa。負壓操作時,使

用真空值小于或等于700mmHg。搪瓷還具有良好的耐磨性、電絕緣性、抗污染性、不易黏

附物料等優點。

搪瓷機械強度比陶瓷、玻璃制品要好得多。但它的瓷釉畢竟是玻璃質脆性材料,易受損 壞,因此在搪瓷設備的使用及安裝吊運過程中應避免碰撞和振動,在室外放置應避免雨淋、灌水,否則冬季結冰會將瓷層脹裂。搪瓷設備焊接時,不允許在瓷層外壁焊接,應在無瓷層 的夾套上施焊,且需采取保護帶瓷鋼板的措施,即不用氧氣割、焊,而用電焊,并采取冷卻

措施以避免局部過熱。升溫、降溫、加壓和降壓也應緩慢進行,避免酸、堿介質交替使用。

另外清洗設備夾套嚴禁用鹽酸,以免引起罐內壁爆瓷。3.人造鑄石

人造鑄石是以天然石材輝綠巖、玄武巖為原料,配以解閃石、白方石、鉻鐵等附加料,經配料粉碎、熔化、澆鑄、成型、結晶、退火等工序而制成的一種耐磨、耐腐蝕的硅酸鹽制

品。根據所用原料的不同,人造鑄石可分為玄武巖鑄石、輝綠巖鑄石,其中以輝綠巖鑄石最 為常用。

雖然鑄石所用的原料中含有Fe20。等不耐酸成分,但在高溫時能和Si02、A1203等化

合成具有良好耐酸性能的鐵鋁硅酸鹽,所以鑄石具有良好的物理、化學、機械性能。與化工

陶瓷一樣,它硬度高,耐磨性能好,除氫氟酸、熱磷酸、熔堿以外,對其他各種濃度的無機酸、有機酸、氧化性介質、鹽類、稀堿溶液性能均穩定。鑄石制品具有獨特的耐磨性能,在

干摩擦或半干摩擦工作狀態下,鑄石的耐磨性能比合金鋼、普通碳素鋼、鑄鐵等高十幾倍。

20世紀70年代初就廣泛用于火力發電廠水力出灰槽和球磨機出口等易磨損部位,以及水電

站排沙管的護襯,軸的機械密封部件,是代替金屬的理想材料。

鑄石表面光滑,可以按照用戶要求設計成各種尺寸和形狀,如圓形、矩形、扇形、多邊 形等形狀,常用于輸送腐蝕介質的明渠中,用于各種酸堿反應設備或容器的防腐蝕內襯,是

代替有色金屬或橡膠的理想材料。鑄石的主要缺點是脆性大、抗沖擊韌性差和熱穩定性不

高,單純的鑄石管不適合廣泛應用。通常的做法是鑄石管外加套鋼管,鋼管與鑄石管之間的

間隙用水泥漿填充,形成復合鑄石管。這種復合鑄合管具有很好的抗磨損性,良好的抗彎、抗拉性能,以及耐腐蝕、穩定性好等優點。目前我國生產的工業用鑄石產品大體有三大類,即普通、異型鑄石板,各種規格的鑄石管件以及鑄石粉等。最近又開發了夾筋鑄石管和夾筋

鑄石板新產品。我國目前鑄石產品的品種、質量和生產能力大體可以滿足需要。只要嚴格執

行施T_T藝,即可達到預期的技術經濟效果。常見鑄石的化學成分、物理化學機械性能見表

3—

21、表3—22。

第八節 防腐材料的比較與選用

濕法FGD設備防腐措施的采用主要取決于所接觸介質的溫度、成分。從理論上講,橡

膠襯里的耐熱性比涂層差,而耐磨性、抗滲透性比涂層要好,因此,橡膠襯里一般應用于機

械負荷大的區域,如吸收塔內部、石灰石漿液系統、石膏干燥系統、溫度較低的煙道等。一

般襯里為4~5mm厚,個別區域采用雙層襯里。涂層一般應用于煙道、熱交換器等。另外,噴涂涂層的耐溫性高于抹涂涂層,而抗滲透性低于抹涂涂層,因此,在長期潮濕的部位,優

先采用較厚的抹涂涂層,而在干燥部位,一般采用噴涂涂層。在實際操作中,大面積區域用

噴涂法,局部用抹涂法。

在腐蝕強烈、溫度較高以及機械負荷較強等防腐條件特別苛刻的情況下,單一襯里往往

難以滿足設備的使用要求,此時往往需要采用復合多層防腐襯里,如在橡膠或涂層表面再鋪

上一層陶瓷磚板或炭磚,形成一個隔熱層,用環氧樹脂或水玻璃進行黏結,這種方法特別適

用于吸收塔的原煙氣入口處或吸收塔底部。瓷磚鋪面也能對機械性損傷起到良好的保護作

用,如在吸收塔內的襯膠上加鋪瓷磚,可以避免脫落石膏片的損傷。·

歐洲的橡膠板復合技術和黏連技術發展較成熟,德國等國家傾向在吸收塔和出口煙道內

表面使用橡膠襯里。連州電廠FGD裝置的吸收塔使用了防腐橡膠內襯。

早期使用氯丁橡膠作為襯里材料,但效果不好,最后在丁基橡膠的應用上取得成功,現

在德國大部分FGD吸收塔使用這種橡膠。德國LCS公司在中國承包的3個FGD項目在吸 收塔和出口煙道上使用的膠板就是氯丁基預硫化膠板。

人們在成膜物質的選擇上經過了長期實踐,如對美國SanMingual電廠FGD吸收塔的

維修過程中曾先后使用聚酯樹脂、氟橡膠、乙烯基酯樹脂等材料,根據使用狀況,認為玻璃

鱗片乙烯基酯樹脂在FGD工藝中是最理想的抗腐蝕材料,與基體具有優良的黏結性,固化

時放熱量低、收縮小,1.5年后的維修率小于1%。同橡膠襯里一樣,施工質量很大程度上

影響涂層的使用壽命。因施工質量問題而出現失敗的例子在FGD防腐領域中已屢見不鮮,所以一些著名的防腐公司對施工要求極為嚴格。

日本從美國引進涂磷技術用于吸收塔和出口煙道內表面防腐,并成為日本FGD防腐技 術的特點。日本在橡膠襯里方面也經歷了從天然橡膠、氯丁橡膠到丁基類橡膠的發展過程,并且技術也很成熟。但從施工角度來說,使用鱗片樹脂施工費用比襯膠低。在勞動力相同的 情況下,鱗片施工的速度比襯膠快4—5倍左右。但鱗片樹脂在角落部位易產生裂紋,通常

需用FRP材料進行強化。另外,相對于襯膠,該方法容易產生裂紋,需定期檢查和維修。

某電廠FGD上一人孔門上出現過涂層裂紋情況。

在FGD系統中,如果某些區域腐蝕條件惡劣,同時環境溫度較高,這時依靠合金鋼防

腐顯得很有必要,一些特殊的合金材料都在FGD中使用過,如鎳基合金鋼、鈦基合金鋼,主要牌號有2.4605、C276、C22、904L等。這種方法施工要求較嚴,使現場施工難度增大,但施工質量不像上面兩種方法對使用壽命的影響那樣顯著。該方法成本高,增加了FGD系

統的投資,對發展中國家來說,受到資金方面的制約。

美國在嘗試了玻璃鱗片和橡膠后更傾向使用襯合金鋼箔用于吸收塔和煙道內表面的防

腐,并成為美國FGD防腐技術的特點。以乙烯基酯樹脂做成的玻璃纖維增強塑料(玻璃鋼

FRP)在20世紀70年代首先在美國得到應用,80年代在歐洲掀起了用玻璃鋼制造脫硫設

備的熱潮,其價格比不銹鋼低,可以部分取而代之。

日本是較早對火電廠FGD設備制定技術指南的國家,1975年制定了《排煙脫硫設備

指南》,并于1989年和2002年進行了兩次修訂。在2002年的修訂中,將JEAG 3603 《排煙脫硫設備指南》、JEAG 3604《排煙脫硝設備指南》以及JEAC 3719《除塵裝置規 程》合并成JEAG 3603—2002《排煙處理設備指南》(以下簡稱《指南》)。《指南》由日

本電氣協會火電專委會制定,并由日本電氣協會發行,屬指導性的技術指南。《指南》以

石灰石/石膏法為例,從影響因素(腐蝕性氣體、酸性溶液、反應生成物)、影響因子

(腐蝕、磨損)、影響結果(腐蝕與影響的狀況)等出發,提出了將不同材料(陶瓷、金

屬材料、塑料、橡膠內村、樹脂內村)用于不同設備的要領。當腐蝕性大、磨損也大時,選用陶瓷材料,主要用于噴霧器噴嘴、旋流器噴嘴、泥漿調節閥的接觸液體部分和小型

泵。當腐蝕性大、磨損稍大時,選用金屬材料,如吸收塔內部元件、泵、配管、閥等。

塑料用于噴霧器導管、除霧器、填料、配管、閥等。橡膠內襯用于吸收塔內部元件、貯

罐、泵、配管、閥等。當腐蝕性大、磨損小時,可用樹脂內襯,如煙氣處理系統的外殼、酸露點及低pH值水霧氛圍下的管道、貯罐等。表3—23給出了石灰石/石膏法FGD系統 的主要設備、部件的使用材料。

