淺析濕法煙氣脫硫對煙囪運行的影響及防腐措施

蔡維敏

摘 要：隨著我國對環境保護的要求越來越高，燃煤電廠煙塵排放問題引起了人們的廣泛關注，而濕法煙氣脫硫技術在解決該問題的過程中得到了廣泛應用，該文簡單敘述了濕法脫硫后煙氣的特點以及經該技術處理后煙氣對煙囪的影響，并對其防腐措施進行了闡述。

關鍵詞：濕法煙氣脫硫 煙氣 煙囪

中圖分類號：X773 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）01（b）-0063-02

煙氣脫硫技術，按脫硫劑的種類劃分，主要分為以下5種：以石灰石為基礎的鈣法，以氧化鎂為基礎的鎂法，以亞硫酸鈉為基礎的鈉法，以氨氣為基礎的氨法，以有機堿為基礎的有機堿法。國際上比較常見的煙氣脫硫技術有石灰石—石膏濕法、半干法、煙氣循環硫化床法、海水法、電子束法等，這幾種方法中，比較常用的是石灰石—石膏濕法，它的脫硫效率在95%以上[1]。采用該種方法后雖能降低煙氣中的二氧化硫，但其煙氣溫度降低，濕度增大，易結露，形成具有較強腐蝕性的稀硫酸液，影響煙囪的正常運行。

1 濕法脫硫后煙氣的特點

經濕法脫硫技術處理后的煙氣，都有以下特點：含水量都比較高，溫度較低。煙氣中的水汽結露后形成的液體有很強的腐蝕性，脫硫后的煙氣還有氟化物和氯化物等有較強腐蝕的物質，形成高腐蝕強度、較強滲透性、且較難防范的低溫高濕稀酸型腐蝕，濕法脫硫中二氧化硫脫硫效率比較好，但是對于對煙氣有腐蝕作用的三氧化硫脫除率比較低，僅能達到1/5左右，因此，在該技術運用后產生的煙氣中低濃酸液對煙囪的腐蝕性與遠遠高于高濃度的腐蝕性，在溫度40 ℃～80 ℃區間時，煙氣易與煙囪內壁結合形成一種較強腐蝕性的酸液，這種酸液會比其他問題產生的腐蝕性強很多倍。

2 濕法煙氣脫硫后煙氣對煙囪的影響

燃煤電廠在實施濕法煙氣脫硫后，會使得硫氧化物有害成分得到一定的減少，但因煙氣性質不同，對煙囪的運作也會有一定的影響。電站煙囪多為鋼筋混凝土結構，在酸性煙氣環境中，混凝土各組分都是不穩定的。酸性氣體和混凝土中的Ca（OH）2作用后，會使水泥中的水化硅酸鈣變得不穩定，而且pH值的降低也會影響到鋼筋混凝土鈍化保護膜的穩定性。

2.1 煙氣濕度對煙囪的影響

在經過濕法煙氣脫硫處理后，煙氣會與漿液進行充分接觸，使得煙氣在反應中，將漿液中的水分帶走，另外漿液的反應問題長期保持在40 ℃左右，這樣也導致了漿液中水液的凝結，讓煙氣脫離漿液時將大量水分帶走。煙氣在排出的過程中，帶出的水分與煙囪內壁充分接觸，使煙囪墻體濕度加大。而現在我國對工業煙囪的構建標準都有一定的要求，煙囪的濕度要與規定的相符合，如果煙氣長期排放，如此必然會增加墻體濕度，導致超標，影響煙囪的正常運行。

2.2 煙氣中的酸性水液對煙囪的影響

在經過脫硫后的煙氣會對煙囪產生影響主要還是跟煙氣中酸性氣體有直接關系，在脫硫過程中，漿液中存在的化學成分會跟煙氣中的硫氧化物發生作用，產生具有氧化性的化學物質，常見的一些氧化離子就會產生，使得煙氣中氣體發生一定的變化。煙氣中的SO2在發生氧化反應后成為SO3，少量的Cl-和F-在發生化學反應后，會產生一種酸性氣體，并且在該技術運用后，煙氣中也會存在少量的水分，這時，氣體便會和水分進行融合，形成硫酸、氫鹽酸和次氯酸等。同時煙氣也會對煙囪的結構產生腐蝕作用，加之與水液的結合會更加增強對墻面的腐蝕程度，最終會導致煙囪的使用年限大大減少。

2.3 煙氣低溫對煙囪運行壓力造成的影響

為確保煙氣與脫硫漿能充分地進行反應，一般會將脫硫過程中的溫度控制在45 ℃～50 ℃，但是在運作中的水液氣化中就會對周圍熱量進行吸收，導致溫度在運作中會一直保持在40 ℃以下。當低溫度、高濕度的煙氣通過煙囪排到外界時，會因為溫度的過低，煙囪內部形成不了煙氣的上抽力，煙氣會一直存在于煙囪的上部，不能及時排出，這樣煙氣跟煙囪表層接觸時間就會延長，導致對煙囪的腐蝕力度加大[2]。同時也會因為溫度的問題，煙囪內部和外部溫度不同，失去平衡，直接對煙囪的內部環境受到影響，產生一定的壓力，這受到正壓時，煙氣對煙囪的滲透壓加大，導致腐蝕力度也會加大。當負正壓時，會減少煙氣與煙囪的接觸壓力，使得煙氣順利排出。

