電廠脫硫設備的防腐與防護對策研究

王鑫

（烏海熱電廠運行部，內蒙古 烏海 016000）

我國是一個能源結構以燃煤為主的國家，隨著近年來國民經濟建設的迅速發展，燃煤產生的大氣污染日益嚴重，酸雨面積不斷擴大。煤炭燃燒時除產生SO2外，還生成少量SO3、NOX、HCl、HF等氣體，由于煙氣中含有水，因此可在瞬間形成H2SO4、HCl、HF等強腐蝕性溶液。與此同時，含有煙塵的煙氣高速穿過設備和管道，對裝置的腐蝕相當嚴重。并且，吸收塔的入口煙氣溫度可高達180℃，而內腔長期處于45-70℃的酸、堿交替的濕熱環境之中。可見，濕法除塵脫硫系統在運行中處于強腐蝕性介質、濕熱和高磨損的嚴酷環境中。由于腐蝕環境惡劣，濕式脫硫系統對材質的耐蝕、耐磨、耐溫要求極為嚴格。

1 適用于FGD裝置的防護材料

濕式除塵脫硫裝置，由于存在很強的腐蝕性氣體、高溫和摩擦等使用條件，因此所用材料必須能承受化學的、高溫、高濕和機械的長期負荷，其性能有著特殊的要求。目前用于濕式FGD中的防護材料有：橡膠、合金鋼或復合鋼板、磚板、膠泥、玻璃鋼、鱗片涂料等。

1.1 橡膠裝置

由于橡膠具有優良的化學穩定性和相對較低的價格，長期以來被人們用于防腐場合。研究表明，丁基橡膠具有相對較低的滲透系數和更高的化學穩定性，能阻止水蒸氣、氧氣和二氧化硫的擴散，并且耐磨損，因而更適用于濕法FGD工藝。如：丁基橡膠、溴化丁基橡膠和氯化丁基橡膠在FGD領域得到了許多應用。

1.2 合金鋼與復合鋼板

一般的不銹鋼和耐酸鋼材難于抵御脫硫系統中的強腐蝕。國外經過多年的研究，最后確認鎳基合金適合于在FGD中使用。目前，美國主要利用鎳基合金或碳鋼內覆高鎳合金板的方法。與非金屬襯里的復合材料相比，鎳合金在內應力、抗介質的滲透及施工質量的保證上有優勢，但耐蝕性不如橡膠和鱗片涂料，且價格十分昂貴。

1.3 膠泥和磚板襯里

耐腐蝕磚板襯里是在金屬或混凝土設備的內壁以耐腐蝕膠泥襯砌耐腐蝕磚板，使腐蝕介質與設備基體隔離，從而達到設備免遭腐蝕的防腐蝕技術。磚板襯里具有耐腐蝕性好、機械強度大等優點。我國耐腐蝕磚板襯里技術發展于50年代，多年來積累了豐富的設計、施工經驗，研制開發了一些性能優良的耐腐蝕磚板與膠泥。目前，我國用于FGD的磚板主要是花崗巖和鑄石板。這種所謂的麻石除塵脫硫設備的主要缺點是襯里層厚、設施笨重、抗震性差和操作施工期長。

磚板襯里所用的粘合劑俗稱膠泥，它由粘結劑、固化劑、耐蝕填料及添加劑等組成。目前國內外常用的耐腐蝕膠泥有無機硅酸鹽膠泥和樹脂膠泥二大類產品。目前國內也有在FGD直接采用無機膠泥，即俗稱水玻璃鑄石涂料用于FGD內襯防腐的案例，但由于無機膠泥密封性差，收縮較大，因此在施工中為了提高襯里的強度，一般都用龜甲網加固。這種襯里的設計厚度一般在3cm左右，施工繁雜，可靠性較低，目前正逐漸被樹脂膠泥所替代。

1.4 玻璃鋼

玻璃鋼是發展較早的一種復合材料，具有輕質、高強、絕緣、耐腐蝕、保溫等性能特點，材料性能可設計，制品可一次性成型，成品維修較為方便。玻璃鋼用于制作煙氣脫硫裝置始于二十世紀70年代，尤其是乙烯基酯樹脂的誕生，進一步提高了玻璃鋼的耐腐性能、物理性能以及耐熱性。大直徑玻璃鋼纏繞技術的問世，使玻璃鋼在脫硫裝置中得到了實際應用。

與發達國家相比，我國用于煙氣脫硫系統的玻璃鋼制品還比較少，主要是缺少相關的制造技術和評價方法。連云港連眾玻璃鋼集團于1995年從美國引進了用于生產大直徑玻璃鋼制品的現場纏繞機，并于1996年首次在國內制作整套煙氣脫硫裝置獲得成功。