防腐材料各有特點,表3—24對它們的性能作了一個簡要的評價。

第二篇:我國電廠煙氣脫硫綜述(CHENZUHAN)

我國電廠煙氣脫硫現狀綜述

201110202134陳祖涵

摘要控制火電廠排放煙氣含硫量,在環保上做出了巨大努力。我國不斷在改進技術,但是與世界先進技術還是有一定的距離。在運用我國獨有的特色技術進軍國際市場的時候,我國煙氣脫硫技術機遇與挑戰并存。

關鍵字煙氣脫硫 脫硫制銨 濕法脫硫 脫硫制石膏

1高濃度 SO2 煙氣脫硫技術大規模工業化應用

由于冶金行業往往是高能耗,高污染行業,所以國家對冶金行業的煙氣脫硫處理很早就進行的研究與運用。SO2 含量高于 3 %的煙氣 ,通常稱為高濃度二氧化硫煙氣。此類煙氣可采用釩催化劑接觸催化制硫酸等方法脫硫回收利用硫資源。50 年代我國有色金屬冶煉等生產過程這類煙氣的脫硫制酸研究即有初步成果。1953 年 ,葫蘆島鋅廠首次在國內建成冶煉煙氣脫硫制酸裝置。此后 ,沈陽冶煉廠、富春江冶煉廠 ,銅陵有色金屬公司、貴溪冶煉廠等企業實現了冶煉煙氣脫硫制酸的工業化。目前 ,我國有色金屬冶煉行業的高濃度二氧化硫煙氣基本上都己采用催化轉化法脫硫制酸 ,不僅有效地控制了二氧化硫污染 ,而且使冶煉煙氣二氧化硫成為重要的硫資源 ,補充了我國缺乏的硫資源 ,企業也取得較大經濟效益。每年冶煉煙氣脫硫制得的硫酸占全國硫酸年產量 10 %0.5 %),采用傳統的接觸法脫硫制酸等方法 ,技術經濟上難度大。

目前我國這類煙氣的脫硫技術工業化應用程度還很低 ,已應用的主要是引進的國外煙氣脫硫裝置和中小鍋爐簡易除塵脫硫裝置:

國外煙氣脫硫裝置的引進。

70年代后期 ,我國開始從國外引進煙氣脫硫裝置:1978 年南化公司從日本引進的 2 ×160t 鍋爐煙氣的“氨-硫銨法”煙氣脫硫裝置;1981年,南京鋼鐵廠從日本引進的處理燒結煙氣 5 ×104Nm3/ h 的“堿式硫酸鋁法”煙氣脫硫裝置;1993年 ,重慶珞璜電廠從日本引進的處理 2 ×360MW 機組鍋爐煙氣的“濕式石灰石 —石膏法”煙氣脫硫裝置;1994 年 ,山東黃島電廠從日本引進的處理100MW 電廠鍋爐煙氣的“旋轉噴霧干燥法”脫硫裝置;1996 年山西太原第一發電廠從日本引進的簡易石灰石 —石膏法脫硫裝置;1997 年 ,成都熱電廠從日本引進的處理 100MW 電廠鍋爐煙氣的“電子束輻照法”裝置;另外 ,北京第一熱電廠(2 ×410t/ h)、重慶(2 ×200MW)、浙江半山電廠(2 ×125MW)、南京下關電廠(2 ×125MW)、重慶珞璜電廠二期(2 ×360MW)、深圳西部電廠(300MW)等煙氣脫硫裝置均是引進成套技術。這些煙氣脫硫裝置的引進為我國煙氣脫硫吸收國外先進成熟的技術奠定了基礎。

中小型鍋爐簡易煙氣脫硫技術的應用。

我國中小鍋爐占全國燃煤鍋爐的 70 % ,為此我國在探索中小型燃煤鍋爐二氧化硫污染控制的多種途徑,如低硫燃料、型煤固硫等技術的同時,針對中小鍋爐特點 ,開發了一批簡易煙氣脫硫技術。目前這類技術申請的專利已達幾十種,應用數百套。簡易煙氣脫硫除塵技術

一般是在各類除塵設備的基礎上,采用石灰、沖渣水等堿性漿液為固硫劑,應用水膜除塵、文丘里除塵、旋風除塵的機理和旋流塔、篩板塔、鼓泡塔、噴霧塔吸收等機理相結合同時除塵脫硫。已形成沖激旋風除塵脫硫技術、濕式旋風除塵脫硫技術、麻石水膜除塵脫硫技術、脈沖供電除塵脫硫技術、多管噴霧除塵脫硫技術、噴射鼓泡除塵脫硫技術等在同一設備內進行除塵脫硫的煙氣脫硫技術。其共同特點是設備少 ,流程短、操作簡便, 一般除塵效率70 %-90 % ,脫硫效率 30 %-80 %。

3電廠脫硫技術運用實例

濕法脫硫工藝是目前世界上應用最多、最為成熟的技術,固硫劑價廉易得,副產物便于利用,煤種適應范圍寬,并有較大幅度降低工程造價的可能性。目前單機容量在20萬kW以上的火電機組容量占火電總裝機容量的55%,高參數、大容量火電機組是當前和今后相當長時間內火電發展的方向。因此,大機組脫硫是火電廠脫硫的工作重點,是控制火電廠SO2的關鍵,而濕法脫硫工藝是當前國際上通行的大機組火電廠煙氣脫硫的基本工藝,所以,我國應重點發展濕法脫硫技術。

煙氣循環流化床脫硫工藝脫硫效率高,建設投資較省,占地面積較少,在能滿足高品位石灰供應和妥善處理脫硫灰的條件下,具有較好的發展前景,尤其適用于中小機組和老機組的脫硫改造。

噴霧干燥法脫硫、爐內噴鈣尾部增濕活化脫硫、海水脫硫、電子束脫硫等脫硫工藝在國內已有示范項目,要認真總結示范項目的經驗,結合當地實際情況充分論證,進行合理消化利用。

爐內噴鈣和復合固硫劑結合起來,向爐內直接噴入效果較好的復合固硫劑,即復合固硫劑爐內噴射脫硫工藝,可比LIFAC工藝省去活化塔的巨大投資,在大大降低了成本的情況下,稍微降低了脫硫率,這樣既可以把資金應用到多臺機組的技術改造當中去,又可以滿足環保的要求。

經濟利益較高的制肥,即硫酸氨的制備氨水洗滌法得到的副產品為硫酸銨,它在肥料行業有很大的市場。氨水洗滌法具有下述優點:流程簡單、費用低、可以使用原石灰石吸收法的洗滌設備。熱煙氣經除塵后進人預洗滌器,與硫酸銨飽和溶液并流接觸。煙氣經絕熱飽和而被冷卻。與此 同時,由于硫酸銨飽和溶液中水的蒸發而析出硫酸銨結晶。因此,在預洗滌器中煙氣的余熱得到充分有效的利用,而不必使用昂貴的外部熱源。

預洗滌液流人貯槽,由循環泵進行循環心機就可以很方便地將這些結晶從硫酸銨母液中分離出來。濾餅純度達99.6%以上,其質量優于合成的硫酸銨產品,其組成如下:

硫酸銨濾餅進一步干燥后可直接作為含硫、氮肥料。當生產NPK復混肥時,要摻入鉀肥、磷酸鹽和尿素等。摻混時必須事先將硫酸銨細晶造粒,以便與其他粒狀肥料相混配。已成功地用擠壓法將硫酸銨濾餅制成2-3mm的粒狀產品。

較大量濕式石灰石-石膏法

近年來,我國在發展煙氣脫硫技術方面有了較快進展。提倡以“濕式石灰石-石膏法”為主引進國外煙氣脫硫技術并通過國產化制造煙氣脫硫裝置,降低煙氣脫硫裝置建設投資、減小脫硫成本的呼聲甚高。通過國外先進煙氣脫硫技術的國產化來加速我國煙氣脫硫。

煙氣脫硫石膏和天然石膏主要成分都是二水硫酸鈣晶體(CaSo4·2H20),其物理化學性質具有共同點。煙氣脫硫石膏作為工副產品,與天然石膏有一定的差異,又具有再生石膏的一些特性。經過洗滌和濾水處理 的煙氣脫硫石膏含有 l0% ~20%游離水,顆粒細小松散均勻,粒徑30 m—60 m,純度 90 % ~95%,含堿量低有害雜質少。系統運行正常時產生的脫硫石膏接近白色,除塵器運行不穩定時有較多飛灰雜質帶進,顏色發灰。

