關于脫硫塔內壁掛玻璃鋼板防腐防磨防泄漏的研究

劉俊杰，劉利民

（潞安化工集團壽陽化工有限責任公司，山西 壽陽 045400）

1 氨法脫硫系統的工藝原理

1.1 脫硫系統工藝簡介

煙氣中SO2的去除在吸收塔內進行，吸收塔包括三層噴淋裝置和一套兩級除霧器，每層噴淋裝置對應一臺漿液吸收循環泵。

通過鍋爐引風機出來的原煙氣進入吸收塔后折流向上與噴淋下來的漿液充分接觸，漿液冷卻煙氣并達到飽和，煙氣中的SO2、SO3等酸性成分被吸收，再連續流經兩層除霧器而除去所含霧滴。經洗滌和凈化的煙氣流出吸收塔，通過直排煙囪排入大氣[1-2]。

氨水罐內的氨水經氨水泵被送往脫硫塔系統。

進入吸收塔內的氨水混合溶解于吸收塔氧化段內的漿液中，通過調節進入吸收塔的氨水量和吸收塔排出漿液濃度，使吸收塔漿池pH 值維持在6～7 之間，以保證氨水的充分利用和SO2的吸收。

氧化風機送出的氧化空氣進入氧化段后，把脫硫反應生成的亞硫酸銨強制氧化生成硫酸銨。

1.2 工藝參數

脫硫塔內通入煙氣后，開啟氨水泵，調節氨水量，控制塔內pH 值在6～7 之間，氨水濃度（氨的體積分數）在10%～20%之間。入脫硫塔煙氣溫度≤170 ℃，脫硫凈煙氣排放溫度為45～55 ℃。定期分析吸收液各循環槽中的液相組成：硫銨和亞硫銨[（NH4）2SO4、（NH4）2SO3]，根據氧化效率調節氧化風量：氧化率控制在98%～99.8%。脫硫效率≥98.2%，脫硫后SO2排放質量濃度≤35 mg/m3。

2 脫硫塔簡介

脫硫塔規格型號：Φ6 000 mm×41 820 mm，材料：碳鋼襯玻璃鱗片；整個脫硫塔從下到上依次為氧化段、增濃段、吸收段、除霧段。

3 改造試驗結果與分析

本論文重點對在運行過程中經常出現泄漏的增濃段塔壁進行防腐防磨防泄漏研究。

3.1 改造過程

硫酸銨的形成和濃縮過程主要在增濃段完成，增濃段漿液的密度達到1 286 kg/m3時，同時取樣硫酸銨固體含量達到7%后，就可以啟動出料系統進行硫酸銨提取，所以增濃段的運行效果關系到整個脫硫塔的運行狀況，而恰恰是增濃段塔壁在漿液的連續沖刷下頻繁泄漏導致被迫停塔處理，既影響脫硫工藝穩定又帶來煙氣排放指標的波動，給生產造成很大的麻煩。

3.1.1 增濃段噴頭下方掛玻璃鋼板

在原有脫硫塔（壁厚6 mm）增濃段內襯玻璃鱗片的基礎上繼續增加內襯玻璃鋼板進行防腐；即增濃段塔壁內部、增濃段噴頭下面，沿塔壁貼玻璃鋼板（長1 500 mm×寬1 200 mm×厚6 mm）共15 塊，玻璃鋼板與板之間的縫隙通過玻璃絲布、短切氈、樹脂、固化劑、促凝劑等進行粘合成型，開車后增濃段區域塔壁部分還是經常性出現泄漏現象。

增濃段噴頭下方焊一圈不銹鋼環板，環板上打孔，通過角鐵，用不銹鋼螺栓和玻璃鋼板進行固定，使之成為一體，防止煙氣進入塔內對玻璃鋼板進行氣流沖擊，如圖1 所示。

圖1 脫硫塔增濃段改造方案一

3.1.2 增濃段整體塔壁內掛玻璃鋼板

在原有脫硫塔（壁厚6 mm）增濃段內襯玻璃鱗片的基礎上繼續增加內襯玻璃鋼板進行防腐；即增濃段塔壁內部、增濃段噴頭下面，沿塔壁貼玻璃鋼板（長6 000 mm×寬1 200 mm×厚6 mm）共15 塊，玻璃鋼板與板之間的縫隙通過玻璃絲布、短切氈、樹脂、固化劑、促凝劑等進行粘合，最終使整個增濃段內部類似一個玻璃鋼塔一樣，開車后運行效果明顯好轉，運行時間從之前的最短半個月泄漏到改造后的最長半年也沒有出現過泄漏現象；改造非常成功。

