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煙氣脫硫裝置中的腐蝕源主體為煙氣中所含的SO2。當含硫煙氣處于脫硫工況時,在強制氧化環境作用下,煙氣中的SO2首先與水生成H2SO3及H2SO4,再與堿性吸收劑反應生成硫酸鹽沉淀分離。而此階段,工藝環境溫度正好處于稀硫酸活化腐蝕溫度狀態,其腐蝕速度快,滲透能力強,故其中間產物H2SO3及H2SO4是導致設備腐蝕的主體。此外,煙氣中所含NOX、吸收劑漿液中的水及水中所含的氯離子(海水法氯離子腐蝕影響更大)對金屬基體也具有腐蝕能力。稀硫酸屬非氧化性酸,此類酸對金屬材料的腐蝕行為宏觀表現為金屬對氫的置換反應。從腐蝕學理論上可解釋為氫去極化腐蝕過程(亦稱析氫腐蝕)。

就常用材料碳鋼及不銹鋼而言,兩種材料在稀硫酸環境中均處于活化腐蝕狀態,但腐蝕機理又略有不同。碳鋼在稀硫酸或其它非氧化性酸溶液中的腐蝕屬于陽極極化及陰極極化混合控制過程。這是因為鐵的溶解反應活化極化較大,同時氫在鐵表面析出反應的過電位也較大,故兩者同時對腐蝕過程起促進作用, 導致腐蝕速度加快。而不銹鋼在稀硫酸中的腐蝕屬于陽極極化控制過程,這是因為不銹鋼在稀硫酸介質中仍能產生一定程度的鈍化,金屬離子必須穿透氧化膜才能進入溶液,因此陽極極化作用大于陰極極化。但在煙氣脫硫中,仍有幾種變化影響:一是在濕法煙氣脫硫中,為保證生成物結晶效果,必須強制氧化。當介質中有富氧存在時,不銹鋼表面上的鈍化膜缺陷易被修復,因而腐蝕速率降低。但因同時具有固體顆粒磨損作用及介質Clˉ存在,其鈍化膜易被Clˉ或固體顆粒磨損作用破壞,從而使腐蝕速率大大增加。Clˉ的破壞原因可能是由于Clˉ具有的易氧化性質導致的。Clˉ容易在氧化膜表面吸附,形成含氯離子的表面化合物,由于這種化合物晶格缺陷較多,且具有較大的溶解度,故會導致氧化膜的局部破裂。此外,吸附在電極表面的離子具有排斥電子能力,也促使金屬的離子化,但陽極極化仍是主要的。

故通常的碳鋼或不銹鋼在此環境中均不適用。國外經多年對金屬材料的篩選試驗,最后將適用金屬材料定位在鎳基合金上,并建設了若干中、小裝置。但由于鎳基合金價格昂貴,大型煙氣脫硫設備制做成本太高,其用材開發逐漸轉到碳鋼-有機非金屬襯里復合材料技術路線上來,并獲得了實用性成果。因此,討論有機非金屬襯里在煙氣脫硫裝置的腐蝕與防護問題非常必要。

鑒于化學腐蝕在腐蝕設計選材正確的前提下,是較緩慢的過程,而物理腐蝕破壞則是常見的襯里失效破壞,故本文主要討論有機非金屬襯里的物理腐蝕破壞。兼顧動態設備耐蝕材料選擇。

此文關鍵詞: 滑模新建、 煙囪維修、 煙囪防腐、 碳纖維加固、 煙囪航標粉刷、 煙囪拆除
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