珞璜電廠是國內最早產生脫硫石膏的電廠,1994年,該廠一期脫硫石膏性能試驗結果表明,完全可以替代天然石膏使用。1992年以來,重慶大學、重慶市建筑科學研究院等

研究開發出許多脫硫石膏產品,并形成了穩定的市場份額。其在重慶地區正逐漸取代天然石膏。該電廠兩期 4 ×360M W 機組年產生 80 萬砘脫硫石膏,重慶電廠 2 ×200M W 機組年產生 20萬噸脫硫石膏,共計100萬噸。該地區有大小水泥廠十多家,每年用作水泥緩凝劑的石膏就需 50萬噸。重慶地區石膏制品企業現已初具規模,市售產品包括紙面石膏板、纖維石膏板、石膏砌塊和石膏條板等,有些產品如纖維石膏板科 技含量較高。法國石膏業巨頭拉法基在重慶市場推銷產品的同時已把目光投向脫硫石膏,準備獨資或合資建設脫硫石膏制品廠。

4目前國內脫硫技術形勢

(1)國內脫硫企業自主創新能力不足。我國目前在建和運行的脫硫裝置,所采用的技術與設備絕大多數是從國外引進的,國內脫硫公司的消化吸收和再創新能力還比較弱,一些脫硫公司宣稱擁有了自主知識產權技術,實質上還是在模仿國外技術,缺少本質上的創新。

(2)已建脫硫裝置運行不足。目前我國已建成投產的煙氣脫硫設施實際投運率不足60%,其原因除了經濟上不合理和環保執法不嚴外,還因為部分脫硫公司對國外技術和設備依賴度較高,而且沒有完全掌握工藝技術或者系統設計先天不足,設備運行不穩定,效果不理想,個別設備出現故障后難以及時修復。

(3)石灰石一石膏濕法脫硫技術的自身缺陷。

采用石灰石一石膏濕法工藝,脫硫副產物的硫石膏產量巨大,這些硫石膏雖然也可以作為建筑材料進行綜合利用,但是質量上還存在許多問題,目前大部分脫硫石膏只能堆放儲存,造成環境的二次污染,同時采用這種工藝還會增加二氧化碳的排放。另一方面,我國是一個硫資源相對貧缺的國家,2005年進口硫磺831萬t,硫酸196萬t;石灰石一石膏濕法脫硫工藝不能回收煙氣中的二氧化硫,也不是一種適合我國國情的工藝。公司資質管理制度,同時通過市場競爭實現優勝劣汰,培育一批綜合實力強的脫硫產業中堅力量。建立健全的煙氣脫硫工藝設計以及制造、安裝、調試、性能考核、驗收、運行維護、檢修和后評估等方面的標準,規范脫硫技術市場的運行,確保脫硫技術市場的健康有序發展。

“十一五”期間應再次修訂《大氣污染防治法》,增強可操作性,進一步明確政府、排污者和公眾之間的關系,強化環保部門環境監督管理職能,杜絕企業排污超標的違法行為,確保實現我國二氧化硫總量控制目標。全面落實現役脫硫機組脫硫電價、發電優先、排污指標交易等政策,增強企業建設、運行脫硫裝置積極性。

我國缺油多煤、以煤為主的能源結構和形勢將繼續相當長時間,隨著我國的經濟的快速發展,燃煤帶來的污染形勢也將越來越嚴峻,安裝和運行脫硫裝置是目前控制二氧化硫污染的主要手段。我國目前在建和運行的脫硫技術以傳統的石灰石一石膏濕法脫硫技術為主,但該技術并不完全符合我國國情,有待改進,或者加速研發高效化、資源化、符合循環經濟及中國國情的脫硫技術。同時,我國脫硫產業及政策還有待于進一步規范和完善,以促進脫硫產業的健康發展,從根本上促進我國電力、環境保護和經濟的協調發展。

參考文獻

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plastics}[J].Rubber Chemistry and Technology,1983(56):594—618.

第三篇:電廠脫硫廢水技術總結p

電廠脫硫廢水技術總結

簡介: 我國是世界上最大的煤炭生產和消費國,煤炭在中國能源結構中的比例高達76.2%,我國排放的SO2 90%均來自于燃煤。近幾年,我國雖然采取了排污收費政策,但每年的SO2排放量仍超過2000萬噸,酸雨污染面積迅速擴大,對我國農作物、森林和人體健康等方面造成巨大損害,也成為制約我國經濟、社會可持續發展的重要因素,因此,對SO2排放的控制已勢在必行。關鍵字:電廠脫硫廢水 脫硫除塵廢水處理技術 國內外脫硫除塵及廢水處理技術發展的嚴峻形勢和應用前景

我國是世界上最大的煤炭生產和消費國,煤炭在中國能源結構中的比例高達76.2%,我國排放的SO2 90%均來自于燃煤。近幾年,我國雖然采取了排污收費政策,但每年的SO2排放量仍超過2000萬噸,酸雨污染面積迅速擴大,對我國農作物、森林和人體健康等方面造成巨大損害,也成為制約我國經濟、社會可持續發展的重要因素,因此,對SO2排放的控制已勢在必行。

煙氣脫硫是目前世界上唯一大規模商業化應用的脫硫方式,是控制二氧化硫污染的主要技術手段。國外煙氣脫硫技術研究始于十九世紀五十年代,目前已有數千套煙氣脫硫裝置投入運行。在成功地控制了二氧化硫污染的同時,各發達國家已形成煙氣脫硫相關環保產業。我國自60年代就開始了零星的煙氣脫硫研究,80年代后期開始列為重點課題,但由于燃煤這部分煙氣流量大,SO2濃度低,技術難度較大,到目前為止,較大機組的國產化脫硫設備仍無較大突破。目前,通過國外技術的引進、吸收和消化,已在近年來建成了多座具有工業規模、行之有效的脫硫示范裝置,為我國脫硫市場的快速發展奠定了基礎。

在1998年1月國務院以國函〔1998〕5號文批復的國家環保局制定的《酸雨控制區和二氧化硫污染控制區劃分方案》中要求“兩控區”內火電廠做到:到2000年達標排放;除以熱定電的熱電廠外,禁止在大中城市城區及近郊區新建燃煤火電廠;新建、改造燃煤含硫量大于1%的電廠,必須建設脫硫設施;現有燃煤含硫量大于1%的電廠,要在2000年前采取減排措施;在2010年前分期分批建成 1 脫硫設施或采取其他有相應效果的減排二氧化硫措施。另外,新修訂的“大氣法”對SO2的排放要求更加嚴格。2 國內外脫硫除塵廢水處理技術綜述

鍋爐煙氣濕法脫硫(石灰石/石膏法)過程產生的廢水來源于吸收塔排放水。為了維持脫硫裝置漿液循環系統物質的平衡,防止煙氣中可溶部分即氯濃度超過規定值和保證石膏質量,必須從系統中排放一定量的廢水,廢水主要來自石膏脫水和清洗系統。廢水中含有的雜質主要包括懸浮物、過飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽以及重金屬,其中很多是國家環保標準中要求嚴格控制的第一類污染物。石灰石—石膏法是目前使用中最廣泛的一種煙氣脫硫法,它能高效脫除煙氣中的硫。脫硫FGD的廢水必須綜合考慮如下污染物的去除效率和程度: 1)pH值(隨FGD流程不同有差異,一般為1~6.5); 2)浮物固體成分及含量; 3)石膏過飽和度; 4)重金屬含量。

對于濕法煙氣脫硫技術,一般應控制氯離子含量小于2000mg/L。脫硫廢液呈酸性(pH4~6),懸浮物質量分數為9000~12700mg/L,一般含汞、鉛、鎳、鋅等重金屬以及砷、氟等非金屬污染物脫硫廢水,屬弱酸性,故此時許多重金屬離子仍有良好的溶解性。所以,脫硫廢水的處理主要是以化學、機械方法分離重金屬和其它可沉淀的物質,如氟化物、亞硫酸鹽和硫酸鹽。2.1 現行國外典型脫硫除塵廢水處理技術

國內現行的典型廢水處理方法均是基于脫硫除塵廢水的排放特征衍生而來,針對不同種類的污染物,其各自的去除機理如下: 1)酸堿度調節(去除)先在廢水中加入石灰乳或其它堿性化學試劑(如:NaOH等),將pH值調至6~7,為后續處理工藝環節創造良好的技術條件,同時在該環節可以有效去除氟化物(產品CaF2沉淀)和部分重金屬。然后加入石灰乳、有機硫和絮凝劑,將pH升至8~9,使重金屬以氫氧化物和硫化物的形式沉淀。2)汞、銅等重金屬的去除

沉淀分離是一種常用的金屬分離法,除活潑金屬外,許多金屬的氫氧化物的溶解度較小。故脫硫廢水一般采用加入可溶性氫氧化物,如氫氧化鈉(NaOH),產生氫氧化物沉淀來分離重金屬離子。值得一提的是,由于在不同的pH值下,金屬氫氧化物的溶度積相差較大,故反應時應嚴格控制其pH值。