2.4 煙囪頂部的腐蝕

在電站煙囪運行時為避免冷空氣進入煙囪頂端的迎風面截面而引起酸凝結，必須使煙囪出口的煙氣流速不低于一定值，往往因此而使煙囪頂部一段范圍內煙氣有可能由負壓變為正壓，導致煙囪滲透的發生，煙氣通過內襯的縫隙滲透到隔熱層中去，從而導致煙囪外筒壁內表面受熱溫度升高，筒壁溫度應力增大，有使筒壁產生裂縫的可能。

3 濕法煙氣脫硫后煙囪的防腐措施

由于受到煙氣對煙囪越來越嚴重的腐蝕力度，發電廠在建設中一定會采用針對性的防護措施，減少其腐蝕力度。其措施主要是選擇較好煙囪的防腐材料和后期定期清潔維護兩種，目前選擇的防腐材料主要有兩種：一種為無機防腐材料；另一種為無機防腐材料。具體介紹如下。

3.1 煙囪防腐材料的選擇

（1）無機防腐材料：①一般選用具有抵抗強酸腐蝕的金屬合金薄板作為內襯，內襯材料一般選用鎳基合金板和鈦板。鎳基合金是里含有的大量鉬、鉻能抵抗氯離子的侵蝕，鎢元素也會更加提高耐腐蝕性[3]。其內襯材料中的鈦具有較強的穩定性，并且在遭到破壞下還能瞬間修復。這兩個材料應用在濕法煙氣脫硫技術后對煙囪的防腐作用中具有優異的效果，使用范圍也比較廣，但是其成本高。②選用耐腐蝕的輕質隔熱的制品粘貼，直接間斷煙氣跟內筒的直接接觸，如使用較多的發泡耐酸玻璃磚，其主要在硼酸玻璃的基礎上生產的，對于一些廢氣冷凝液都有很好的阻隔作用，導熱性能較低。在發泡耐酸玻璃磚以及粘結劑人造橡膠形成的防腐襯里，無論是在溫度的變化下還是在較強的化學環境里，都能發揮較強的抗腐蝕作用。同時還有容重低、導熱系數低、不燃燒、不易變形的特點，并且穩定性還很強，一般可用期限比較長，成本也不高，在國內外防腐材料中占有很大的市場。③選用耐酸腐蝕的玻璃纖維增強塑料作為內襯，玻璃纖維增強塑料是一種玻璃纖維和熱固性樹脂復合形成的高性能復合材料，玻璃纖維可以增強玻璃纖維增強塑料的剛性和強度，熱固性樹脂具有很強的耐腐蝕性和韌性，可從根本上解決煙氣對煙囪的腐蝕作用，并且這個材料耐久性很好，使用期限也比較長。

（2）有機防腐材料：在工廠中，對于濕法脫硫對于煙囪的腐蝕中，有機防腐材料也發揮著非常重要的作用，市場上存在的種類也比較多，這些材料均選用不同的有機高分子材料及聚合工藝，并在其中添加不同的材料，提高其防腐功能。在選擇有機防腐材料時，對基底表面的處理和施工工藝都有很嚴格的要求，其技術越好，涂層性能和質量就越好。

3.2 定期對煙囪內部進行維護

在煙囪長期使用過程中，煙氣長時間在其頂部排出，會在其結構內部留下一堆煙氣中混雜的物質，因此，對于煙囪內部定期清理的工作也是非常重要的，在防腐中也會起到一定的作用。我國環境問題越來越明顯，人們的環保意識也逐漸增強，對于燃煤電廠的污染物排放標準也越來越高，濕法煙氣脫硫技術能有效控制煙氣中硫氧化物的含量，但在脫硫技術過程中也應當采取合適的手段防止煙囪的腐蝕，延緩煙囪的使用年限，在保證煙氣脫硫質量的前提下，保障煙囪的質量。

參考文獻

[1] 吳春華，顏儉，柏源，等.無GGH濕法煙氣脫硫系統煙囪石膏雨的影響因素及策略研究[J].電力科技與環保，2013（3）：15-17.

[2] 張崗，杜向前，李明波，等.石灰石-石膏濕法煙氣脫硫對煙囪腐蝕的影響[J].廣東化工，2014，41（13）：178-179.

[3] 崔向麗，羅娜，劉光輝.濕法煙氣脫硫去掉GGH對脫硫系統的影響分析及解決對策[J].山東電力高等專科學校學報，2010，13（4）：40-42.