【摘 要】“十一·五”規(guī)劃綱要明確提出,到2010年,全國S02排放總量將減少10%,排放總量必須控制在2295萬噸。SO2主要來源是金屬冶煉工業(yè)和能源工業(yè),尤其是燃煤電廠和工業(yè)鍋爐,故對(duì)冶煉廠、火電廠的治理是今后環(huán)保工作的重點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】電廠脫硫煙囪防腐;技術(shù)探討
目前,脫硫技術(shù)已達(dá)200多種。根據(jù)脫硫過程所處的不同階段,可分為燃燒前脫硫(如煤炭固硫技術(shù)等),燃燒中脫硫(如爐內(nèi)噴鈣技術(shù))和燃燒后脫硫即煙氣脫硫,其中煙氣脫硫技術(shù)是目前控制大氣中SO2排放最有效和應(yīng)用最廣的一項(xiàng)脫硫技術(shù)。煙氣脫硫按照脫硫方式和產(chǎn)物的處理形式劃分,可分為干法、半干法和濕法3類。
一、石灰石/石膏濕法脫硫工藝過程簡介
石灰石/石膏濕法脫硫。在發(fā)電廠燃燒的煤質(zhì)中含硫燃料燃燒所產(chǎn)生的煙氣中的二氧化硫是對(duì)環(huán)境及人類有害的物質(zhì),因此在煙氣排放之前必須采取措施使其中二氧化硫含量降低至允許排放濃度以下。在現(xiàn)有的脫硫方法中,石灰石/石膏濕法脫硫工藝則通過煙氣大面積地與含石灰石的吸收液接觸,使煙氣中的二氧化硫溶解于水并與吸收劑及氧氣反應(yīng)生成石膏,從而降低二氧化硫的濃度。除SO2外,HCl以很高的效率從煙氣中去除。除氯化物外,一系列的不溶性組分,例如氧化鐵,氧化鋁和硅酸鹽等隨廢水排放,以防止那些不需要的雜質(zhì)在吸收塔中的濃度過高含硫燃料燃燒所產(chǎn)生的煙氣中的二氧化硫是對(duì)環(huán)境及人類有害的物質(zhì),因此在煙氣排放之前必須采取措施使其中二氧化硫含量降低至允許排放濃度以下。用達(dá)到很好的效果。
二、濕法石灰石洗滌法對(duì)煙道的腐蝕
濕法石灰石洗滌法是國外應(yīng)用最多和最成熟的工藝,也是國內(nèi)火電廠脫硫的主導(dǎo)工藝。濕法脫硫工藝主要流程是,鍋爐的煙氣從引風(fēng)機(jī)出口側(cè)的煙道接口進(jìn)入煙氣脫硫(FGD)系統(tǒng)。在煙氣進(jìn)入脫硫吸收塔之前經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)升壓,然后通過煙氣—煙氣加熱器(GGH),將煙氣的熱量傳輸給吸收塔出口的煙氣,使吸收塔入口煙氣溫度降低,有利于吸收塔安全運(yùn)行,同時(shí)吸收塔出口的清潔煙氣則由GGH加熱升溫,煙氣溫度升高,有利于煙氣擴(kuò)散排放。經(jīng)過GGH加熱器加熱后煙氣溫度一般在80℃左右,可使煙囪出口處達(dá)到更好的擴(kuò)散條件和避免煙氣形成白霧。GGH之前設(shè)的增壓風(fēng)機(jī),用以克服脫硫系統(tǒng)的阻力,加熱后的清潔煙氣靠增壓風(fēng)機(jī)的壓送排入煙囪。當(dāng)不設(shè)GGH加熱器加熱系統(tǒng)時(shí)脫硫煙囪內(nèi)的煙氣有以下特點(diǎn):(一)煙氣中水份含量高,煙氣濕度很大;(二)煙氣溫度低,脫硫后的煙氣溫度一般在40~50℃之間,經(jīng)GGH加溫器升溫后一般
在80℃左右;(三)煙氣中含有酸性氧化物,使煙氣的酸露點(diǎn)溫度降低;(四)煙氣中的酸液的濃度低,滲透性較強(qiáng)。(五)煙氣中的氯離子遇水蒸氣形成氯酸,它的化合溫度約為60℃,低于氯酸露點(diǎn)溫度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕,即使是化合中很少量的氯化物也會(huì)造成嚴(yán)重腐蝕。
三、較為經(jīng)濟(jì)可行的三種煙囪防腐方案