在脫硫廢水處理中,一般控制pH值8.5~9.0之間,在這一范圍內可使一些重金屬,如鐵、銅、鉛、鎳和鉻生成氫氧化物沉淀。對于汞、銅等重金屬,一般采用加入可溶性硫化物如硫化鈉(Na2S),以產生Hg2S、CuS等沉淀,這兩種沉淀物質溶解度都很小,溶度積數量級在10-40~1050之間。

對于汞使用硫化鈉,只要添加小于1mg/LS2--,就可對小于10μg/L濃度的汞產生作用。為了改善重金屬析出過程,制備一種能良好沉淀的泥漿,一般可使用三價鐵鹽如FeCl3及一般為陰離子態的絮凝劑。通過以上兩級處理,即可使重金屬達標排放。以加拿大Lam bton電廠為例,一般脫硫廢水處理工藝見圖1。

圖1 加拿大Lam btom電廠脫硫廢水處理工藝

還有一些工藝,以Ca(OH)2代替NaOH,反應過程中同時產生CaF2、CaSO3、CaSO4沉淀物,以分離氟化物、亞硫酸鹽、硫酸鹽等鹽類物質。采用Steinmullerj技術的波蘭RAFAKO公司認為,使用Ca(OH)2溶液,通過加絮凝劑、助凝劑還可沉淀CaCl2分離Cl-。另外,德國一些公司,使用同樣有選擇作用的TMT(Trimer~capto-trianzin)替代Na2S來沉淀汞,這種工藝相對操作簡單。德國BABCOCK公司典型脫硫廢水處理工藝流程如圖2。

圖2 德國BABCOCK公司典型脫硫廢水處理工藝

2.2國內現行典型脫硫除塵廢水處理技術綜述

在消化、吸收和引進國外先進脫硫技術的基礎上,隨著環境保護工作的逐年加強,脫硫除塵廢水的穩妥達標處理也日益得到高度關注,結合國內電廠脫硫廢水的實際情況:

1)濕法脫硫廢水的主要特征是呈現弱酸性,pH值低于5.7;懸浮物高,但顆粒細小,主要成分為粉塵和脫硫產物(CaSO4和CaSO3);

2)含有可溶性的氯化物和氟化物、硝酸鹽等;還有Hg、Pb、Ni、As、Cd、Cr等重金屬離子。

由此國內的處理技術基本基于如上廢水的排放性質,采用物化法針對不同種類的污染物,分別創造合宜的理化反應條件,使之予以徹底去除,基本分為如下幾個主要反應步驟:

1)先行加入堿液,調整廢水pH值,在調整酸堿度的同時,為后續處理工藝環節創造適宜的反應條件;

2)加入有機硫化物、絮凝劑和適量的助凝劑,通過機械攪拌創造合適的反應梯度使廢水中的大部分重金屬形成沉淀物并沉降下來;

3)通過投加的絮凝劑和適宜的反應條件,使得廢水中的大部分懸浮物沉淀下來,通過澄清池(斜板沉淀池)予以去除;

4)加入絮凝劑使沉淀濃縮成為污泥,污泥被送至灰場堆放。廢水的pH值和懸浮物達標后直接外排,其大致的工藝處理流程見圖3。

圖3 脫硫除塵廢水處理工藝流程(國內)脫硫廢水處理包括以下4個步驟: 1)廢水中和

反應池由3個隔槽組成,每個隔槽充滿后自流進入下個隔槽,在脫硫廢水進入第1隔槽的同時加入一定量的石灰漿液,通過不斷攪拌,其pH值可從5.5左右升至9.0以上。2)重金屬沉淀

Ca(OH)2的加入不但升高了廢水的pH值,而且使Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cr3+等重金屬離子生成氫氧化物沉淀。一般情況下3價重金屬離子比2價離子更容易沉淀,當pH值達到9.0~9.5時,大多數重金屬離子均形成了難溶氫氧化物。同時石灰漿液中的Ca2+還能與廢水中的部分F-反應,生成難溶的CaF2;與As3+絡合生成Ca(AsO.3)2等難溶物質。此時Pb2+、Hg2+仍以離子形態留在廢水中,所以在第2隔槽中加入有機硫化物(TMT—15),使其與Pb2+、Hg2+反應形成難溶的硫化物沉積下來。3)絮凝反應

經前2步化學沉淀反應后,廢水中還含有許多細小而分散的顆粒和膠體物質,所以在第3隔槽中加入一定比例的絮凝劑FeClSO4,使它們凝聚成大顆粒而沉積下 6 來,在廢水反應池的出口加入陽離子高分子聚合電解質作為助凝劑,來降低顆粒的表面張力,強化顆粒的長大過程,進一步促進氫氧化物和硫化物的沉淀,使細小的絮凝物慢慢變成更大、更容易沉積的絮狀物,同時脫硫廢水中的懸浮物也沉降下來。4)濃縮/澄清

絮凝后的廢水從反應池溢流進入裝有攪拌器的澄清/濃縮池中,絮凝物沉積在底步并通過中立濃縮成污泥,上部則為凈水。大部分污泥經污泥泵排到灰漿池,小部分污泥作為接觸污泥返回廢水反應池,提供沉淀所需的晶核。上部凈水通過澄清/濃縮池周邊的溢流口自流到凈水箱,凈水箱設置了監測凈水pH值和懸浮物的在線監測儀表,如果pH和懸浮物達到排水設計標準則通過凈水泵外排,否則將其送回廢水反應池繼續處理,直到合格為止。

第四篇:電廠煙氣脫硫漿液管道設計總結資料

電廠煙氣脫硫漿液管道設計總結

[摘要] 石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝在國內外已經非常成熟,同時國內也涌現了很多脫硫總包公司及專業脫硫設計公司。漿液(石灰石漿液和石膏漿液)管道設計工作量在濕法煙氣脫硫工藝設計中至少占60%的比例,重要性不言而喻。漿液管道與火電廠一般汽水管道的設計有很大的區別。漿液管道具有易磨損、易腐蝕及易堵塞等特點,在管道選材及布置設計時既要滿足一般流體管道設計的各種規范及通用要求,同時更要考慮到漿液管道在流程設計、布置設計、選材、流速計算、坡度設計、閥門及管件選型、支吊架選型等方面的特殊性。

[關鍵詞] 漿液管道;介質特點;設計;技巧前言

目前國內使用十分成熟的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫具有脫硫效率高、適應煤種廣、脫硫劑價格便宜且采購方便、技術成熟可靠及裝置運行穩定等特點,該濕法工藝適用于不同類型、不同規格的火電廠鍋爐及其它燃煤鍋爐,也是目前國內外應用最廣泛的脫硫工藝(占所有脫硫工藝的80%左右)。濕法工藝涉及到的管道主要分為以下幾類:煙道、漿液管道、汽水管道、空氣管道。其中的漿液管道是以往電力工程設計中所沒有的,它是水和固體顆粒物兩種介質流的管道,它具有普通流體管道幾乎所有特性,同時又具有易磨損、易腐蝕及易堵塞等普通流體管道所沒有的特點,特別是在管道啟動、運行、停止等狀態時,如果設計得不合理,就會造成沉積甚至堵塞。正是由于后面的幾個特征決定了漿液管道在設計時與普通流體管道的巨大區別。漿液管道介質特點

濕法煙氣脫硫漿液管道,具有普通流體管道幾乎所有特性,同時由于漿液管道內介質為石灰石粉或石膏粉等細小顆粒同水的混合物,并夾雜著部分氯離子(20000ppm以內)和重金屬離子,使得漿液管道具有易磨損、易腐蝕及易堵塞等特點。2.1 磨損性

漿液的磨損性是指漿液中固體顆粒(特別是硅酸鹽類)對被磨損材料的撞擊及破壞。濕法煙氣脫硫漿液介質主要由石灰石(CaCO3)顆粒(含有少量SiO2)、石膏(CaSO4?2H2O)顆粒和水組成,表3-1為北高峰電力工程設計公司設計的某電廠2×300MW機組煙氣脫硫工程中部分漿液的成分:

從表2-1可以看出,漿液的含固量一般為4.0%~50%。石灰石漿液顆粒直徑取決于石灰石粉的目數,按照低標準250目的要求衡量,則石灰石漿液顆粒的直徑一般小于60μm,而石膏顆粒粒徑也大多小于100μm。在較高的流速(3m/s以上)時,這些顆粒會對管道內壁產生嚴重的磨損或沖蝕。2.2 腐蝕性

因漿液具有弱酸性,并且還夾雜著部分氯離子和氟離子,這些物質會與碳鋼管壁發生化學反應而使鋼管腐蝕,直至爛穿,影響脫硫裝置的使用壽命。主要反應式為:

4Fe+SO42-+4H2O = FeS+3Fe(OH)2+2OH-

另外,Cl-比氧更容易吸附在金屬表面,并把氧排擠掉,從而使金屬的鈍化狀態遭到局部破壞而發生孔蝕,某些不銹鋼材料也難以避免。漿液對金屬管的腐蝕形式有:點蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕、疲勞腐蝕、電化腐蝕等等。

防止腐蝕的最佳方法是阻止漿液與金屬面接觸,如襯膠(目前應用較廣泛的為丁基橡膠)或襯塑。2.3 易堵塞性

濕法煙氣脫硫漿液管道為兩相流。兩相流的特點是流速一定要控制在合適的范圍之內。流速高了易產生磨損并大大增加管道阻力,而流速低了則會產生沉積,縮小管道的流通面,直至堵塞整根管道。漿液管道的易堵塞還表現在沉積物長期不清理會導致硬化結塊,最終整根管道報廢。

對于含有弱堿性(含Ca2-)的管道還有容易結垢的特點,不管流速如何,長期運行均會導致管道結垢堵塞。這也是濕法煙氣脫硫吸收塔漿液PH保持5~6(弱酸性)的重要因素之一。漿液管道的設計

針對濕法煙氣脫硫漿液管道的介質特點,在設計漿液管道時既要滿足普通低壓流體管道設計的規定及要求,同時又要考慮到漿液管道的特殊性。下面從漿液管道設計時的一般要求、管道選材、管徑計算、坡度要求、管廊布置、閥門選型及布置、支吊架布置等幾個方面介紹: 3.1 一般要求

漿液管道流程設計時的一般要求:應充分注意采用先進技術,合理利用裝置內的能量,妥善地處理廢氣和廢液(由于脫硫廢水中可溶性鹽類和氯離子含量非常高,對再利用用戶的系統材質和產品會造成不良影響,所以脫硫廢水最好用作鍋爐撈渣、沖灰、沖渣的補充水或煤場灑水等);必須滿足正常生產、開停工、安全和事故處理的要求,并應考慮維修要求和一定的操作靈活性;管道進出裝置處應設置切斷閥;裝置因事故或定期停工要進行大修時,應有將裝置內物料全部排出至事故漿罐的措施。

漿液管道布置設計時的一般要求:應符合工藝設計要求;盡量布置成“步步高”或“步步低”,以避免液袋或“盲腸”,否則需要設置導淋點,或至少通過人工清除;先難后易,如先布置重要的、大管徑的、漿液的管道,后布置細小的、次要的、輕的管道;管道布置應整齊有序,橫平豎直,成組成排,便于支撐;縱向與橫向的標高應錯開,一般在改變方向的同時改變標高;管道最好架空或地上敷設,漿液管一般不允許地溝敷設或直埋;不妨礙設備、機泵、儀表和閥門的操作及維修;滿足流量計、密度計及PH計等對管道的特殊要求;變徑管件應緊靠需要變徑的位置,以節約管材;管道應妥善支撐;人通行處管底標高不宜小于2.2m,車通行處管底標高不宜小于4.5m;并排布置管道法蘭外緣之間的凈距不宜小于25mm(無法蘭管道為50mm),或保溫層之間的凈距不宜小于50mm;穿樓板時予留孔應設擋水沿,孔徑應滿足法蘭進出;無壓流管道孔板應布置在立管上,以利于排凈;法蘭的位置設置要滿足安裝螺栓的操作空間;管道一般應設坡度(坡度要求后面會詳細展開說明);漿液管道應遠離電氣設備及電纜橋架,無法避免的則管道盡量在下面走,以防止滴液腐蝕電氣設備;泵吸入段應留有有效的氣蝕余量,一般至少為泵所需氣蝕余量的1.2倍,泵吸入段應盡量短而直,泵入口的大小頭應盡量靠近漿液泵。3.2 管道選材

目前,國內漿液管道一般采用的材料有:襯膠碳鋼管(RL)、襯塑碳鋼管(PL)、玻璃鋼管(FRP)、聚丙烯(PPR、PPH)管、不銹鋼(304、316)管等。

襯膠碳鋼管(RL)以普通碳鋼管(Q235-A)或優質鋼管(20#)作為鋼架材料,以橡膠(一般是丁基橡膠)作為襯里層,將金屬特性和橡膠特性合二為一。襯膠碳鋼管具有耐磨、抗滲防腐、耐熱(120℃)等性能,管與管之間采用法蘭連接。碳鋼襯膠管是目前應用最廣泛的煙氣脫硫漿液管道。碳鋼襯膠要徹底,不僅要對所有管道內壁進行襯膠,還要對所有可能接觸漿液的部件如法蘭面(襯膠要覆蓋法蘭面而無需墊片)、管內件、閥門、漿液泵等進行襯膠。否則,只要有一處被腐蝕,爛點就會蔓延,直至影響整個部件。目前,我國國內的襯膠管道廠家也比較多,如:濟南長虹、靖江王子、鄭州力威、杭州順豪等。

襯塑鋼管(PL)是普通碳鋼管或優質鋼管內襯塑料而成的管材。襯塑鋼管(PL)分鋼襯聚丙烯(PP)、鋼襯聚乙烯(PE)、鋼襯聚氯乙烯(PVC)、鋼襯聚四氟乙烯(PTFE)等幾種,管與管之間也采用法蘭連接。由于價格比襯膠鋼管貴,在煙氣脫硫工程中襯塑鋼管(PL)一般只用在細小口徑的漿液管中。

玻璃鋼管(FRP)是一種由基體材料和增強材料兩個基本組分并添加各種輔助劑而制成的復合材料。常用的基體為各種樹脂,常用的增強材料主要有碳纖維、玻璃纖維、有機纖維等。玻璃鋼管(FRP)具有耐腐蝕性、耐熱性、耐磨性、重量輕等特點。玻璃鋼管道的接頭方式有多種,主要包括:承插膠接、平端對接、法蘭連接等,公稱壓力從常壓至4.0MPa不等,溫度范圍為-40~l00℃。缺點是相比金屬管強度低、剛性差,長期受紫外線照射易老化,在濕法煙氣脫硫工程少部分會采用,如噴淋管、氧化空氣管等。

聚丙烯(PPR、PPH)管是采用無規共聚聚丙烯經擠出而成的管材(注塑成為管件),是歐洲90年代初開發應用的新型塑料管道產品。PPR(PPH)管除了具有一般塑料管重量輕、耐腐蝕、不易結垢等特性外,還有較好的耐熱性,PPR(PPH)管的最高工作溫度可達95℃。PPR(PPH)管材、管件可采用熱熔和電熔連接,安裝方便。PPR(PPH)管的缺點是相比金屬管強度低、剛性差,5℃以下存在一定低溫脆性,PPR(PPH)管長期受紫外線照射易老化降解;另外,PPR(PPH)管的線膨脹系數較大(0.15mm/m℃),在布置設計時要有吸收熱膨脹的措施。少數濕法脫硫工程采用PPR(PPH)管作漿液管道,主要還是看中它的價格便宜、安裝方便。如北高峰電力設計公司設計的某電廠1×320MW燃煤機組煙氣脫硫工程就采用了PPH管作室內漿液管道。

不銹鋼(304、316)管具有防腐、耐熱、強度高及美觀等性能,缺點是價格高,并且碰到氯離子時也會生銹。不銹鋼(304、316)管一般用在細小而無法襯膠的漿液管道中,如DN10~DN40等。3.3 管徑計算

管道的設計應滿足工藝對管道的要求,其流通能力應按正常生產條件下介質的最大流量考慮,其最大壓力降應不超過工藝允許值,其流速應位于根據介質的特性所確定的安全流速范圍內。

在以往普通流體管道(碳鋼管)設計中,介質流速一般是0.6~4.0m/s,蒸汽流速最高可達90 m/s。而漿液兩相流管道的流速有特殊的要求(防磨、防沉積、防振動):帶壓漿液管道流速宜選擇在1.2-3.0m/s范圍內,自流管道流速宜不超過1.2m/s。這樣,初選管徑可由下式求得:

di=18.8(qv/u)0.5

di——管內徑,mm;

qv——體積流量,m3/h;

u——漿液流速,m/s。

由計算所得的di并按照典規或其它規范來選定公稱直徑DN。因為是低壓流體,公稱壓力一般選為PN1.0或PN0.6(僅針對大管徑,如DN≥400mm)。根據選定的DN再來計算管道壓力降是否滿足工藝要求,見下式:

ΔP=ΔPm+ΔPj+ΔPh

ΔP——管道總壓降,KPa;

ΔPm——管道摩擦阻力,KPa;

ΔPj——管道局部阻力,KPa;

ΔPh——漿液水平高差阻力降,KPa

其中ΔPm、ΔPj和ΔPh的計算公式如下:

ΔPm=λLρu2/(2di)

ΔPj=Σξρu2/2000

ΔPh=ρgh/1000

λ——管道摩擦系數,無量綱;

L——直管長度,m;

ρ——漿液密度,Kg/m3;