增濃段噴頭下方焊一圈不銹鋼螺栓，玻璃鋼板上打孔，將不銹鋼螺栓和玻璃鋼板進行固定，使之成為一體，防止煙氣進入塔內對玻璃鋼板進行氣流沖擊造成玻璃鋼板斷裂或脫落，如圖2 所示。

圖2 脫硫塔增濃段改造方案二

3.2 所用材料簡介

3.2.1 高分子樹脂RIPOXYRH-6000 系列特點

1）高熱變形溫度（HDT），180 ℃以上；

2）優良的耐疲勞性；

3）優良的施工操作、表面干燥性能；

4）優良的耐腐蝕性能。

3.2.2 液狀樹脂性能指標（見表1）

表1 H-6008 和H-6001 液狀樹脂性能指標

3.2.3 注型品性能指標（見表2）

表2 H-6008、H-6001 和H-600 注型品性能指標

3.2.4 FRP 性能指標測試

測試條件：冷水（5～10 ℃）/30 min、150 ℃/90 min循環測試；試驗樣板：30 g 玻璃纖維表面氈+3×450 g短切玻璃纖維氈+30 g 玻璃纖維表面氈。冷熱循環實驗結果見表3。

表3 H-600EX、H-6008 和H-6001 制品冷熱循環實驗結果

3.2.5 應用及成型技術

應用領域：高耐熱、高強度FRP 制品領域；耐腐蝕FRP 領域電器成型品領域。

成型工藝：手工積層成型，連續拉擠成型，噴射成型，纖維纏繞成型等。

3.3 塔壁和塔底玻璃鱗片施工步驟

1）除銹。

2）固化劑與底漆配比。一般固化劑質量配比為底漆量的1.5%～2%；配好后攪拌不少于3 min，且在30 min 內用完，少量多次配。

3）刷底漆。

4）涂第一道鱗片膠泥層。用抹刀單向有序，均勻涂抹，單道襯里施工厚度不大于1 mm；隨后用苯乙烯沿同一方向滾壓；乙烯滾壓注意事項：滾壓液不可侵沾太多；不可漏滾；當襯層出現流淌現象時，應多次重復滾壓。

5）局部FRP 玻璃鋼補強。稱量樹脂，每道04 布耗量約0.5 kg/m2；固化劑添加量為樹脂的1.5%～3%；攪拌后30 min 內用完；在檢測合格的耐磨鱗片膠泥上均勻滾刷樹脂；用間歇法貼合玻璃纖維布兩層，貼一層滾壓一次樹脂，要求樹脂浸透玻璃纖維布，無垂流，無氣泡。

6）局部耐磨處理。待玻璃鋼內襯層指觸硬化后，再進行第二層耐磨涂布和表面處理[3]。

7）電火花檢測。檢測要求：1 mm 厚，檢測電壓3 000 V；2 mm 厚，一般檢測電壓6 000 V；檢測有缺陷部位時做好標記，便于維修。

8）局部修復。缺陷部位維修：如果出現襯層針孔、表面損傷、層內有顯見雜物、襯層厚度不足區、襯層固化不足區，表面流淌，腳手架支撐點拆除后補涂等現象必須進行缺陷維修。

9）面涂施工。

4 結論與展望

通過塔內掛板，明顯改善塔壁頻繁泄漏現象，對脫硫塔乃至鍋爐的穩定運行意義重大，同時避免了煙氣排放指標波動，減少了環保壓力；對個別單位因脫硫塔頻繁泄漏導致工藝波動情況起到指導作用，在未來的脫硫塔內襯玻璃鱗片施工工藝進行改進，對漿液密度較高的塔段可以進行類似的內襯玻璃鋼進行防腐，對推進脫硫塔技術和發展具有重要作用。