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VEGF鱗片材料在電廠煙囪中的應(yīng)用可行性研究

發(fā)布時(shí)間：

2022-09-28 10:41

　　我國是一個(gè)能源結(jié)構(gòu)以燃煤為主的國家，大氣污染屬煤煙型污染，粉塵、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)是我國大氣的主要污染物。如2000年我國燃煤電廠的NOx的排放量達(dá)到290萬噸。由于我國能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，導(dǎo)致了酸雨的環(huán)境污染和較多的腐蝕情況，因此對于燃煤發(fā)電廠中產(chǎn)生大量的二氧化硫或氮氧化物的防治是勢在必行。目前國內(nèi)外較為有效的手段是煙氣脫硫(Flue Gas Desulfurization 簡稱“FGD”)。而采用濕法石灰石洗滌法是當(dāng)今世界各國煙氣脫硫技術(shù)中應(yīng)用最多也是最成熟的工藝。2003年我們國家的濕法脫硫設(shè)備國產(chǎn)化率已在96%以上。雖然脫硫后煙氣中含有的腐蝕性介質(zhì)含量較少，但由于脫硫后煙氣的溫度一般都在硫酸的露點(diǎn)以下，因此對于不同結(jié)構(gòu)形式的煙囪內(nèi)壁，均有不同程度的腐蝕發(fā)生。而我們國內(nèi)針對脫硫煙囪的防腐蝕措施，無論在煙囪的設(shè)計(jì)、施工等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范方面，還是在工程實(shí)際應(yīng)用上面，都存在著空白或沒有足夠的經(jīng)驗(yàn)積累。目前國內(nèi)新煙囪選擇了鈦材，但鈦材不僅成本高，而且目前市場供需矛盾明顯，是否能滿足防腐蝕要求還需要觀察和跟蹤。由于VEGF玻璃鱗片復(fù)合材料已成功應(yīng)用于煙氣脫硫裝置，積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)，因此我們來探討VEGF玻璃鱗片復(fù)合材料在煙囪中的防腐蝕應(yīng)用可行性，這不僅為新建脫硫煙囪采用的防腐蝕措施提供了一個(gè)新的選擇，同時(shí)也為國內(nèi)電廠舊煙囪的改造帶來實(shí)際的參考價(jià)值。

　　2、濕法煙氣脫硫工藝的煙囪運(yùn)行工況條件

　　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)，煙氣溫度一般在40～50℃。

　　煙氣經(jīng)過脫硫后，煙氣中的二氧化硫的含量大大減少，而洗滌的方法對除去煙氣中少量的三氧化硫效果并不好，因此仍然殘留近10%的二氧化硫和三氧化硫。由于經(jīng)濕法脫硫，煙氣濕度增加、溫度降低，煙氣極易在煙囪的內(nèi)壁結(jié)露，煙氣中殘余的三氧化硫溶解后，形成腐蝕性很強(qiáng)的稀硫酸液。脫硫煙囪內(nèi)的煙氣有以下特點(diǎn)：

　　1)煙氣中水份含量高，煙氣濕度很大;

　　2)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;

　　3) 煙氣中含有酸性氧化物，使煙氣的酸露點(diǎn)溫度降低;

　　4) 煙氣中的酸液的濃度低，滲透性較強(qiáng)。

　　5) 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。

　　由于脫硫煙囪內(nèi)煙氣的上述特點(diǎn)，對煙囪設(shè)計(jì)有如下影響：

　　1) 煙氣濕度大，含有的腐蝕性介質(zhì)在煙氣壓力和濕度的雙重作用下，結(jié)露形成的冷凝物具有很強(qiáng)的腐蝕性，對煙囪內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)致密度差的材料產(chǎn)生腐蝕，影響結(jié)構(gòu)耐久性。

　　2) 低濃度稀硫酸液比高濃度的酸液腐蝕性更強(qiáng)。

　　3) 酸液的溫度在40-80℃時(shí)，對結(jié)構(gòu)材料的腐蝕性特別強(qiáng)。以鋼材為例，40-80℃時(shí)的腐蝕速度比在其它溫度時(shí)高出約3-8倍。

　　由此可知，排放脫硫煙氣的煙囪比排放普通未脫硫煙氣的煙囪對防腐蝕設(shè)計(jì)要求要高得多，這也許與我們的傳統(tǒng)觀念有所不同。目前，電廠煙囪主要在以下三種工況下運(yùn)行：

　　1) 排放未經(jīng)脫硫的煙氣，進(jìn)入煙囪的煙氣溫度在1300C左右。在此條件下，煙囪內(nèi)