Σξ——局部阻力系數(包括彎頭、三通、閥門、孔板、膨脹節及設備進出口等)之和,無量綱;

h——漿液水平高差,m;

g——重力加速度,9.8m/s2;

如計算所得的管道壓力降ΔP太大,超過了工藝系統所能承受的范圍,則必須增大管徑或縮小抬升高度以降低阻力(有些場合,管道漿液落差是作為勢能處理的,則落差越高越有利)。3.4 坡度要求

泵管線(帶壓)系統中管線坡度推薦按以下規定執行:

對于小于30%含固量的漿液管,坡度為50mm/m;

對于30~50%含固量的漿液管,坡度為100mm/m;

對于大于50%含固量的漿液管,坡度為200mm/m。

重力流(無壓)管線坡度推薦按以下規定執行:

對于小于10%含固量的漿液管,坡度為50mm/m;

對于10~30%含固量的漿液管,坡度為100mm/m;

對于30~50%含固量的漿液管,坡度為200mm/m;

對于大于50%含固量的漿液管,坡度為300mm/m。

一般管道坡度均由高處一路向下坡至最底點,以利于漿液排空。

對于較長距離管線輸送(如綜合管廊等),考慮到布置困難,在設置管道沖洗和人工清理(如導淋)的條件下可以降低坡度要求,如2~3‰等。3.5 管廊布置

確定管廊基本方案的因素很多:首先是吸收塔及公用系統所處的位置,一般情況下管廊由公用系統出發,到吸收塔結束;其次是管廊周圍的地形地貌,如廠區道路、周圍建構筑物的位置、廠區地平面的坡向及電廠原有管廊的布置等等。

管廊的布置原則以能聯系盡量多的設備(或箱罐)為宜,并且布置時管廊盡量地短而直。一般情況下,管廊平行或垂直于馬路,管廊土建立柱的外緣離道路邊至少1米。管廊一般由L形、T形、U形和π形等組成。

管廊的寬度主要由管道的數量及管徑大小確定,并考慮一定的予留寬度(20~25%),管廊布置還要給電纜橋架予留位置,管廊的寬度一般不超過3m;場地不夠時,管廊可以考慮多層布置,如雙層或3層布置;管廊一般在首尾段管道密度減少,必要時可以減少首尾段管廊的寬度或層數;管廊的柱距是由敷設在其上的管道因垂直荷載所產生的彎曲應力和撓度決定的,通常為5~7m,特殊情況(如跨馬路)則可設置挑架以減少跨距;管廊最底層管道在人通行處管底標高不宜小于2.2m,車通行處管底標高不宜小于4.5m;管廊的坡度要求一般選為2~3‰,特殊情況可不設坡度,但漿液管道必須設置沖洗水;對于雙層管廊,上下層之間的距離一般為500~1200mm,上下層高差主要取決于管道直徑、支架形式(如直接用抱箍固定在橫梁上并統一坡向則可以大大縮小兩層間的高差)及管道坡度;管架可以就地利用現有建構筑物,如建筑物的立柱、橫梁、煙道支架等。

對于多層管廊,通常氣體管道、熱的管道布置在上層,漿液管道、粗重的管道布置在下層,電纜一般布置在最上層,盡量做到條理清楚并且增加管廊的穩定性;管廊在T形交叉處或設備進出處通常布置有較多的閥門,應設置操作平臺,平臺宜位于管道的上方;當泵布置在管廊下方時,管廊的下層應留有供管道穿越所需的空隙。3.6 閥門選型及布置

閥門的主要功能是接通或截斷流體通路、調節和節流、調節壓力及釋放過剩壓力和防止倒流等。

蝶閥具有尺寸小、重量輕及開閉迅速的特點,并有一定的調節功能。由于蝶閥閥板的運動帶有擦拭性,故大多數蝶閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質,用在漿液管道中的蝶閥有襯膠蝶閥和合金鋼蝶閥等。蝶閥的結構長度和總體高度較小,開啟和關閉速度快,在完全開啟時,具有較小的流體阻力,比較適用脫硫漿液(低壓流體)系統。按連接型式蝶閥可分為法蘭連接和對夾式連接。另外,蝶閥密封性較差,使用壓力和工作溫度范圍小,有些要求嚴格的場合不推薦使用蝶閥。

隔膜閥(在漿液系統中最好使用直通型閥門)是閥體內裝有能產生撓性的橡膠或塑料制成的隔膜作為關閉件,并把閥體內腔與閥蓋內膜隔開的一種閥門。隔膜閥具有密封性好、流阻小及價格比較低等優點,但隔膜閥機械壽命較短。隔膜閥能使用于有腐蝕性的、含硬質懸浮物的介質,且可以安裝在漿液管道的任何位置。

球閥是近年來被廣泛采用的閥門,它具有流體阻力小、結構簡單、密封可靠、適用范圍廣、操作靈活等優點。同時,球閥在全開全閉時,球體和密封圈的密封面與介質隔離,高速通過閥門的介質不會浸蝕密封面,增加了球閥的使用壽命。球閥可以使用在漿液管道中。

在石膏排出去一級旋流器進料管道上及石灰石漿液進吸收塔管道上還要用到電動調節閥,該調節閥必須有防腐功能。

止回閥僅用在水和空氣管道中,止回閥不應使用在漿液系統中。

北高峰電力設計公司在給洛陽伊川龍泉坑口自備發電有限公司2×300MW機組煙氣脫硫工程及安徽安慶皖江發電有限責任公司2×300MW機組煙氣脫硫項目設計中所有接觸漿液的管道基本上選用隔膜閥和蝶閥兩種閥門。

沖洗和排放的閥門和漿液環路的給料/隔離的閥門應盡可能靠近主管道以避免堵塞;一般情況下,在人難以操作到的地方或經常要使用的閥門最好采用電動或氣動執行機構;所有閥門的安裝位置均應便于操作、維護和檢修,安裝位置過高的閥門應設置操作平臺;閥門相鄰布置時,手輪間的凈距不宜小于100mm;對于水平布置的閥門,執行機構及閥桿不應低于水平管道,閥門的閥桿不應朝下;立管上閥門手輪的安裝高度宜為1.2~1.5m;蝶閥在安裝時,閥瓣要停在關閉的位置上,并應注意使閥板下部在閥門在開啟時朝介質流動方向旋轉。3.7 支吊架布置

一般認為,一次應力的大小是衡量管系能否穩定安全運行的標準之一。一次應力是由管道內壓和持續外載(包括自重)作用產生的應力,一次應力過大,則管系可能會被破壞。管道應力和支架承受荷載的大小可以通過設置支架加以調整,支吊架的設置對管系一次應力的大小有著直接的關系。二次應力是由管系熱變形和其它位移受約束而引起的,也就是二次應力是由固定支架及限位支架引起的,由于漿液管道均為常溫(40℃~50℃)管道,漿液管道二次應力一般不予考慮。漿液管道中常用的支架形式有:固定支架、滑動支架、導向支架、剛性吊架及限位支架五種。

漿液管道支吊架選用原則:按照支承點所承受的荷載大小和方向、管道的位移情況、是否保溫、管道的材質等條件選用合適的支吊架;為便于成批生產,設計時應盡量選用標準管卡、管托和管吊;漿液管道因禁止焊接的要求,與管道直接接觸面一般使用卡箍(焊接型支架必須先焊接再返廠內襯膠);當管道底部與支撐面有高差時一般用鋼管加鋼板墊高;當管道在支承點處不得有位移時,應選用固定支架;當2根以上管道并排布置時,推薦共用橫旦并各自用卡箍固定。

綜合管架在管道有坡度時,一般土建支架仍就統一標高,以利于土建設計及土建施工,在管道安裝時利用鋼管加鋼板墊高的方法設置坡度;也可以采用在土建立柱側予埋鋼板,在管道安裝時現場設置槽鋼橫旦,所有管道直接擱在橫旦上并用卡箍固定。北高峰電力設計公司在安徽安慶皖江發電有限責任公司2×300MW機組煙氣脫硫項目設計中的管廊就是采用后面的方法,它的好處是管廊整齊美觀、節省支吊架材料、管道層與層之間的高差小,缺點是管道有很多液袋,需增設很多導淋。

漿液管道支吊架布點原則:首先要滿足管道最大允許跨距的要求;在有集中載荷時,支點要盡量靠近集中載荷,以減少偏心荷載和彎曲應力;在敏感設備(泵、膨脹節等)附近,應設置支架以防止管道荷載作用于設備;盡可能利用現有建構筑物的梁柱作為生根點。

支架跨距應根據管徑大小及流體密度按照有關規范或手冊查取,也可以按照下面的公式計算:

L1=0.22(Et?I/q)1/4 ;按剛度條件

L2=([σ]?W/q)1/2 ;按強度條件

Lmax=min(L1, L2);允許跨距

Lmax——允許跨距,m;

L1——由剛度條件決定的跨距,m;

L2——由強度條件決定的跨距,m;