1.5 高性能防腐蝕涂料

高性能涂料，又稱之為重防腐蝕涂料（Heavyduty Coating）或者長效防腐蝕涂料，是指能夠在惡劣的腐蝕環境中長期防腐蝕的一種涂料。目前,國內外生產的高性能涂料一般都是鱗片涂料。鱗片涂料是以極薄的耐蝕鱗片（玻璃鱗片、不銹鋼鱗片等）為骨料，以耐蝕樹脂作為粘結劑所制成的一種高效能防腐涂料，其結構具有獨特的抗滲性能。由于此類鱗片涂料和由此制成的鱗片襯里的防腐蝕性能優良、施工簡便、使用年限長、維護費用少，因而，此項技術在近二十年來受到美、英、德、法、日等發達國家的普遍重視，并已開發出多種性能良好的重防腐蝕涂料，廣泛應用于煙氣脫硫裝置，取得了明顯的經濟效果。

高性能防腐蝕涂料按所采用的樹脂可分為環氧樹脂、不飽和聚脂樹脂、乙烯基酯樹脂、聚氨脂樹脂等品種。所采用的耐蝕鱗片有玻璃鱗片、不銹鋼鱗片、云母鱗片和石墨鱗片等。按涂料粘度可分為鱗片涂料、鱗片厚漿涂料和鱗片膠泥三種。FGD中的防腐涂層的厚度一般為2mm左右。與橡膠襯里相比，鱗片涂層具有明顯的優點。

2 高性能防腐蝕涂料在FGD中的應用

GFT高性能防腐蝕涂料是中國航天科工集團三院第三十一研究所遵循當今國際上涂料工業發展的四E原則，即經濟（Economy）、效能（Efficiency）、生態（Ecology）、能源（Energy）的原則，運用航天軍工高技術研制生產的、并且具有當代國際先進水平的 綠色防腐蝕涂料。該系列產品有效成分高（固含量e90%）。與金屬及水泥有很強的附著力（Ⅰ級），機械強度高（沖擊強度4.9J，硬度 e3H），耐磨耗性好（1000g，500 轉，失重 d0.05g），耐酸、堿、鹽、油、污水、海水、鹽霧及微生物等腐蝕介質的長期腐蝕。

GFT以改性環氧樹脂、環氧呋喃樹脂或乙烯基酯樹脂為基料，并加入能參與交聯固化成為漆膜的活性稀釋劑，涂料有效成分高達90%以上，不僅避免了施工中溶劑揮發造成的污染與浪費，減輕了對操作人員的損害，而且能在同樣設計涂層厚度要求下，減少單位面積所用涂料，降低了涂層的成本。

GFT中采用的特殊鱗片填料，對于大幅度提高重防腐涂料的耐蝕性能起到了關鍵作用。此種鱗片填料來源廣泛、價格便宜，經特殊的表面處理后，完全可以替代經特殊工藝制作的昂貴的玻璃鱗片和不銹鋼鱗片。因而使重防腐蝕涂料的成本大大下降，實際價格與普通防腐蝕涂料相當。

GFT高性能防腐蝕涂料用于FGD內襯時，防腐層結構采用玻璃布作為增強材料，形成耐溫、耐磨、抗蝕鱗片襯里。

3 結語

FGD鋼制設備處于高溫高濕、強酸和高磨損的惡劣腐蝕環境中，如不進行有效的防護將很快被嚴重侵蝕。目前，用于FGD裝置防護的材料主要有合金鋼、磚板襯里、膠泥襯里、整體玻璃鋼和重防腐蝕涂料等。國外20余年的時間證明，鱗片涂料（高性能涂料）的耐溫、耐磨性能和防腐性能突出，是FGD防腐的一項切實可行的對策。GFT系列高性能防腐蝕涂料能耐多種腐蝕介質的長期侵蝕，涂層與鋼材的粘結力強，耐磨耗性能突出；該系列產品的固體含量在90%以上，減少了由于溶劑揮發造成的資源浪費和環境污染。廉價云母鱗片、無溶劑化和厚涂等技術的采用，降低了防腐層的成本。高性能涂料玻璃鋼復合結構，具備抗滲、防腐、耐磨損、高強度、耐溫變等多種優點，是應用于FGD鋼制設備防護的一種經濟而又可靠的新技術。

[1]王靈梅，史太平.太原第一熱電廠脫硫設備防磨防腐研究[J].電力學報，1999-08-15.

[2]脫硫防腐新材料前景廣闊 [J].中國電力報，2008-04-17.