烟气脱硫系统的防腐蚀问题.pdf

第27卷第4期大学。．洲
2000年】0月

文章编号：1007—269l(2000)O4—0070-05

烟气脱硫系统的防腐蚀问题
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(1．华北电力大学环境工程系，河北保定071003；2．冶金部地球物理勘查院，河北保定071O51)

摘要：烟气脱硫系统的设备腐蚀严重．文中指出了主要脱硫工艺中装置的腐蚀部位．从理论上分析了产生
腐蚀的原因介绍了国内外烟气脱硫系统所采用的各类防腐蚀技术．提出TIll气脱硫系统可供选择的防腐
技术和材料。

关键词：烟气脱硫：金属腐蚀；耐腐蚀材料：防腐蚀衬里
中图分类号：X51：TM6218文献标识码：A

引言

迄今为止，烟气脱硫是大型燃煤装置，尤其是火电厂二氧化硫控制的主要手段。国家电力公司己把
SO控制放在火电厂环境保护的重中之重位置。
烟气脱硫系统装置的工作环境是非常恶劣的。由于烟气中大量S02及其它腐蚀介质的存在，加之工
作条件的苛刻．装置的构成材料时时承受着多种化学介质的侵蚀。从干燥、高温的烟道气中产生的高浓
度冷凝硫酸，温度在450"C的磨损性悬浮颗粒，以及吸收液中的cr1s等，均会对系统产生严重的腐
蚀威胁，造成腐蚀区域大、速度快。脱硫系统设备庞大，维修困难，要求运转周期长．这一切都把烟气
脱硫系统的防腐蚀问题提到了～个非常重要的地位。为了保证烟气脱硫装置的正常运行，其系统的防腐
蚀是一个必须高度重视的问题。

1各类烟气脱硫工艺中的设备腐蚀

火电厂烟气脱硫技术大体可分为5类：以湿式石灰石石膏法为代表的湿法工艺；以旋转喷雾干燥法
为代表的半干法：海水脱硫工艺：电子束法脱硫工艺；各种干法工艺除干法工艺外，其余工艺无一例
外地都存在着严重的设备腐蚀问题
典型的湿法脱硫工艺是：含sOz烟气经除尘后进入换热器降温，再进入吸收塔与石灰石浆液接触脱
硫然后升温排放。在该工艺中，从换熟器，吸收塔(包括强制氧化系统)一直到烟囱入口．都存在着
设备腐蚀问题。
旋转喷雾干燥法工艺是：在反应塔中，sO：热烟气与被雾化成极细雾滴的石灰乳接触．净化后的烟
气携带已干燥的脱硫产物颗粒．经除尘后排放。该工艺的腐蚀区域主要是喷雾轮和喷雾干燥塔。
海水脱硫工艺是通过吸收塔将除尘、降温后的sO烟气用海水洗涤．以完成脱硫后再升温排放。吸

收稿日期2000·05-08
作者简介：李守信(1942一)．男．华北电力大学环境工程系副教授

第4期李守信等：烟气脱硫系统的防腐蚀问题

收过SO：的海水排入一个大的曝气池，再补入近20倍的海水并曝气，恢复达标后排回大海。该工艺的
腐蚀范围很大，从换热器，吸收塔，到曝气池系统，都会出现严重的海水腐蚀。这是海水脱硫工艺的最
大缺点。
电子束法脱硫是采用高能电子束照射除尘增湿降温后的含水烟气，使其中的0：、H：0等转化成活性
很高的自由基去氧化sO和NO，再与水反应生成硫酸和硝酸，然后与氨反应生成硫铵和硝铵，最后经
除尘器除下。该工艺的腐蚀范围从冷却塔、反应器直至氨反应完为止，其腐蚀范围也相当广泛。

2腐蚀原因分析

烟气脱硫系统的设备腐蚀原因非常复杂，就其主要原因作一简要分析。
2．I二氧化硫的腐蚀
燃烧过程中生成的SO在脱硫系统中有着不同的腐蚀行为。在进入吸收塔之前，烟气中的SO对金
属的腐蚀类似于大气中SO的腐蚀，但比大气中要严重得多，因为其含量一般在1500mdm～4000iT]
m]。由于so：在水膜中的溶解度比氧大2000倍左右，因此使金属表面吸附的水膜pH值很低，有时可
达3～3．5。加之s本身又是强极化剂，在阴极上可以进行还原反应：

2H2SO3+2H+4e=S2Oj一+3H2O=+O．40V

2H2SO3+H+2e=HS2O；+2H2OED_+0．08V

这些反应的标准电极电位比大多数工业用金属的稳定电位(如铁的F一0．44V)要高得多，从而使
金属构成腐蚀电池的阳极而加快腐蚀。
更为严重的是，钢铁在含有SO的湿空气中的腐蚀，可能是“酸的再循环”。在这种环境中，SO首
先被吸附在金属表面上，在有氧存在的情况下发生下述反应：

Fe+SO+o=FeSO

FeSO水解生成游离的硫酸：

4FeSO+6H2O+O2：4FeOOH+4HSO

如此循环往复，使腐蚀不断进行下去。在这里，s等于起到一种催化剂的作用，一个SO：分子可
能生成上百个分子的铁锈。
另外，由于烟气中含有水分和剩余氧，往往会产生SO,的露点腐蚀。研究表明，当烟气中的SO含
量仅有0．0085％时，其露点可升至171℃，这样就很容易在金属表面结成硫酸酸露，从而造成更快的腐
蚀。
在经过吸收塔吸收后，烟气中绝大部分s转入吸收液而变成s一和sol一，这些离子具有很强的
化学活性，它对钢铁的腐蚀主要表现为氧去极化腐蚀，总的腐蚀反应可用下式表示：

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