Et——管材在設計溫度下的彈性模數,MPa;

I——管道扣除腐蝕裕度及負偏差后的斷面慣性距,cm4;

q——每米管道的質量(包括裸管、保溫層及介質),Kg/m;

W——管道扣除腐蝕裕度及負偏差后的斷面抗彎模數,cm3;

[σ]——管材在設計溫度下的許用應力,MPa;

對于末端直管的允許跨距應為計算值的0.7~0.8倍;對于水平管道的彎管部分,其兩支架間的管道展開長度應為水平直管跨距計算值的0.6~0.7倍。3.8 漿液管道設計易錯點

石灰石-石膏濕法煙氣脫硫在國內已經非常成熟,也涌現了很多大的脫硫公司,如武漢凱迪、中國華電、北京博奇、浙江天地、浙大網新、國電龍源等等,北高峰電力設計公司參與了上述很多公司的脫硫設計,積累了豐富的設計經驗。根據以往的脫硫工程設計,接下來總結幾條新手容易在漿液管道設計中犯的錯誤:

——旋流器溢流是無壓自流管道,新手往往為了節約管道材料,在滿足流速的情況下,溢流口加大小頭縮小管徑讓其溢流至吸收塔,造成溢流不暢;

——旋流器溢流去吸收塔是無壓自流,沒有動力,布管時一定要“步步低”,否則旋流器會溢出; ——密度計是一個比較“嬌貴”的元件,要單獨設置一路沖洗水,新手往往會遺漏;另外,漿液密度計宜布置在垂直管道上,以防堵;

——吸收塔噴淋管進口不是吸收塔本身的予留口,而是從予留口中伸出的雙法蘭FRP口(噴淋管自帶),有些新手往往接錯接口;同樣問題的還有除霧器沖洗水接口、氧化空氣管接口等;

—— 一般漿液管道公稱壓力選為PN1.0MPa,但是循環泵進口管與大蝶閥相配的法蘭一般為PN0.6 MPa,一定要引起注意,否則該大襯膠管作廢,還要影響工期;

——循環漿液立管限位支架在吸收塔壁予埋拉桿耳件時要注意相鄰兩循環漿液立管的拉桿不要打架,最好兩相鄰限位點上下錯位;

——在布置吸收塔液側管道時,不要將吸收塔樓梯擋住,否則修改起來很麻煩;

——小漿液泵出口大小頭最好用不銹鋼或加大一級尺寸,否則大小頭小口去掉襯膠厚度后尺寸很小,造成漿液流速很大,容易造成磨損; ——箱罐及管道的排凈口要45°順流斜入地溝,以防止漿液沖刷地溝鱗片;

——真空皮帶機底盤排水管至少DN200,并設坡度,以防堵塞;

——管道穿樓板處一定要予留開孔,開孔大小要滿足管道法蘭進出,否則給施工帶來麻煩;

——真空泵排汽管在墻外排汽口要向上開,并加雨帽,否則將來凝結水會滴到馬路上或墻上,影響美觀和路人通行;

——真空皮帶脫水機汽液分離器的疏水管進入濾液水箱的深度必須低于濾液箱的最低液位,否則,真空將被破壞;

——吸收塔高-高液位位于煙氣入口煙道底部下300mm,溢流管的高點(即最高管道內底部)必須與吸收塔高-高液位持平。另外,溢流管的高點還應設置排空管以防止倒虹吸現象。

——所有的漿液管道、漿液泵在停運或切換后,應執行如下操作:先打開排空閥,然后再打開沖洗閥門進行沖洗。為保證沖洗效果,排空閥應盡量靠近箱體,離沖洗閥門盡量遠。避免管段成為死區無法沖洗到,形成堆積。漿液管道設計規范及手冊

漿液管道設計時所要應用到的規范如下:

《火電廠煙氣脫硫工程技術規范?石灰石/石灰-石膏法》HJ/T179

《火力發電廠煙氣脫硫設計技術規程》DL/T5196

《火力發電廠汽水管道設計技術規定》DL/T5054

《火力發電廠保溫油漆設計規程》DL/T5072

《工業金屬管道設計規范》GB50316

《鋼制對焊無縫鋼管》GB12459

《電力工程制圖標準》DL5028

漿液管道設計時所要應用到的手冊如下:

《火力發電廠汽水管道零件及部件典型設計》

《石油化工裝置工藝管道安裝設計手冊》

《簡明管道支架計算及構造手冊》

《火力發電廠汽水管道支吊架設計手冊》 5 結論

總之,煙氣脫硫漿液管道具有易磨損、易腐蝕及易堵塞等特點(在寒冷地區漿液管道還要設置保溫或伴熱措施,在此不作詳細討論),在管道選材及布置設計時既要考慮到普通流體管道的各種規范及通用要求,又要考慮到漿液管道的特殊性,以合理的布置來保證煙氣脫硫系統的正常運行。

另外,漿液管道及其管件在詳細施工圖設計之初要有基本正確的數量統計,而漿液閥門更要有精確的規格及數量統計,以供招標之用。又因為漿液管道在工廠制作需要較長的施工周期(制造廠家的施工圖分解、管道的采購、分段及防腐加工等),所以,漿液管道圖一定要提前設計、提前供圖,以滿足施工工期要求。

第五篇:常用的煙氣脫硫技術

常用的煙氣脫硫技術

一、濕法煙氣脫硫技術(WFGD)

吸收劑在液態下與SO2反應,脫硫產物也為液態。該法脫硫效率高、運行穩定,但投資和運行維護費用高、系統復雜、脫硫后產物較難處理、易造成二次污染。

濕法煙氣脫硫技術優點: 濕法煙氣脫硫技術為氣液反應,反應速度快、脫硫效率高,一般均高于90%,技術成熟、適用面廣。濕法脫硫技術比較成熟,生產運行安全可靠,在眾多的脫硫技術中,始終占據主導地位,占脫硫總裝機容量的 80% 以上。

缺點:生成物是液體或淤渣,較難處理,設備腐蝕性嚴重,洗滌后煙氣需再熱,能耗高,占地面積大,投資和運行費用高、系統復雜、設備龐大、耗水量大、一次性投資高,一般適用于大型電廠。分類: 常用的濕法煙氣脫硫技術有石灰石-石膏法、間接的石灰石-石膏法、檸檬吸收法等。

1、石灰石/石灰-石膏法

是利用石灰石或石灰漿液吸收煙氣中的 SO2,生成亞硫酸鈣,經分離的亞硫酸鈣(CaO3S)可以拋棄,也可以氧化為硫酸鈣(CaSO4),以石膏形式回收。這是目前世界上技術最成熟、運行狀況最穩定的脫硫工藝,脫硫效率達到 90% 以上。

2、間接石灰石-石膏法

常見的間接石灰石-石膏法有: 鈉堿雙堿法、堿性硫酸鋁法和稀硫酸吸收法等。原理: 鈉堿、堿性氧化鋁(Al2O3˙nH2O)或稀硫酸(H2SO4)吸收 SO2,生成的吸收液與石灰石反應而得以再生,并生成石膏。該法操作簡單,二次污染少,無結垢和堵塞問題,脫硫效率高,但是生成的石膏產品質量較差。

3、檸檬吸收法

原理:檸檬酸(H3C6H5O7˙H2O)溶液具有較好的緩沖性能,當 SO2氣體通過檸檬酸鹽液體時,煙氣中的 SO2與水中 H+發生反應生成 H2SO3絡合物,SO2吸收率在 99% 以上。這種方法僅適于低濃度 SO2煙氣,而不適于高濃度 SO2氣體吸收,應用范圍比較窄。另外,還有海水脫硫法、磷銨復肥法、液相催化法等濕法煙氣脫硫技術。

二、干法煙氣脫硫技術(DFGD)

脫硫吸收和產物處理均在干狀態下進行。該法系統簡單、無污水和廢酸排出、設備腐蝕小、運行費用低,但脫硫效率較低。

干法煙氣脫硫技術優點:干法煙氣脫硫技術為氣同反應,相對于濕法脫硫系統來說,具有設備簡單、占地面積小、投資和運行費用較低、操作方便、能耗低、生成物便于處置、無污水處理系統等優點。缺點: 反應速度慢,脫硫率低,先進的可達60~80%。但目前此種方法脫硫效率較低,吸收劑利用率低,磨損、結垢現象比較嚴重,在設備維護方面難度較大,設備運行的穩定性、可靠性不高,且壽命較短,限制了此種方法的應用。

分類: 常用的干法煙氣脫硫技術有活性炭吸附法、電子束輻射法、荷電干式吸收劑噴射法、金屬氧化物脫硫法等。典型的干法脫硫系統是將脫硫劑(如石灰石、白云石或消石灰)直接噴入爐內。以石灰石為例,在高溫下煅燒時,脫硫劑煅燒后形成多孔的氧化鈣顆粒,它和煙氣中的 SO2反應生成硫酸鈣,達到脫硫的目的。