(一)硼酸磚內(nèi)襯。影響煙囪防腐內(nèi)襯的兩個(gè)最大因素就是溫度和化學(xué)介質(zhì)的腐蝕,眾所周知,玻璃鱗片涂層抗?jié)B透性好,重疊排列的扁平玻璃鱗片形成致密的防滲層結(jié)構(gòu),形成迷宮效應(yīng),腐蝕介質(zhì)在固化后的膠泥中的滲透須經(jīng)過較長時(shí)間和復(fù)雜的路徑,從而能都有效地抑制腐蝕介質(zhì)地滲透速度。除了具有腐蝕性地化學(xué)介質(zhì)滲透之外,還存在著水蒸氣的滲透。通常高聚物材料的分子間距為 10A(1A=1*10-10 m),而對(duì)于水蒸汽來說,只要高聚物材料的分子間距達(dá)到 3A ,水蒸汽就能容易地透過高聚物的單分子層。若基礎(chǔ)材料是碳鋼,水蒸汽由于滲透而達(dá)到碳鋼表面后,在氧氣存在情況下,會(huì)由于電化學(xué)反應(yīng)而生銹。而乙烯基的鱗片膠泥在固化后,乙烯基酯樹脂的高交聯(lián)密度可以有效地減弱水蒸氣和腐蝕性化學(xué)介質(zhì)的滲透,并由于其獨(dú)特結(jié)構(gòu)更能達(dá)到防滲和減滲的效果。所以以玻璃鱗片樹脂為底涂,是對(duì)煙囪內(nèi)筒強(qiáng)有力保護(hù)層,而對(duì)于高分子樹脂,耐溫性差的特點(diǎn)選用泡沫硼酸磚作為玻璃鱗片樹脂的保護(hù)層,充分利用泡沫硼酸磚的導(dǎo)熱性低的優(yōu)點(diǎn)。因此結(jié)合鱗片耐腐蝕強(qiáng)和硼酸磚的超保溫特性,在煙囪防腐中將具有極好防腐性能的玻璃鱗片作為底涂,將硼酸磚砌筑在外層保溫,作為煙囪的防腐蝕襯里,同時(shí)解決了化學(xué)腐蝕和保溫的問題,有效地延長了煙囪的使用壽命。
(二)煙囪內(nèi)壁噴涂聚脲。聚脲材料介紹 煙囪內(nèi)壁防腐可采用聚脲彈性體材料。該材料是由一種雙組合、無溶劑聚脲噴涂涂料,經(jīng)專用噴涂設(shè)備噴涂成型的彈性體材料。該材料是繼高固體份涂料、水性涂料、輻射固化涂料、粉末涂料等低(無)污染涂裝技術(shù)之后,為適應(yīng)環(huán)保需求而研制、開發(fā)的一種新型無溶劑、無污染的綠色施工技術(shù)。聚脲產(chǎn)品的特點(diǎn) 聚脲彈性體涂層具有優(yōu)異的防水、耐腐蝕特性,同時(shí)具有優(yōu)良的機(jī)械性能。該材料采用專用噴涂設(shè)備進(jìn)行噴涂或澆注聚脲彈性體。該工藝不含溶劑、固化速度快、工藝簡單,可很方便的在立面、曲面上噴涂十幾毫米厚的涂層而不流掛。在國際上已被廣泛應(yīng)用于防水、防腐、建筑等領(lǐng)域。
四、煙囪設(shè)計(jì)應(yīng)采取的措施
(一)脫硫出口煙道應(yīng)采取的措施。接觸濕煙氣的煙道壁、導(dǎo)流板、支撐加固件上會(huì)留有液體,因此,煙道的設(shè)計(jì)要減少水淤積,要有利于冷凝液排王吸收塔或收集池;煙囪入口煙道要盡量不要用內(nèi)部加固件,一般煙囪的入口寬度和煙囪的半徑相等,這樣可以加速煙氣的旋流,有利于液滴沉積到煙囪壁上。
(二)吸收塔頂應(yīng)設(shè)計(jì)臨時(shí)煙囪。一般火力發(fā)電廠都是兩爐公用一根煙囪,兩個(gè)爐子同時(shí)停下來的機(jī)會(huì)是沒有的,考慮到每臺(tái)鍋爐的檢修時(shí)間,在每一臺(tái)鍋爐大修時(shí),另一臺(tái)鍋爐在脫硫吸收塔頂?shù)呐R時(shí)煙囪排放,利用一臺(tái)鍋爐檢修的時(shí)間對(duì)煙囪進(jìn)行重點(diǎn)的防腐,具有其可能性和使用性。有以上腐蝕原因和防腐材料可知,煙囪防腐在煙囪的中下部,做雙層的重點(diǎn)防腐,煙囪的中上部可以做單層防腐處理,就可以很好的保護(hù)好煙囪。這樣煙囪的施工相對(duì)簡單,防腐時(shí)間大大縮短。
五、結(jié)論
煙囪即使構(gòu)筑物又是設(shè)備,與鍋爐同呼吸,但鍋爐容易檢修,而煙囪不容易檢修,因此采用何種煙囪材料而保持煙囪長久運(yùn)行任重道遠(yuǎn),不能用很貴的也不能用很便宜的,要根據(jù)煙囪的類型合理的用材料。
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