1、活性炭吸附法

原理:SO2被活性炭吸附并被催化氧化為三氧化硫(SO3),再與水反應生成 H2SO4,飽和后的活性炭可通過水洗或加熱再生,同時生成稀H2SO4或高濃度SO2。可獲得副產品H2SO4,液態SO2和單質S,即可以有效地控制SO2的排放,又可以回收硫資源。該技術經西安交通大學對活性炭進行了改進,開發出成本低、選擇吸附性能強的ZL30,ZIA0,進一步完善了活性炭的工藝,使煙氣中SO2吸附率達到 95.8%,達到國家排放標準。

2、電子束輻射法

原理:用高能電子束照射煙氣,生成大量的活性物質,將煙氣中的SO2和氮氧化物氧化為 SO3和二氧化氮(NO2),進一步生成H2SO4和硝酸(NaNO3),并被氨(NH3)或石灰石(CaCO3)吸收劑吸收。

3、荷電干式吸收劑噴射脫硫法

原理:吸收劑以高速流過噴射單元產生的高壓靜電電暈充電區,使吸收劑帶有靜電荷,當吸收劑被噴射到煙氣流中,吸收劑因帶同種電荷而互相排斥,表面充分暴露,使脫硫效率大幅度提高。此方法為干法處理,無設備污染及結垢現象,不產生廢工業煙氣脫硫技術研究進展水廢渣,副產品還可以作為肥料使用,無二次污染物產生,脫硫率大于90%,而且設備簡單,適應性比較廣泛。但是此方法脫硫靠電子束加速器產生高能電子;對于一般的大型企業來說,需大功率的電子槍,對人體有害,故還需要防輻射屏蔽,所以運行和維護要求高。四川成都熱電廠建成一套電子脫硫裝置,煙氣中SO2的脫硫達到國家排放標準。

4、金屬氧化物脫硫法

原理:根據 SO2是一種比較活潑的氣體的特性,氧化錳(MnO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鐵(Fe3O4)、氧化銅(CuO)等氧化物對SO2具有較強的吸附性,在常溫或低溫下,金屬氧化物對 SO2起吸附作用,高溫情況下,金屬氧化物與 SO2發生化學反應,生成金屬鹽。

然后對吸附物和金屬鹽通過熱分解法、洗滌法等使氧化物再生。這是一種干法脫硫方法,雖然沒有污水、廢酸,不造成污染,但是此方法也沒有得到推廣,主要是因為脫硫效率比較低,設備龐大,投資比較大,操作要求較高,成本高。該技術的關鍵是開發新的吸附劑。以上幾種 SO2煙氣治理技術目前應用比較廣泛,雖然脫硫率比較高,但是工藝復雜,運行費用高,防污不徹底,造成二次污染等不足,與我國實現經濟和環境和諧發展的大方針不相適應,故有必要對新的脫硫技術進行探索和研究。

三、半干法煙氣脫硫技術(SDFGD)

半干法煙氣脫硫技術(SDFGD)半干法吸取了濕法和干法的優點,脫硫劑在濕態下脫硫,脫硫產物以干態排出。該法既具有濕法脫硫反應速度快、脫硫效率高的優點,又具有干法無污水和廢酸排出、硫后產物易于處理的優點。

半干法煙氣脫硫技術半干法脫硫包括噴霧干燥法脫硫、半干半濕法脫硫、粉末-顆粒噴動床脫硫、煙道噴射脫硫等。

1、噴霧干燥脫硫法

是利用機械或氣流的力量將吸收劑分散成極細小的霧狀液滴,霧狀液滴與煙氣形成比較大的接觸表面積,在氣液兩相之間發生的一種熱量交換、質量傳遞和化學反應的脫硫方法。一般用的吸收劑是堿液、石灰乳、石灰石漿液等,目前絕大多數裝置都使用石灰乳作為吸收劑。一般情況下,此種方法的脫硫率 65%~85%。

其優點:脫硫是在氣、液、固三相狀態下進行,工藝設備簡單,生成物為干態的CaSO4、CaSO4,易處理,沒有嚴重的設備腐蝕和堵塞情況,耗水也比較少。

缺點:自動化要求比較高,吸收劑的用量難以控制,吸收效率不是很高。所以,選擇開發合理的吸收劑是解決此方法面臨的新難題。

2、半干半濕法

半干半濕法是介于濕法和干法之間的一種脫硫方法,其脫硫效率和脫硫劑利用率等參數也介于兩者之間,該方法主要適用于中小鍋爐的煙氣治理。這種技術的特點是: 投資少、運行費用低,脫硫率雖低于濕法脫硫技術,但仍可達到70%tn,并且腐蝕性小、占地面積少,工藝可靠。

工業中常用的半干半濕法脫硫系統與濕法脫硫系統相比,省去了制漿系統,將濕法脫硫系統中的噴入 Ca(OH)2:水溶液改為噴入CaO或Ca(OH)2 粉末和水霧。與干法脫硫系統相比,克服了爐內噴鈣法SO2和CaO反應效率低、反應時間長的缺點,提高了脫硫劑的利用率,且工藝簡單,有很好的發展前景。

3、粉末-顆粒噴動床脫硫法

技術原理:含SO2的煙氣經過預熱器進入粉粒噴動床,脫硫劑制成粉末狀預先與水混合,以漿料形式從噴動床的頂部連續噴入床內,與噴動粒子充分混合,借助于和熱煙氣的接觸,脫硫與干燥同時進行。脫硫反應后的產物以干態粉末形式從分離器中吹出。這種脫硫技術應用石灰石或消石灰做脫硫劑。具有很高的脫硫率及脫硫劑利用率,而且對環境的影響很小。但進氣溫度、床內相對濕度、反應溫度之間有嚴格的要求,在漿料的含濕量和反應溫度控制不當時,會有脫硫劑粘壁現象發生。

4、煙道噴射半干法

煙氣脫硫該方法利用鍋爐與除塵器之間的煙道作為反應器進行脫硫,不需要另外加吸收容器,使工藝投資大大降低,操作簡單,需場地較小,適合于在我國開發應用。半干法煙道噴射煙氣脫硫即往煙道中噴人吸收劑漿液,漿滴邊蒸發邊反應,反應產物以干態粉末出煙道。

四、新脫硫技術

脫硫新技術最近幾年,科技突飛猛進,環境問題已提升到法律高度。我國的科技工作者研制出了一些新的脫硫技術,但大多還處于試驗階段,有待于進一步的工業應用驗證。

1、硫化堿脫硫法

由 Outokumpu公司開發研制的硫化堿脫硫法主要利用工業級硫化納作為原料來吸收SO2工業煙氣,產品以生成硫磺為目的。反應過程相當復雜,有Na2SO4、Na2SO3、Na2S203、S、Na2Sx等物質生成,由生成物可以看出過程耗能較高,而且副產品價值低,華南理工大學的石林經過研究表明過程中的各種硫的化合物含量隨反應條件的改變而改變,將溶液pH值控制在5.5~6.5 之間,加入少量起氧化作用的添加劑 TFS,則產品主要生成Na2S203,過濾、蒸發可得到附加值高的5H20˙Na2S203,而且脫硫率高達97%,反應過程為: SO2+Na2S=Na2S203+S。此種脫硫新技術已通過中試,正在推廣應用。

2、膜吸收法

以有機高分子膜為代表的膜分離技術是近幾年研究出的一種氣體分離新技術,已得到廣泛的應用,尤其在水的凈化和處理方面。中科院大連物化所的金美等研究員創造性地利用膜來吸收脫出 SO2氣體,效果比較顯著,脫硫率達90%。過程是:他們利用聚丙烯中空纖維膜吸收器,以 NaOH 溶液為吸收液,脫除 SO2氣體,其特點是利用多孔膜將氣體SO2氣體和 NaOH吸收液分開,SO2氣體通過多孔膜中的孔道到達氣液相界面處,SO2與 NaOH 迅速反應,達到脫硫的目的。此法是膜分離技術與吸收技術相結合的一種新技術,能耗低,操作簡單,投資少。

3、微生物脫硫技術

根據微生物參與硫循環的各個過程,并獲得能量這一特點,利用微生物進行煙氣脫硫,其機理為: 在有氧條件下,通過脫硫細菌的間接氧化作用,將煙氣中的SO2氧化成硫酸,細菌從中獲取能量。生物法脫硫與傳統的化學和物理脫硫相比,基本沒有高溫、高壓、催化劑等外在條件,均為常溫常壓下操作,而且工藝流程簡單,無二次污染。

國外曾以地熱發電站每天脫除5t 量的H2S為基礎;計算微生物脫硫的總費用是常規濕法50%。無論對于有機硫還是無機硫,一經燃燒均可生成被微生物間接利用的無機硫SO2,因此,發展微生物煙氣脫硫技術,很具有潛力。四川大學的王安等人在實驗室條件下,選用氧化亞鐵桿菌進行脫硫研究,在較低的液氣比下,脫硫率達 98%

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